螺桿泵井工況診斷及桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、螺桿泵抽油是近些年發(fā)展起來的一種先進(jìn)的采油工藝技術(shù)，因其系統(tǒng)設(shè)備尺寸小、維護(hù)和管理方便、系統(tǒng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，受到了人們的日益關(guān)注，并在油田上逐步得到廣泛的推廣和使用。本文概括性地介紹了螺桿泵采油現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、螺桿泵的采油原理，然后根據(jù)地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵的工作特點(diǎn)，分析了傳遞動(dòng)力的抽油桿柱受力狀況，認(rèn)為抽油桿柱受復(fù)合載荷的作用，在承受扭矩的同時(shí)承受較大的軸向力，給出了各種載荷的計(jì)算方法。由第四強(qiáng)度理論，提出了組合桿柱的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法，即先按要

2、求及標(biāo)準(zhǔn)確定各級桿柱的直徑和長度，然后按強(qiáng)度條件進(jìn)行校核。 為了監(jiān)測螺桿泵工作狀態(tài)，判斷故障原因，挖掘油井潛力，保障設(shè)備安全、可靠、有效地工作，提高螺桿泵井的科學(xué)管理水平，有必要開展螺桿泵井工況診斷和參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究。本文根據(jù)螺桿泵采油的工作原理，建立了螺桿泵井生產(chǎn)系統(tǒng)和描述各個(gè)子系統(tǒng)工作規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。在對整個(gè)采油井生產(chǎn)規(guī)律和流動(dòng)特性分析基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果，提出了螺桿泵采油井工況診斷方法，對影響工況的因素

3、進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。 地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油系統(tǒng)的抽油桿柱，在傳遞扭矩過程中會產(chǎn)生較大的橫向撓曲變形，使抽油桿柱與油管內(nèi)壁發(fā)生摩擦。為了減少摩擦損失，延長抽油桿柱和油管柱的壽命，在抽油桿柱上配置一定數(shù)目的扶正器是非常必要的。本文建立了螺桿泵井抽油桿柱受力動(dòng)態(tài)模型，并建立了抽油桿柱的運(yùn)動(dòng)方程，采用彈性穩(wěn)定理論中的能量方法，求解了螺桿泵井抽油桿柱在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的橫向變形，確定扶正器適當(dāng)?shù)陌惭b位置，控制桿柱的變形，避免桿柱與油