聚合物驱抽油机井杆柱纵向振动的仿真模型

应用幂律流体本构方程和动量守衡方程,建立了抽油机井杆管环空幂律流体速度分布规律与杆柱液体摩擦力的计算模型,以此为基础建立了聚合物驱抽油杆柱纵向振动仿真的非线性波动方程。与抽油杆柱纵向振动的常规波动方程比较,新模型含有速度幂律指数的非线性液体摩擦力项,应用差分法建立了非线性波动方程的数值仿真模型。根据一个周期液体摩擦功相等的原则,将非线性液体摩擦力项线性化,建立了等效阻尼系数的计算方法,并将非线性波动方程简化为常规波动方程。开发了聚合物驱抽油机井杆柱纵向振动的仿真软件,分析了流变参数对抽油杆柱纵向振动与示功图的影响。仿真与实测结果对比表明,非线性波动方程仿真模型具有较高的仿真精度,悬点最大与最小载荷的仿真误差小于±12%。