三維井眼抽油桿力學(xué)研究.pdf

1、抽油桿力學(xué)研究一直受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前抽油桿系統(tǒng)受力分析計(jì)算絕大部分通過(guò)理論建模加室內(nèi)實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)修正的方法進(jìn)行分析研究，由于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)難以真實(shí)、準(zhǔn)確地描述幾百米甚至幾千米長(zhǎng)的抽油桿彈性，從而很難得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果以直接指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。在我國(guó)，抽油桿柱問(wèn)題十分突出，較準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)抽油桿受力狀態(tài)，研究主要因素的影響規(guī)律，對(duì)減少抽油桿柱的故障率、降低油氣開(kāi)采成本極有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。 論文基于三維空間井眼軌跡，采用微元矢

2、量分析方法，建立了三維井眼抽油桿柱系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論模型及其求解技術(shù)；研制了抽油桿柱井下力學(xué)檢測(cè)裝置，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)9口井的應(yīng)用，證明了裝置性能的可靠性，也進(jìn)一步完善并驗(yàn)證了抽油桿柱動(dòng)力學(xué)模型；提出了等效阻力系數(shù)的概念，建立了等效阻力系數(shù)預(yù)測(cè)模型，以研究抽油桿柱所受滑動(dòng)摩擦和不確定流體阻力的影響，并利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料，分析與擬合出精度較高的等效阻力系數(shù)；在經(jīng)驗(yàn)軌跡參數(shù)對(duì)抽油桿柱動(dòng)力學(xué)特性影響模型和仿真分析的基礎(chǔ)上，修正了抽油桿柱設(shè)計(jì)方法，使抽油桿柱設(shè)

3、計(jì)更具合理性。通過(guò)研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證，為三維井眼抽油桿柱動(dòng)力學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是：(1)抽油桿柱實(shí)際載荷及變形井下測(cè)量方法，可以測(cè)量井下任何部位的抽油桿負(fù)荷、溫度、位移、流體壓力等參數(shù)；(2)建立了以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為邊界條件的抽油桿柱三維力學(xué)綜合模型，求解精度有了很大的提高；(3)基于兩個(gè)不同位置實(shí)測(cè)結(jié)果建立了等效阻力系數(shù)預(yù)測(cè)模型和預(yù)測(cè)方法，獲得了與實(shí)際井眼軌跡條件較吻合的等效阻力系數(shù)；(4)對(duì)抽油桿柱API設(shè)計(jì)方法