水平井求产斜井段螺杆泵排液杆柱安全评价

发布时间：2017-12-26 04:01

本文关键词：水平井求产斜井段螺杆泵排液杆柱安全评价　出处：《东北石油大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：在水平井求产过程中,由于螺杆泵工作时的运动特性,一些不利因素会影响求产过程顺利进行,并缩短螺杆泵排液杆柱的使用寿命,例如处于斜井段部分的排液杆柱,受转动惯量和偏心运动的影响而产生的偏磨现象,还有受井眼轨迹的影响,在井斜狗腿处而产生附加弯扭矩,造成的局部应力集中的现象。因此,对水平井求产过程中斜井段螺杆泵排液杆柱进行安全评价,具有重要的现实意义与经济价值。首先,对水平井求产过程中螺杆泵排液杆柱进行运动学分析。主要介绍了螺杆泵试油系统的组成及工作原理,归纳总结了水平井试油求产过程中各种复杂环境因素对螺杆泵排液杆柱产生的影响,并分析了螺杆泵排液杆柱的工作状态和受力特点。分析螺杆泵的失效形式,并提出具体的预防措施。其次,对水平井求产螺杆泵排液杆柱进行理论上的力学分析。通过进行静力学分析,提出了排液杆柱在工作时主要受三种力影响,即轴向力,扭转力和交变应力。其中斜井段排液杆柱所承受的交变应力会产生弯矩,容易引起杆柱疲劳破坏,因此交变应力是进行水平井求产斜井段螺杆泵排液杆柱安全评价所要考虑的重点因素。根据排液杆柱静力学分析情况合理简化并建立了有限元模型,然后进行结构离散化处理并选择位移函数,计算各节点载荷并合成总体载荷,最后建立平衡方程,求得节点位移。最后,对水平井求产斜井段螺杆泵排液杆柱进行了安全评价。根据实际工况要求,利用ANSYS软件对齐平2-平1井进行了排液杆柱的有限元分析。在ANSYS软件中建立排液杆柱有限元模型,添加位移约束,对实际工况下的螺杆泵排液杆柱进行模拟计算,并进行结果分析。结果表明排液杆柱的最大许用应力,满足强度要求。根据排液杆柱有限元分析结果,提出了导向器和扶正器的布置方案,并通过ANSYS有限元软件分析了安装前后排液杆柱的应力情况和接触情况,结果表明此方案可有效改善应力突变的状况,并且能够减小扭矩和接触频率,验证了方案的可行性。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE933.3

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