井液流动产生的作用力及其对杆柱受力影响

在分析目前杆管偏磨理论所存在问题的基础上,探讨了井液流动及接箍对抽油杆柱受力的影响,给出了井液在抽油杆柱和油管组成环状管道中流动时产生作用力的计算模型,以及直井中抽油杆柱中和点、轴向力的计算方法,并利用实例进行了验证。实例分析表明:井液流动产生的作用力使杆柱上冲程的轴向力增大,下冲程的受力中和点增加,偏磨范围增大。分析了抽油杆柱在实际运动中的受力状况,为进一步研究杆管偏磨机理打下了理论基础,对杆管偏磨防治措施的研究具有重要的指导意义。

基于井液流动和接箍效应的抽油杆柱偏磨机理

在分析目前杆管偏磨理论所存问题的基础上,探讨了井液流动以及接箍对抽油杆柱受力的影响,建立了井液在抽油杆柱和油管组成环状管道中流动时产生压差力的计算模型,给出了抽油杆柱中和点的计算方法,并利用实例进行了验证。实例分析表明:井液流动产生的压差力随着冲程和冲次乘积的增大而增大,随着抽油杆柱和油管之间过流面积的减小而增大,随着井液动力黏度的增大而增大;压差力造成杆柱的中和点位置上移,偏磨范围增大。该方法弄清了抽油杆柱在实际运动中的受力状况,为进一步研究杆管偏磨机理打下了理论基础,对杆管偏磨防治措施的研究具有重要的指导意义。

基于井液流动特性的抽油杆柱力学模型及应用

基于流体的流动特性,对井液流动以及接箍效应对杆柱受力的影响进行研究,并建立杆管环空中井液流动所产生压差力的数学模型,由此给出杆柱中和点和轴向力的计算方法。结果表明,研究杆管偏磨时,需考虑抽油杆柱的接箍效应,井液流动对接箍产生的压差力可占杆柱重力的11%以上。杆柱与管柱环空中的井液流动对抽油杆接箍产生压差力,且该压差力会随着冲程与冲次的乘积以及井液动力黏度的增大而显著增大,而随杆管间过流面积的增大而逐渐减小。井液流动产生的压差力会加大悬点载荷的变化幅度和不平衡性,同时对杆柱轴向力的影响较大,且杆柱轴向力随井深与曲柄转角的变化显著。考虑井液流动特性的杆柱中和点更加接近实际偏磨杆柱段的位置,计算结果的相对误差可以控制在3%以内,井液流动产生的压差力将造成杆柱的中和点位置上移15%以上,使得杆柱的偏磨范围显著增加。