三维弯曲井眼抽油杆柱动力学模型建立与仿真

针对处于复杂的交变应力状态下的抽油杆柱偏磨和断脱,在抽油杆动力学分析模型的基础上,建立了抽油杆三维力学综合分析模型,开发了相应的仿真分析软件系统,并利用该软件研究了三维井眼轨迹对抽油杆柱受力变形的影响.实例计算结果表明:井眼的曲率、挠率对抽油杆柱的悬点载荷、支反力、屈曲应力均有较大影响;根据抽油杆柱三维力学综合分析结果可以预测偏磨严重点位置,可减轻杆管之间偏磨,减少抽油杆柱井下断脱次数,延长修井周期,降低采油成本.

有杆抽油系统通用数学模型研究

针对定向井有杆抽油系统,在井眼为平面曲线的情况下,给出了描述抽油杆柱横向和纵向振动以及管柱有纵向振动并耦合液柱振动的数学模型,讨论了有杆抽油系统几种主要数学模型间的关系。对于模型描述的杆柱、管柱、液柱振动的偏微分方程组给出了特征变换,转化成对角方程组,使问题的数值计算方法得到了简化,从而给出了有效解法。新的数学模型适用于有杆抽油系统的预测、设计以及抽油系统故障诊断的模式识别。