有杆抽油系统井下减载装置研究

发布时间：2020-05-21 02:03

【摘要】：近年来,为了使抽油机井加深泵挂、降低能耗、增加产量以及减小驴头悬点载荷,我国许多油田设计并应用了抽油机减载器。但现有减载器节能效果存在着很大的差异,它是利用套管和油管的环形空间压力差使抽油机悬点载荷降低,但该减载器受到压力差高低的限制,使减载器的节能效果受到了限制。本文针对现有抽油机减载器的一些不足,提出了一种新型的有杆抽油系统井下减载装置方案,根据工艺要求对有杆抽油系统井下减载装置进行结构设计,确定了有杆抽油系统井下减载装置各零部件的基本参数,并对井下减载装置进行静力学和动力学分析。该井下减载装置具有节能、减载、加深泵挂等优点,有一定的应用价值。本文主要从以下几个方面对抽油机井下减载装置进行研究:(1)有杆抽油系统井下减载装置方案的确立和结构设计,并对关键零部件进行有限元分析。对井下减载装置进行方案设计,并介绍其工作原理及作用,再对减载力和悬点静载荷进行理论计算,确定减载装置在井下的安装位置;对井下减载装置进行结构设计,运用Creo软件对井下减载装置各零部件进行三维实体建模,并介绍其各零部件的作用,采用有限元软件ANSYS Workbench对井下减载装置的关键零部件进行静力学和疲劳寿命分析。(2)对井下减载装置进行动力学研究。分别对整个井下减载装置系统和抽油杆柱进行动力学研究。对井下减载装置系统建立动力学模型,并写出系统运动微分方程;建立波动方程对抽油杆柱进行分析,并采用有限元差分法对抽油杆柱波动方程进行求解。(3)井下减载装置系统动力学仿真模型的建立与分析。利用MATLAB求解出波动方程,模拟出了悬点运动规律、悬点载荷、悬点示功图等;利用动力学软件ADAMS对井下减载装置建立三维模型并进行动力学仿真,仿真出了悬点运动规律和悬点载荷;最终对MATLAB和ADAMS的仿真结果进行对比。并对井下减载装置进行刚柔耦合动力学分析。
【图文】：

减载器,减载,泵筒,抽油泵

１Ｑ￣１２］。逡逑减载器主要是由五部分组成，它们分别是上下密封管、柱塞管、进出液孔、减载活逡逑塞、呼吸孔等，减载器的结构示意图［１２］，如图１－１所示。当抽油杆带动减载活塞在柱塞逡逑管运动时，活塞的上下两个端面处会形成一个压力差，该压力差作用在活塞的下端面时，逡逑这时会形成一个向上的减载力。减载力与井深、动液面高度、密封活塞以及减载活塞的逡逑直径有关［３４］。逡逑减载器的工作原理：现有减载器由抽油杆、减载活塞以及密封活塞组成，密封活塞逡逑和减载活塞随抽油杆进行直线往复运动。该减载器的减载活塞上端面和密封活塞的下端逡逑面会有一个中空，这个中空是与油套管环空和减载器的呼吸孔相互连通的，所以环空和逡逑中空的压力就会是一样的，而油液与减载活塞的下端面接触，此时井筒液柱的压力与减逡逑载活塞下端面的压力也是一样的［１２］。因此减载活塞的上端面和下端面会形成一个压力差，逡逑这个压力差会在减载活塞的下端面形成一个向上的举升力，这个举升力也可以称为减载逡逑力［１２］。上冲程时，减载器减载活塞下端面受到的减载力会帮助抽油机带动抽油杆柱往上逡逑运动

减载装置,有杆抽油系统,创新点,减载器

１．４研究内容逡逑有杆抽油系统井下减载装置是一种很好的节能方式。但现有减载器节能效果存在着逡逑很大的差异，现有抽油机减载器的结构如图１－１所示。现有减载器是利用套管和油管的逡逑环形空间压力差来减小抽油机悬点载荷，但该减载器受到压力差高低的限制，使减载器逡逑的节能效果受到了限制。本文针对以上问题设计出了一种新的有杆抽油系统井下减载装逡逑置。有杆抽油系统井下减载装置是一种新型的井下工具，也是一种节能设备。它与井下逡逑设备一起进行配套使用，能够更好地配合井下工具、地面设备的使用，，使减载器节能效逡逑果达到最佳。逡逑该井下减载装置具有节能、减载、加深泵挂等优点，有一定的应用价值。本文主要逡逑从以下几个方面对抽油机井下减载装置进行研宄：逡逑（１）
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE933.1

【参考文献】