螺杆泵井抽油杆振动研究.doc

螺杆泵井抽油杆振动研究
目录
摘要 2
Abstrast 3
第 1章前言 4
第2章杆泵井抽油杆柱受力分析 7
7
7
8
8
扭矩 10
10
11
剪切力 11
抽油杆应力的计算 11
12
抽油杆柱的抗扭强度 12
12
12
14
14
第3章螺杆泵井抽油杆柱振动分析 15
15
16
16
18
20
20
21
22
22
23
25
4章驱动杆柱动力学相关计算 26
振动引起的驱动杆疲劳断裂定量分析 26
断口分析 27
力学分析 27
理论模型的建立 29
加工工艺与使用工艺的优选 30
第5章结论 31
参考文献 32
致谢 34
摘要:地面驱动螺杆泵采油系统采用抽油杆向井下泵传递能量,抽油杆承受拉力、扭矩和弯矩,受力情况复杂。尤其是采用大排量螺杆泵或下泵深度较深时,抽油杆强度问题是影响采油系统安全生产的主要问题,因此对螺杆泵采油系统抽油杆柱进行力学研究以及动态特性分析,完善其工作理论具有重要的理论与实际意义。本文研究了螺杆泵抽油杆柱受力和振动问题。建立了抽油杆承受拉力、扭矩和弯矩的计算理论。对抽油振动问题进行分析,建立了螺杆泵井驱动杆柱的纵振、扭振、横振的数学模型和计算模型,能够求出杆柱纵振、扭振和横振的共振频率以及发生共振的临界转速。从杆柱受力角度分析了螺杆泵井杆管偏磨产生的原因,提出了解决方法。研究了抽油杆旋转偏心失稳问题及扶正器安放位置的计算方法。对油管柱受压弯曲变形进行了理论分析和变形量的计算。论文研究采用了两种试验测试技术,一种是用传感器测光杆受力技术,另一种是电参数法测试技术。采用测试数据分析软件,通过近百次测试数据的分析,验证了论文研究的杆柱受力和振动分析理论。
关键词:抽油杆,螺杆泵,偏磨,振动,疲劳断裂
Abstrast: Oil production system with a surface-driving progressing cavity pumps transmits pressure to the down hole pump by suckers rods. The sucker rods therefore bear tension, torsion and bearing moment in plicated way. Especially when high-duty pumps are used or deep wells are involved, the hardness of sucker rods es the major effect of the safety condition of an oil extraction system. A mechanic study on driving rods in a pump system and the analysis of their dynamic characteristics for improving their working principle is both theoretically and practically meaningful. The paper builds a calculating concept of the tension, torsion and bending moment that sucker rods bear, and builds the dynamic model and calculating model of their longitudinal vibration, wrench vibration and the horizontal vibration