基于响应曲面法的同井注采系统方卡子优化设计

为解决同井注采系统光杆疲劳断裂现象高发的问题,基于响应曲面法开展了方卡子结构参数优化设计研究.通过建立悬绳器-方卡子-光杆整体三维仿真模型,利用Workbench软件进行光杆复合应力数值试验,并根据仿真试验结果建立方卡子曲率、方卡子厚度、方卡子边缘倒角的回归模型.结合回归模型和光杆应力仿真模型,综合分析方卡子曲率、方卡子厚度、方卡子边缘倒角对光杆应力的影响规律.以光杆最大复合应力最小为目标,得到了3参数的最佳组合为方卡子厚度80 mm、方卡子倒角1.2 mm、方卡子曲率35.318 m-1,光杆复合应力降低了40.88％,最后利用数值试验验证了优化模型和优化结果的正确性.     

抽油机井杆柱系统防偏磨装置设计与优化

针对油田开采过程中抽油机井杆柱系统偏磨问题,设计了一种抽油机井杆柱系统防偏磨装置。该装置安装在悬绳器上板的位置,利用悬点上下运动过程中势能与动能的转换提供动力,通过超越离合器的作用使重锤只在自下而上摆动时带动蜗轮蜗杆传动,以实现抽油机杆柱系统单向间歇性转动。该装置不仅能防止杆柱系统偏磨、防止抽油杆脱扣,还不必外加动力源,减小了装置的体积。利用ADAMS软件对整个装置进行了动力学仿真,验证了其工作原理及结构设计的合理性;对关键部件进行了优化设计,提高了装置的可靠性,延长了其使用寿命。仿真数据分析表明:该装置可以实现杆柱系统的单向间歇性转动,其主要部件蜗轮蜗杆在仿真过程中传动良好,无较大冲击。所得结论可为新型抽油机杆柱系统防偏磨装置的理论研究和现场应用提供借鉴。