143G型高性能大功率潜油电机优化设计

针对潜油电机优化设计问题,提出一种改进的基于基因链编码方式的自适应遗传算法,对外径为143 mm系列的大功率潜油电机进行电磁优化设计。通过建立潜油电机的热网络模型,推导出传导热阻、对流热阻、接触热阻3种等效热阻的计算公式,得出潜油电机各部分温升计算结果。根据优化后的电磁方案,并对潜油电机本体结构进一步优化,研制出高性能大功率的143G型潜油电机。经过样机试验,电机主要性能指标均达到设计要求,并且使电机单位长度输出功率提高了20%。

抽油泵效率和功率损失及排量系数的计算

本文研究了抽油泵的扬程、输出功率、输入功率、（总）效率、机械效率、水力效率、容积效率、机械摩擦损失功率、水力摩擦损失功率、容积影响的损失功率和排量系数的计算方法。并结合大庆油田２０井次的生产实际，给出了以上各量的计算结果。

地面驱动螺杆泵采油系统抽油杆柱运动模型

根据垂直井地面驱动螺杆泵采油系统的工作特点，利用抽油杆柱的动力学分析结果，建立了抽油杆柱运动模型，并给出了其有限差分解。利用该模型，可以根据在地面测试的光杆扭矩变化规律计算出井筒中任意部位及螺杆泵处抽油杆扭矩的变化情况，也可根据螺杆泵处抽油杆扭矩变化来预测光杆扭矩的变化。为进一步研究地面驱动螺杆泵抽油杆柱的运动特性和采油系统的工作状况提供了理论基础。计算实例表明，该数学模型及其有限差分解法是有效的和稳定的。

高压往复泵锥形阀结构优化设计

以提高高压往复泵锥形阀的使用寿命为目的，研究了有限元法与最优化方法相结合的泵阀结构设计方法。文中给出 了阀体和阀座的单元划分、载荷处理以及边界条件的确定方法。以阀体锥面上的最大综合应力为目标函数，以强度约束和 尺寸约束为约束条件，建立了泵阀结构优化设计的数学模型，给出了求解方法。计算实例表明，通过优化设计可以有效降 低阀体和阀座锥面上的最大应力。

抽油泵合理沉没度的确定

我国各油田对于抽油泵的沉没度都有各自的推荐值，其中有些是不合理的，以致造成一定的浪费。分别以系统效率和经济效益为目标函数探讨了两种沉没度的优化方案，计算表明，采用优化方法确定的沉没度可较明显地提高系统效率和经济效益。

组合举升套管式射流泵研制

根据单井双泵组合举升比单一有杆泵举升能更有效地开采高压、高粘、低渗透、低液面油井的新构想，开发了“有杆泵＋射流泵”单井双泵组合举升工艺，介绍了与之配套的套管固定式井下射流泵的研制和试验情况，引入了射流元件的参数匹配相关式，并给出了匹配步骤。试验结果表明，新开发的单井双泵组合举升工艺及与其配套的套管式射流泵切实可行。与单一有杆泵举升相比，在相同条件下，“有杆泵＋射流泵”单井双泵组合举升可显著降低有杆泵下入深度，减轻抽油机载荷，改善油井抽汲条件和产出波的运移性，增油效果显著。

面向对象的射流泵虚拟设计和集成制造建模仿真

介绍了基于UNIX系统CAD/CAM方面的虚拟设计与集成制造建模仿真技术 ,及基于框架的面向对象设计方法在射流泵设计中的应用 ,利用CADDS5设计软件 ,对虚拟对象射流泵进行了实体建模仿真 ,通过对射流泵的虚拟建模设计与仿真实验 ,提出了射流泵集成制造系统的理想模式 ,给出了射流泵仿真设计模型 .

有杆螺杆泵杆柱强度设计初探

针对目前有杆螺杆系断杆频繁的问题，应用弹性理论分析了细长杆传递扭矩的受力特点。考虑到细长杆受扭矩后由于弹性变形产生的蓄能现象，一旦抽油杆下部断脱使杆柱承受扭矩增加的影响，同时尽可能兼顾现场应用的方便，简化计算程序，提出了一种传递扭矩的杆柱设计方法。通过现场分析，用实例介绍了该方法的应用过程。实测扭矩与计算扭矩最大相对误差不超过9％。

有杆泵动态泵充满程度的计算

推导出描述多相琉体进泵运动规律的偏微分方程组，提出了用“动态”法计算泵充满程度的新方法，用数值差分法进行求解，给出了多种参数与泵充满程度的关系曲线。

螺杆泵优化设计方法及应用

螺杆泵采油方式近两年来得到了较快的发展。为了优选螺杆泵的抽油工艺，本文以流体力学和理论力学为基础，推导出了地面驱动螺杆泵的基本数学模型，简单讨论了螺杆泵采油方式的优化设计方法，并举实例说明。

