煤系地层天然气井有杆排采泵力学模型的研究

Study of Mechanical Model for CBM(Coalbed Methane) Sucker-rod Pumps in Coal Reservoirs

基于有杆排采系统的运动学和动力学分析,建立了计算有杆排采泵各载荷的数学模型,给出煤系地层天然气井不同工况下的动力示功图。结果表明,考虑惯性力和振动载荷等动载荷因素后,有杆排采泵的动力示功图呈现波动和偏斜的状态,考虑动载荷和摩擦载荷的耦合作用后,有杆排采泵动力示功图的上缘朝上平移,而其下缘则会下移。煤系地层天然气井的动载荷和摩擦载荷加大了有杆排采泵所承受载荷的变化幅度与不平衡性。而且随着泵冲程次数的不断降低,有杆排采泵动力示功图的下缘逐渐远离零线,同时其上缘逐渐远离下缘,此外减小惯性力和振动载荷等动载荷会降低有杆排采泵动力示功图的上下缘倾斜程度并减小其波动幅度。