平等四边形机构在抽油杆定率传输中的应用

系统地论述了平行四边形机构在抽油杆自动检测生产线上用于抽油杆定率传输的关键技术问题：１．自由度分析，保证实现确定的运动；２，运动的协调性，保证实现准确，可靠的定率传输。３．受力分析，为结构设计和优化计算提供力学依据；．上，下杆的衔接，保证生产线的正常运行。５，参数优化计算，保证在满足结构要求的条件机构受力最好。     

单螺杆泵井抽油杆柱的有限元分析

1．前言 地面驱动单螺杆泵采油系统适用于浅井、稠油井、含砂井和含气井。抽油杆是连接地面驱动装置和井下螺杆泵的部件。与抽油机井中的往复运动不同，单螺杆泵井中抽油杆是做高速旋转运动，由于井斜及抽油杆制造质量等原因，抽油杆不可避免地与油管发生碰撞。本文考虑碰撞接触的影响，运用有限元的方法对抽油杆进行整体受力及运动分析，建立有限元分析模型。该模型可计算出抽油杆在任意时刻、任意位置处的受力和运动状况，这对油田提高螺杆泵井管理水平具有重要意义。     

油管排放装置传递机构优化设计

对油管排放装置传递机构的特点、运动形式和受力状况进行了分析，并通过优化设计得到了该机构主要结构的最优尺寸解，从而满足了油管在传递过程中必须始终保持平动和稳定，同时机构的能耗应最小的设计要求。设计分析表明：1．平行四边形机构可以用于油管传递机构，结构尺寸优化是设计的关键。2．机构中各杆件的长度对传动性能的影响不同，曲柄影响最大，连杆影响最小。3．零件的尺寸精度对机构的受力状态影响较大，最好成对加工。4．在抓放油管时应避开杆件重合位置，以减少冲击。     

抽油机悬点与抽油杆柱运动协调及临界冲次研究

稠油粘度高,抽油杆柱在井筒流体中运动摩阻大,特别是下冲程,可能会造成抽油杆柱下不去或抽油杆柱滞后于抽油机悬点的运动而产生冲击载荷等,影响油井的正常生产.为此,基于常规游梁式抽油机与宽带式抽油机悬点运动特性及抽油杆柱受力分析,建立了宽带式抽油机悬点运动规律和抽油杆柱在井筒液体中自由下行运动规律的计算模型,分析了悬点运动与抽油杆柱下行运动的协调性,计算了临界冲次.研究结果表明,抽油杆柱在井筒流体中自由下行时,先做变加速运动,当速度增加、下行粘滞力增大到使抽油杆柱受力平衡时,速度达到最大值,开始做匀速运动;等值粘度越小,抽油杆柱达到匀速运动的时间越长,最大下行速度越大;抽油机悬点与抽油杆柱下行运动之间存在临界冲次,当油井生产冲次小于等于临界冲次时,抽油机悬点与抽油杆柱下行运动才能协调;临界冲次随井筒流体粘度的增加而降低,在相同等值粘度的条件下,长冲程、慢冲次有利于抽油机悬点与抽油杆柱下行运动的协调,从而保证稠油的高效开采.     

直井抽油杆柱扶正器安装间距设计计算

为使直井抽油杆扶正器分布更加合理，首先进行了抽油杆柱受力分析，在抽油杆柱受力分析时综合考虑了直井抽油杆柱与液体之间的摩擦力、井液对抽油杆柱的浮力和油管内液柱作用在柱塞上下面的液体压力差，接着在抽油杆柱受力分析的基础上运用能量法推导出了相邻扶正器间距的计算公式，并利用Matlab和VB语言编制了计算软件，最后进行了实例计算分析。计算分析结果表明：抽油杆柱与液体之间的摩擦力和井液对抽油杆柱浮力这两者对扶正器的间距布置影响不大，实际应用中为简化计算可以忽略不计；但油管内液柱作用在柱塞上下面的液体压力差，对扶正器间距影响远远大于前两者，必须加以考虑。     

不同供液状况的有杆抽油泵举升过程参数模拟计算方法

有杆抽油泵举升过程中,根据供液能力的差别,分别确定了泵吸入口压力和活塞受力的计算方法;在静态模型建立的基础上,以抽油杆受力波动方程为指导,对井筒举升过程抽油杆运动阻尼系数计算方法进行了修正,建立了有杆抽油泵举升动态模型。以地面实测示功图为约束,计算不同供液工况下井筒纵向空间的压力、抽油杆柱受力等数值分布,对泵吸入口压力、动液面、地层流压等参数进行模拟计算,建立了不同供液状况下有杆抽油泵举升过程参数连续模拟计算方法。研究结果表明,该方法能够满足供液不足工况下油井动液面计算的精度要求,为井筒举升分析、工作制度优化调整提供了理论依据。     