内滑套式射流泵的研制

针对外滑套式射流泵在油田应用中不能满足压裂后快速排液的现况,研制出了一种新型的内滑套式射流泵,并提出了射流泵、喉嘴距、喉管长度、扩散管角度及长度的计算公式。

抽油泵阀开启压差的计算方法

正确地计算抽油泵阀的开启压差是分析抽油泵工作性能与优化抽油泵结构尺寸的基础。系统地分析了目前国内文献所介绍的几种抽油泵阀开启压差的计算方法，并指出了其中的不足。计算泵阀开启压差的关键是合理地计算泵阀阀球与阀座密封面上的液体压力，假设了这一密封面上液体压力沿密封弦是线性分布的，并推导出泵阀开启压差的计算公式。计算分析结果表明，抽油泵阀的开后压差只与抽油泵阀的结构和结构尺寸有关，而与泵的沉没压力和排出压力无关。

节点系统分析技术在水平井中的应用

结合现场实际资料得出了部分打开水平井产能预测曲线及公式，根据能量守恒定律及多相流体运动规律，导出了水平井有杆泵抽油时流出曲线的计算方法和流体在水平段流动时的压降计算模型，并用实例分别计算了水平井生产系统中各部分压降。实例表明，导出的公式计算精度较高，值得推广和应用，并指出如果水平井段压降超过０．１ＭＰａ，则对水平井进行节点系统分析时，应该考虑水平井段的压降。

潜油电泵井系统的优化设计

潜油电泵井系统由油井、潜油电泵机组和管路三个子系统组成，三个子系统既有区别又相互联系。对潜油电系井系统进行优化设计应以系统效率最高为目标函数，综合考虑油井、潜油电泵机组和管路三者的相互关系，通过优选泵型、级数和电动机型号等使潜油电泵井系统效率达到最高和节能。最后给出了优化设计的具体方法及两口井的设计计算实例。

滑套式喷射泵的研究

研制的滑套式喷射泵可与射孔或测试构成二联作测试管柱,也可与射孔、测试构成三联作测试管柱,使一趟管柱同时完成几项工作,从而达到缩短试油周期,降低试油成本,解决低压、低渗非自喷油层求取资料难的目的。

地面驱动螺杆泵采油系统管道内流体摩阻分析

运用流体力学有关理论， 对地面驱动螺杆泵采油系统环空管道结构参数和螺杆泵转速对流体摩阻的影响进行了分析。分析结果表明， 当油管直径一定时， 过大的抽油杆直径会使抽油杆柱旋转所受的油液摩阻及油液流动摩阻增大； 泵的转速过高会使抽油杆柱旋转所受油液摩阻及油液流动摩阻增大。建议在满足抽油杆强度及其它条件下尽可能采用小直径抽油杆； 在满足泵排量、泵效及其它条件下尽量不要使泵转速过高。合理选择抽油杆直径和泵转速将显著降低地面驱动螺杆泵系统总的能量损失。

双头单螺杆泵短幅内摆线线型仿真优化技术

在单螺杆泵转子和定子是刚性接触的假设前提下,以短幅内摆线线型理论为基础,建立多元变量多目标函数的双头单螺杆泵短幅内摆线线型优化的数学模型。利用数值积分法对目标函数的复杂积分进行处理,求出变幅系数k在不同取值范围内的复杂积分拟合方程,确定约束条件,简化了线型优化的数学模型。采用复合形法对该数学模型进行优化,可计算出优化范围内各点的几何参数。结果显示,当变幅系数k=0.5、等距线半径趋于无穷大时线型结果最好。将优化结果应用在双头单螺杆泵的线型设计中,计算出线型各点绕中心做螺旋运动时空间位置坐标,利用OpenGL技术建立双头单螺杆泵短幅内摆线线型的参数化运动仿真模型,实现优化设计与运动仿真相结合,为多头单螺杆泵线型理论的深入研究提供一个可视化的操作平台。

地面驱动螺杆泵油井生产系统的优化设计

提出了一套以系统效率为目标函数的地面驱动螺杆泵油井生产系统的优化设计软件。该软件考虑到螺杆泵在定向井中应用越来越多的现状，提出了３ 种可供选择的方案。用户可根据自己的经验和需要，修正优化结果，以适应现场的实际情况。

地面驱动螺杆泵抽油杆柱的受力计算

结合螺杆泵抽油系统的工作特点,对抽油杆柱的扭转载荷与轴向载荷进行了分析和计算,结合第四强度理论,对杆柱强度条件进行了分析。受力分析和强度条件分析表明,杆柱顶部截面所受载荷最大,是设计与校核的重点部位。同时,杆柱所受最大载荷与下泵深度、杆柱直径、原油粘温关系等密切相关,必须结合相关的强度理论才能实现对螺杆泵抽油系统的合理设计。

单螺杆泵定子有限元分析

螺杆泵定子是螺杆泵中的关键部件。利用ANSTYS有限元分析软件对常规单螺杆泵的定子进行研究,在定子承受5 MPa均匀压力作用下,得出了定子、定子橡胶和定子钢套的应力、应变和内轮廓的变形量;分析了常规单螺杆泵定子变形的特点及规律。