偏心環(huán)空中做軸向運動的內管所受粘彈性流體作用力的數(shù)值計算.pdf

1、聚合物驅作為一種主要的三次采油方法，雖然在大慶油田取得了較好的驅油效果，但是聚驅抽油機井也產(chǎn)生了諸如泵效下降、抽油桿偏磨、桿管斷脫、檢泵周期縮短等問題。這些問題的產(chǎn)生與產(chǎn)出液的粘彈性特征不無關系，而抽油桿在油管中又往往處于偏心的位置工作，這更加重了以上問題的產(chǎn)生。因此，研究聚驅工況下抽油桿所受產(chǎn)出液的作用力，數(shù)值計算偏心環(huán)空中做軸向運動的內管所受粘彈性流體的作用力，對于聚驅井抽油機工作參數(shù)的優(yōu)選，防止抽油桿偏磨具有重要的工程實際意義。

2、 本文采用了變系數(shù)二階流體本構方程來描述聚驅井產(chǎn)出液的粘彈性流變性；建立了雙極坐標系下變系數(shù)二階流體在內管做軸向往復運動的偏心環(huán)空中非定常流的基本方程，并進行了數(shù)值求解；給出了偏心環(huán)空中做軸向運動的內管所受粘彈性流體作用力的計算公式，數(shù)值計算了內管所受粘彈性流體的作用力，并分析了偏心度、內管沖程、沖次等因素對作用力大小及方向的影響。數(shù)值計算結果表明，對于變系數(shù)二階流體在內管做軸向勻速運動的偏心環(huán)空中的定常流動，當環(huán)空內管靜止時，內

3、管所受x方向合力Tx使內管產(chǎn)生偏心效應；而當內管勻速向上或向下運動時，Tx在較小的壓力梯度下使內管產(chǎn)生居中效應，在較大的壓力梯度下使其產(chǎn)生偏心效應；且隨著偏心度的增大，Tx使內管居中或偏心的效應也更加明顯；而對于冪律流體，Tx卻為零。無論是二階流體或是冪律流體，z方向的合力Tz與Tx相比都要小得多。 數(shù)值計算結果還表明，對于變系數(shù)二階流體在內管做軸向往復運動的偏心環(huán)空中的非定常流動，在給定的壓力梯度下，Tx在上沖程中使內管產(chǎn)生居