基于振动力学的抽油杆柱传动效率数值仿真研究.pdf

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1、2012征第41卷石油矿场机械第9期第1页0ILFIELDEQUIPMENT2O12,41(9):1~5Oo文章编号:10013482(2012)09—0001—05基于振动力学的抽油杆柱传动效率数值仿真研究王素玲,常瑞清,刘勤志。,孙伟国。徐广元。(1.东北石油大学机械科学与工程学院,黑龙江大庆163318;2.大庆油田有限责任公司,黑龙江大庆163453;3.中国石油天然气股份有限公司,北京100007)摘要:抽油杆柱是抽油机井井下系统的主要组成之一,其传动效率一直被Z-48所忽视。由于抽油杆柱的细长结构,在传动载荷过程中引起较大的振动而消耗能量。根据振动理论,在考虑抽油

2、杆柱初始几何缺陷条件下,建立抽油杆柱动态失稳的力学模型,采用间隙元理论,建立抽油杆与油管的动态碰撞接触边界,应用数值求解技术对抽油杆柱三维振动进行模拟,获得抽油杆柱的传动效率。将计算结果与试验井测试结果进行对比,两者具有较好的一致性,同时分析了杆柱传动效率与相关参数的关系,定量给出了对杆柱传动的效率影响,为提高井下效率奠定了理论基础。关键词:抽油杆;振动;间隙元;传动效率;数值模拟中图分类号:TE933.2文献标识码:AStudyonTransmissionEfficiencyNumericalSimulationofRodStringBasedonVibrationMech

3、anicsWANGSu—ling。CHANGRui—qing,LIUQin—zhi。,SUNWei—guo。,XUGuang—yuan(1.CollegeofMechanicalScienceandEngineering,NortheastPetroleumUniversity,Daqing163318,China;2.DaqingOilfieldLimitedCorporation,Daqing163453,China;3.ChinaNationalPetroleumCo.,Ltd.,Beijing100007,China)Abstract:Thesuckerrodstri

4、ngisoneofthemaincomponentsoftheundergroundsystemofpumpedwellofpumpingunit,itstransmissionefficiencyhasbeenneglected.Intheprocessoftransmittingload,theslenderstructureofthesuckerrodstringcausedSOlargevibrationthatcon—sumedmoreenergy.Basedonvibrationtheoryandconsideringtheconditionsofthesucke

5、rrodstringinitialgeometricimperfections,thesuckerrodstringdynamicinstabilityofmechanicalmod—elwasestablished.Adoptinggapelementtheory,thedynamiccollisionofthesuckerrodandtub—ingcontactboundarywasestablishedaswell,byusingnumericalsolutiontechniquestosimulatethree—dimensionalvibrationonthesuc

6、kerrodstring,andsubsequentlyachievingtransmissioneffi—ciencyofsuckerrodsting.Comparingthecalculationresultswiththetestresultsofthetestwells,bothcanbeconcludedthattheyhavebetterconsistency.Analyzingtherelationshipofthe收稿日期:2012-03—22基金项目:国家“十二五”科技支撑项目“机采系统节能关键技术研究”(2011BAA02B01);黑龙江省青年骨干支撑项目

7、(12519005)作者简介:王素玲(1975一),女,河北石家庄人,副教授,博士,主要从事油气田地面工程方面的教学与科研工作,E-mail:ws11028@163.corn。石油矿场机械2012年9月transmissionefficiencyoftherodstringandrelevantparameterstoquantifyinfluenceofthetransmissionefficiencyontherodstring,theselaidthetheoreticalfoundationof

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