抽油桿柱的動(dòng)態(tài)特性及其應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、隨著油田開(kāi)發(fā)工作的進(jìn)展，我國(guó)大部分油田都已進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，油井普遍都具有較高的含水量，我國(guó)石油資源并不豐富，但是石油的消耗卻在不斷地增長(zhǎng)，導(dǎo)致石油缺口越來(lái)越嚴(yán)重。因此，必須加大提升井液的能力，提高采油的效率。經(jīng)研究分析發(fā)現(xiàn)，抽油桿柱上所受液柱載荷引起抽油桿柱的彈性變形以及各種動(dòng)載荷所引起的抽油泵的沖程損失是導(dǎo)致有桿泵抽油系統(tǒng)效率低下的一個(gè)重要原因。針對(duì)這一問(wèn)題，本文建立抽油桿柱的動(dòng)力學(xué)模型和仿真模型，對(duì)抽油桿柱的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析，同時(shí)

2、利用其動(dòng)態(tài)特性指導(dǎo)有桿泵抽油系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到提高原油開(kāi)采效率、節(jié)能的目的。論文取得的具體成果如下：
　　 (1)將抽油桿柱離散成質(zhì)量、彈簧、阻尼結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，建立了抽油桿柱的動(dòng)力學(xué)模型，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律，建立抽油桿柱的振動(dòng)微分方程，將振動(dòng)微方程轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)方程，在Simulink中建立抽油桿柱數(shù)學(xué)仿真模型。利用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真軟件ADAMS中拉壓彈簧阻尼器和質(zhì)量塊相連接建立抽油桿柱的ADAMS仿真模型。
　　 (2)

3、利用數(shù)學(xué)仿真模型和ADAMS仿真模型對(duì)抽油桿柱的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析。分析抽油桿柱剛度和阻尼變化時(shí)，泵沖程的變化規(guī)律。阻尼不變時(shí)，泵沖程總的趨勢(shì)是隨剛度的減小而減小，但中間會(huì)出現(xiàn)一個(gè)使泵沖程突然增大的共振區(qū)域；當(dāng)剛度不變時(shí)，阻尼系數(shù)的改變將會(huì)改變系統(tǒng)振動(dòng)的幅值，且幅值隨阻尼系數(shù)的增大而減小。
　　 (3)對(duì)有桿抽油系統(tǒng)的優(yōu)化方法進(jìn)行分析，提出了利用抽油桿柱的動(dòng)態(tài)振動(dòng)特性，即在其他參數(shù)基本不變的情況下，可通過(guò)設(shè)計(jì)一種減小抽油桿柱剛