直井抽油杆柱在屈曲位移激励下横向振动的仿真研究

摘要：

鉴于目前直井杆管偏磨分析仅停留于抽油杆柱在油管内的静力屈曲理论,提出了一种基于抽油杆柱屈曲位移激励的抽油杆柱在油管内横向振动与杆管偏磨的动力学分析方法.考虑轴向分布载荷和泵端动载荷的作用,以下冲程某时刻抽油杆柱在油管内的屈曲构型作为抽油杆柱横向振动的位移激励,建立了直井抽油杆柱在油管内横向振动的仿真模型.采用有限差分法对井深进行离散,New mark法对时间进行离散,以恢复系数法建立了杆管碰撞条件,碰撞冲量作为碰撞效果的度量,对抽油杆柱在油管内横向振动数学模型进行了数值仿真.仿真结果表明:杆管碰撞现象主要发生在下冲程杆柱发生屈曲后,且几乎沿全井都有发生,从井口至泵端附近的碰撞力峰值逐渐增大;中位点以下碰撞最强烈,碰撞力最大,且呈现高频次碰撞;中位点以上至井口附近,碰撞频次和碰撞力依次减弱;而上冲程碰撞现象很少,碰撞力也较小.所建立的抽油杆柱屈曲位移激励下的横向振动仿真模型适用于杆管偏磨分析,同时为扶正器的优化配置提供新的理论基础.

关键词：横向振动、抽油杆柱、屈曲位移激励、碰撞、仿真模型

所属期刊栏目：31

分类号：O327;TE933+.2(振动理论)

资助基金：河北省自然科学基金资助项目E201703101;国家自然科学基金资助项目51174175

在线出版日期：2018-11-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：854-861