基于實際井眼軌跡的抽油桿柱設計與三維力學分析.pdf

1、由于定向井的廣泛使用，實際井眼軌跡對抽油桿柱受力、變形的影響越來越顯著。目前對抽油桿柱的設計，大都是基于直井或二維平面井眼軌跡進行，導致抽油桿柱結構設計存在不合理性。本論文在對三維彎曲井眼中抽油桿柱動力學模型作進一步完善的基礎上，對抽油桿柱設計、偏磨嚴重點位置預測方法進行了較深入的研究，并取得了較好的結果。 首先，根據(jù)現(xiàn)有的抽油桿柱動力學方程，從實際井眼軌跡入手，結合較準確的邊界條件，完善了抽油桿柱三維力學分析方法。 其

2、次，提出了桿柱的等效阻力系數(shù)擬合方法，并以專門的測試設備測得的井下示功圖數(shù)據(jù)作為邊界條件，對5口井進行了等效阻力系數(shù)擬合工作。 再次，通過上述模型計算得到抽油桿柱軸向應力，提出基于實際井眼軌跡的多級抽油桿柱組合API設計方法，使桿柱組合與實際井眼更加匹配，并在此基礎上根據(jù)抽油桿柱的失穩(wěn)、最大撓度及支反力特征進行了抽油桿柱扶正器安放位置設計。以抽油桿柱與油管之間的支反力大小及桿、管相對位置來分析預測抽油桿柱的偏磨狀況。 最

3、后，應用上述理論研究成果，采用面向對象編程技術，開發(fā)了三維井眼條件下抽油桿柱設計、力學分析及偏磨嚴重點位置預測系統(tǒng)軟件。應用該軟件，開展了4口井的示功圖預測、9口井的偏磨嚴重點位置預測工作，預測結果與實測數(shù)據(jù)對比表明，該軟件具有較好的預測效果。此外，應用該軟件對5口井進行了桿柱優(yōu)化設計，對31口生產(chǎn)井的受力變形進行了計算分析。 根據(jù)本論文的研究工作，人們可以進一步了解三維井眼軌跡對抽油桿柱受力、變形的影響，并以此為基礎，開展抽油