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