井液流动产生的作用力及其对杆柱受力影响

在分析目前杆管偏磨理论所存在问题的基础上,探讨了井液流动及接箍对抽油杆柱受力的影响,给出了井液在抽油杆柱和油管组成环状管道中流动时产生作用力的计算模型,以及直井中抽油杆柱中和点、轴向力的计算方法,并利用实例进行了验证。实例分析表明：井液流动产生的作用力使杆柱上冲程的轴向力增大,下冲程的受力中和点增加,偏磨范围增大。分析了抽油杆柱在实际运动中的受力状况,为进一步研究杆管偏磨机理打下了理论基础,对杆管偏磨防治措施的研究具有重要的指导意义。     

螺杆泵抽油杆柱的动态受力分析与工艺设计

对螺杆泵抽油杆运动轨迹进行描述，通过受力分析对抽油杆柱进行载荷计算与强度设计，应用抽油杆柱瞬态动力学分析的有限单元法，建立抽油杆柱瞬态动力学分析模型和抽油杆柱的动力学方程，应用设计软件对抽油杆进行优选、强度设计和较核，并对抽油杆柱扶正器安放位置进行优化。     

水驱抽油机井杆管偏磨力学机理研究

垂直井中抽油杆柱产生偏磨现象是下冲程抽油杆柱在油管内产生屈曲变形引起的，文章分析了引起抽油杆柱偏磨的力学原因，编制了抽油杆柱受力计算程序，并用于实际计算。     

有杆泵抽油斜直井防冲距的计算

在高油气比油田有杆泵采油中，防冲距对抽油泵泵效有较大影响。斜直井中抽油杆柱受力状况不同于直井，故其防冲距的计算也不同于直井。斜宜并检泵作业碰泵时，抽油杆柱由于重力作用在油管内呈螺旋状弯曲。对变形抽油杯柱作受力分析，应用虚功原理推导出油管内变形的抽油杆柱长度；在抽油杆接箍位置把螺旋曲线简化成轴向力作用下的压弯曲线，推导出修正杯柱长度的公式，利用计算机计算出防冲距。用这种方法计算出的防冲距在稠油斜在井上进行了多次检验，计算值与实测值相差很小。     

低波动三缸单作用往复泵曲拐凸轮轴优化设计

低波动三缸单作用往复泵采用的曲拐凸轮轴以3个相位差120°的特制凸轮改变了活塞的运动规律，使活塞运动达到理想要求。对低波动三缸单作用往复泵曲拐凸轮轴进行优化设计时，在满足泵活塞运动规律和强度条件下，以凸轮体积最小原则设计凸轮，建立优化设计数学模型。对曲拐凸轮轮进行了受力分析，在按弯、扭联合作用进行疲劳强度校核时，截面内力计算不应少于36个点。这种优化设计是一种经济实惠的设计方法，可使同参数泵结构紧凑、外形美观、重量轻。     

弯曲连续管内流体运动机理与摩阻研究

井眼的弯曲直接影响连续管在井下的弯曲状态和连续管内流体的运动特性与摩阻。为此,分析了弯曲连续管内流体流动的运动机理,在此基础上根据流体力学原理建立了不同流体条件下弯曲连续管内流体摩阻计算模型。分析结果表明:弯曲连续管内流体的运动呈现断面环流和冲击波效应,这可能是引起弯曲连续管内流体复杂运动的力学机制;弯曲连续管内流体流动的断面环流和冲击波效应在一定程度上影响了连续管内流体的流态和摩阻;随着井眼曲率半径的减小和注入排量的增大,不同流体条件下弯曲连续管内流体的横向切力和摩阻随之增大;弯曲连续管内流体流动的横向切力和摩阻受弯曲段井眼曲率半径和注入排量的影响较大。研究结果可对弯曲井眼中连续管循环摩阻计算、受力分析和排量优选提供理论参考。     

抽油机非圆齿轮换向机构运动学仿真分析

非圆齿轮换向机构是一种新型的立式抽油机换向机构。与传统的链条换向机构相比,具有寿命长,工作可靠等优点。介绍了非圆齿轮换向机构的工作原理,并利用Solidworks软件对非圆齿轮换向机构建立了三维仿真模型,用动力学软件ADAMS进行了虚拟仿真,得到了输出齿轮的运动特性曲线及该机构在运动过程中非圆齿轮对的啮合力变化曲线。结果表明,非圆齿轮对的仿真力与理论值基本一致,对该机构的进一步优化具有参考意义。     

