定向井杆管接触状态的有限元仿真模型

将定向井抽油杆柱离散为空间梁单元,通过在所有节点构造双向弹簧元模拟抽油杆柱与油管的接触状态,考虑双向弹簧元弹簧刚度系数对单元刚度矩阵与总刚度矩阵的影响,建立了抽油杆柱与油管接触状态的有限元仿真分析模型。仿真结果表明,弹簧元能够准确模拟杆管接触状态,确定杆柱与油管内壁接触状态、杆管接触压力以及扶正器与油管接触压力;抽油杆柱与油管柱接触受实际井眼轨道的影响,井眼造斜段、局部狗腿度较大的井段,杆管接触压力较大;在定向井抽油杆柱安装扶正器可以明显减小或消除杆体与油管的接触压力以及接箍与油管的接触压力。

抽油机井抽油杆柱瞬态力学行为有限元分析方法

抽油杆柱是一个超细长的大柔性杆,其运动的力学行为是几何非线性、接触非线性和动力学的耦合问题。将几何非线性、接触非线性和动力学有机地结合起来,运用有限元方法,精确地描述了抽油杆柱在充满井液的油管内往复运动的力学行为,找出了其屈曲、杆管接触和磨损的变化规律,为防止油杆柱断脱和油管漏失事故提供了理论依据。