抽油杆柱的组合设计

在对抽油机井的抽油杆柱设计时,通常会忽视抽油杆柱组合的选择。但是当泵径为定值时,抽油机四杆机构效率随着抽油杆柱重量的增大而降低,井下功率损失随之越多,成本也加大。因此,抽油杆组合的合理选择至关重要。经过抽油杆的受力分析后,根据抽油杆柱近似等强度的设计方法,给出了抽油杆的组合设计步骤。

抽油井井下管杆偏磨问题分析

通过对马厂、桥口二油田抽油机生产井工况的大量矿场统计，并对形成抽油井中的油管与套管内壁、抽油杆与油管内壁间的偏磨的多种因素进行较为系统的分析，提出了解决偏磨的方法，从而有效地延长抽油机井的生产周期。

抽油机悬点最小载荷计算偏差对抽油杆柱受力状况评价的影响

抽油杆承受交变载荷 ,而交变载荷往往造成材料的疲劳损坏 ,杆柱的疲劳寿命与变载循环次数和变载幅度直接相关。因此 ,同一变载循环中最大及最小载荷的计算结果正确与否对杆柱疲劳分析有很大影响。对几种常用的载荷计算方法 ,包括 :考虑液柱惯性力的KemlerEmory方法 ,未考虑液柱惯性力的Mills方法 ,APIRP 1 1L中的推荐作法和考虑抽油杆自由纵振产生振动载荷的算法等进行分析发现 ,各种方法对最小载荷的计算结果偏差过大 ,这会对抽油杆柱的力学分析造成影响。根据载荷计算结果进一步探讨了抽油杆柱疲劳极限问题。

定向井抽油杆柱应力分析及加重杆的应用

长庆油田目前的定向井井数达到了总井数的85%以上。由于定向井井眼轨迹的特殊性,抽油杆在油井内的受力情况比较复杂,很容易出现断脱问题,严重影响了油井正常生产。分析了定向井抽油杆柱的弯曲应力及其影响;进行了加重杆的优化设计。抽油杆柱下部配加重杆的方法经现场应用后取得了较好的效果,延长了油井免修期,目前已全面推广应用。

抽油杆表面椭圆裂纹应力强度因子有限元分析

运用三维有限元法求解抽油杆杆体及接头不同部位表面椭圆裂纹在拉伸载荷下的应力强度因子。采用Ｉｎｇｒａｆｆｅａ方程由裂端２０节点奇异单元位移场可精确、连续地给出应力强度因子沿裂纹线的变化，实验验证表明，运用三维有限元分析所得到的应力强度因子有较高的工程精度。应用此结果，可对抽油杆不同部位的裂纹问题作断裂与疲劳分析。

加载平台连杆式联轴器设计与分析

针对某一风力发电机组六自由度加载实验平台的需求,设计了一种连杆式联轴器。该联轴器一端与加载平台嵌接,在补偿加载平台所产生的各向角度及位置偏差的同时并能稳定的传递扭矩。考虑到普通膜片式联轴器的各向偏差补偿能力小,角度补偿过程中会产生额外的轴承负荷等问题,该联轴器采用连杆代替原有的膜片结构;连杆两端采用关节轴承连接,在提升各向偏差补偿能力的同时而不产生轴承负荷。基于空间几何知识建立了该联轴器连杆的分布与长度关系的数学模型。为了进一步对此联轴器进行研究,先利用ANSYS workbench对联轴器静载转矩工况进行了应力分析。得出主要部件的应力应变分布云图,并进行强度校核。

杆头加工偏差对抽油杆强度的影响

以CYG－22B抽油杆为研究对象，当杆头螺纹轴线和杆身轴线有加工偏差（偏心、偏斜或二者同时存在）时，对其应力集中系数进行了较系统的三维有限元分析和试验验证。结果表明，由偏心和偏斜所产生的应力集中位于接近过渡区的一个不大的范围内。在不考虑加工偏差的理想联接状态下，抽油杆杆头各部位的应力集中系数均小于1，杆头上应力集中最严重的部位在扳手平面上下两端面，其数值分别为0．811和0．747。本计算所得结果为抽油杆失效分析和制定允许加工偏差及验收标准提供了依据。

吸盘式剥片机结构改进及运动分析

以研究引进的镍始极片吸盘式剥片机生产过程中存在的问题为主,并对吸盘式剥片机的结构进行改造,对改造后的剥片机进行运动分析和静力学分析,验证了结构修改设计的合理性。根据质心的定义和平行轴规律,剖析引进吸盘式剥片机运行过程当中振动噪声过大的原因。对吸盘式剥片机结构进行了改造,采用计算机辅助软件UG10.0,建立了引进剥片机三维模型以及改造结构后的剥片机三维模型,并利用动力学分析软件ADAMS对剥片机进行了运动学仿真分析,并联合有限元分析软件ANSYS对改进后的剥片机进行了静力分析,验证了改进后的剥片机构造改进的合理性。机构经过改进后,剥片机运行平稳,剥片机的工作过程中的振动和噪声明显减弱,机架的最大应力和最大应变显著减少。结构改造后,真空吸盘式剥片机能满足企业的生产要求。

断裂抽油杆分析

对大庆采油一厂１９口发生抽油杆井中断裂事故油井的井史做了调查，进行了断裂抽油杆的应力计算、断口分析、金相组织分析以及断裂抽油杆材料的机械性能测定。综合分析结果表明，断裂抽油杆发生断裂的主要原因是：抽油杆材料本身含有冶金缺陷和夹杂，以及抽油杆热处理不规范形成金相组织不正常和不完全正常，使服役中的抽油杆在交变应力作用下易于产生疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展到临界状态时；产生了疲劳断裂。提出了对抽油杆应建立科学管理制度，避免盲目使用抽油杆的建议，一方面对新抽油杆要进行抽样检查，以便择优选购，另一方面对服役中的抽油杆要定期进行无损检测及评定。分析结果可作为油田今后选择和使用抽油杆的参考依据。

水基动力无杆抽油系统流—固耦合有限元分析

水基动力无杆抽油系统是一个全新的抽油系统,系统受力变形是失效的主要因素之一,因此对此新型系统进行受力分析非常有意义,有助于找到系统的薄弱环节。因此针对系统的动力缸,基于流体动力学理论与流固耦合理论,运用有限元分析方法进行了系统不同压力和流速下的结构应力分析。结果表明:系统最大应力处与流体最大液压冲击处不重合,改变压力和流速都会对最大应力产生影响,且应力变化具有非线性性。研究得到了动力缸最大应力变化规律,这有利于进一步开展系统故障分析,并对系统优化设计有理论意义和实际价值。

反井钻机钻杆交变应力变化规律试验研究及预防措施

通过控制钻杆转速和钻压,在山东沂蒙抽水蓄能电站进行现场试验,得到反井钻机钻杆应变随时间变化曲线,发现存在钻杆交变应力。反井钻机钻杆在长期交变应力作用下,应力较大的点或材料有缺陷的点会逐步产生非常细微的裂纹,并不断延伸扩展,导致钻杆断裂,从而影响反井钻机正常施工。分析了反井钻机钻杆交变应力产生的原因,并提出了相应的措施,来避免或减少交变应力的产生,以减少钻杆失效情况的发生。

定向井抽油杆扶正器合理间距设计的探讨

就合理设计定向井抽油杆扶正器间距的几个问题进行了探讨．研究并给出了正确的计算模型、设计准则和设计方法．