定向井抽油杆柱横向振动仿真模型及扶正器布点优化

将定向井抽油杆柱在井筒内横向振动的力学模型简化为具有初弯曲的纵横弯曲梁在井筒约束条件下的横向振动模型。在模型中考虑了交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,并提出了弯曲井筒是轴向运动抽油杆柱横向振动的一项主要激励。综合考虑弯曲井筒对轴向往复运动抽油杆柱横向振动的激励以及交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,应用弹性碰撞理论描述井筒对抽油杆柱横向振动的约束,并基于弹性体振动理论建立了具有初弯曲的抽油杆柱在井筒约束条件下横向振动仿真的数学模型。基于定向井抽油杆柱横向振动仿真模型,建立了扶正器布点优化的数学模型。采用龙格库塔法实现了定向井抽油杆柱横向振动的仿真计算;通过循环迭代方法实现了扶正器的布点优化。研究结果表明：⑥仿真结果与油田实际情况相符,验证了模型的适用性;②杆管偏磨的危险点为井眼的造斜段与杆柱受压段。井眼造斜段杆管接触力较大,杆柱受压段杆管碰撞剧烈;③优化扶正器配置后,杆体、接箍不与油管接触,扶正器的最大杆管接触力均在许用接触应力以内,保证了抽油杆柱的工作寿命。     

定向井抽油杆柱横向振动仿真模型及扶正器布点优化

将定向井抽油杆柱在井筒内横向振动的力学模型简化为具有初弯曲的纵横弯曲梁在井筒约束条件下的横向振动模型。在模型中考虑了交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,并提出了弯曲井筒是轴向运动抽油杆柱横向振动的一项主要激励。综合考虑弯曲井筒对轴向往复运动抽油杆柱横向振动的激励以及交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,应用弹性碰撞理论描述井筒对抽油杆柱横向振动的约束,并基于弹性体振动理论建立了具有初弯曲的抽油杆柱在井筒约束条件下横向振动仿真的数学模型。基于定向井抽油杆柱横向振动仿真模型,建立了扶正器布点优化的数学模型。采用龙格库塔法实现了定向井抽油杆柱横向振动的仿真计算;通过循环迭代方法实现了扶正器的布点优化。研究结果表明：⑥仿真结果与油田实际情况相符,验证了模型的适用性;②杆管偏磨的危险点为井眼的造斜段与杆柱受压段。井眼造斜段杆管接触力较大,杆柱受压段杆管碰撞剧烈;③优化扶正器配置后,杆体、接箍不与油管接触,扶正器的最大杆管接触力均在许用接触应力以内,保证了抽油杆柱的工作寿命。     

油管漏磁自动检测过程中的退磁方法研究

退磁是漏磁无损检测中不可缺少的环节之一。针对油管漏磁自动检测过程中的剩磁，选用了直流退磁方法进行退磁处理。通过在时间上将磁场作用离散化，分析了退磁的动态过程，同时分析了退磁过程中离开退磁线圈一端的剩磁大于进入端的原因，并通过适时关断或控制退磁电流的大小消除了这一影响，使退磁后的油管剩磁小于0．5mT，满足API规范要求。     

深水FPSO单点系泊系统重量控制研究

应用三维势流理论及非线性时域耦合分析方法,在FPS0运动响应及系缆动力响应符合规范的前提下,通过使用张紧式系泊系统、复合系缆以及在系缆上添加浮筒等不同方式,达到控制系泊系统总重量的目的,为深水FPSO单点系泊的设计与研究提供了有效参考。     

输气管道干空气干燥影响因素研究

干燥作为输气管道投产试运行过程中的重要工艺环节,是一个复杂的传热、传质过程。针对输气管道的干燥环节,通过对比,优选出安全高效的干燥法——干空气干燥法。介绍了干空气干燥的工艺原理;建立了机理模型,并编制了应用程序;通过实例对模型进行了验证,并对影响干燥的干空气流量、干空气露点、环境温度、干空气流速及水膜厚度等因素,进行了单因素分析,给出了最优范围值,对干燥方案优化具有一定的参考价值。     

川渝地区输气站场ESD系统执行元件应用优化探讨

气液联动干线球阀作为川渝地区输气站场ESD系统的主要执行元件之一,是ESD系统的重要组成部分。球阀执行机构的合理设置不仅对气液联动干线球阀发挥干线切断功能起重要作用,还对保证ESD系统的安全功能具有重要影响。为此,通过分析川渝地区输气站场ESD系统中气液联动干线球阀执行机构存在的问题,提出了两种优化方案。结果表明,优化后的ESD系统满足独立设置原则和故障安全型原则。现场应用结果显示:1ESD系统工作正常,能够发挥要求的安全功能;2ESD系统误动作率大大降低,起到了对输气站场的安全保护作用。