稠油井抽油杆载荷及其影响因素分析

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1、中图分类号：TE93单位代码：11414学号：2013214121题目稠油井抽油杆载荷及其影响因素分析学科专业安全科学与工程研究方向油气生产装备失效分析与完整性管理硕士生梁乐才指导教师张宏教授入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年5月硕士学位论文独创性声明郑重声明：本硕士学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研究做出贡献的个人和集体，均已在论文中做了明

2、确的说明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。作者签名：日期：2016年6月18日导师签名：日期：2016年6月18日硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学位论文属于保密范围，保密期限0年

3、，解密后适用本授权书。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书面同意，且须以中国石油大学（北京）为第一署名单位。作者签名：日期：2016年6月18日导师签名：日期：2016年6月18日-I-摘要摘要目前，随着轻质油开采储量的减少稠油开采所占的比重正在不断地增加。有杆抽油机作为采油应用最广泛的设备被应用到稠油开采领域。稠油的高粘度导致抽油杆在工作中受到比稀油井更大的粘滞载荷，严重制约稠油产量的提高。本文分析有杆采油系统工作时抽油杆悬点运行规律，考虑稠油井井筒粘度变化对抽油杆运动的影响由示功图得到泵功图，为后文深入研究做

4、了理论准备。在综合考虑了抽油杆尺寸、运行速度、抽油管尺寸以及稠油粘度等因素对于粘滞摩擦载荷影响的情况下，建立有限元分析模型，应用Fluent软件对抽油杆出入稠油和稠油进入抽油泵的过程进行了数值仿真。得到了稠油升举过程中抽油泵和抽油管内压力场和速度场的分布，分析了粘度、速度、管（杆）径、偏心度等因素对抽油杆所受粘滞载荷的影响。根据新疆油田稠油井的实际情况，建立了井筒竖直方向上温度分布模型，对稠油粘度数据的分析得到新疆油田稠油的粘温关系，在此基础上结合有限元模拟结果给出了悬点载荷与稠油粘度的计算关系公式，同时分析了公式的优缺点和适用性。关键词：抽

5、油杆；稠油；Fluent；摩擦载荷-II-ABSTRACTAnalysisSuckerRodLoadingofHeavyOilWellsABSTRACTAlongwiththedecreasingreservesoflightoil,theproportionofexploitingheavyoilhaskeptincreasing.Suckerrodpump,asthemostwidelyusedunitinoilproduction,hasnowbeenemployedinexploitingheavyoil.Duringheavyoil

6、production,suckerrodscarryhigherviscousloadcomparedtolightoilproductionduetothehighviscosityofheavyoil,whichpreventstherodsfromworkingproperly.Inthisstudy,operatingrulesofcentersuspensioninsuckerrodisanalyzedalongwithemployingRunge-Kuttamethodtodeterminepumpdiagramsfromindi

7、catordiagrams,whichprovidestheoreticalfoundationforfuturestudies.Bytakingintotheeffectofrodssize,runningspeed,oilpumpingpipedimensions,andviscosityofheavyoilonviscousfrictionload,anumericalsimulationofcases,whereheavyoilenterspumpsandwheretherodsmoveinandoutofheavyoil,wasco

8、nductedviausingfiniteelementmodelinFluentsoftware.Distributionofpressurefieldandve