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。     

非标准法兰的有限元分析及可靠性设计

非标准法兰的最大工作压力是其安全、正常工作的重要技术参数,应用ANSYS对某非标准法兰进行强度分析,得到了在工作载荷作用下法兰的内应力分布状况,对法兰各部分结构进行了强度校核.利用Monte Carlo数值计算方法对其随机变量进行抽样,得出了法兰工作时的安全可靠度以及所能承受压力的数学期望.通过有限元及可靠性分析,掌握了法兰各部分结构的强度储备情况.     

螺杆泵定子与转子的接触分析

用有限元方法对螺杆泵在不同压力作用下的变形、受力及接触情况进行了分析研究，建立了螺杆泵的二维有限元模型，得出了在相应情况下螺杆泵定子橡胶的应力分布和螺杆泵定子与转子的接触压力。结果表明，由于过盈量的存在使螺杆泵定子和转子之间产生接触压力，从而实现螺杆泵的密封；当有均匀压力作用时，接触压力减小，使密封能力降低；当有压差作用时，压差使定子橡胶发生较大的变形，定子与转子的接触压力增加，密封能力增强。     

单螺杆抽油泵3/2线形初步探讨

提出了单螺杆抽油泵3/2结构形式,通过与1/2和2/3结构的比较,分析了3/2结构在单螺杆抽油泵性能上的优点,并对3/2结构中涉及到的技术问题进行了研究.     

单螺杆泵斜井抽油杆柱运动模型

根据单螺杆泵井的工作特点，对斜井中单螺杆泵抽油杆柱进行受力分析，建立了抽油杆运动模型，利用数值积分方法进行求解。该模型克服了以往运动模型仅适用于直井的缺点，考虑了井斜以及各种横向力的影响，因此更接近抽油杆柱的实际情况。利用该模型可获得井筒中任意部位及螺杆泵处抽油杆扭矩的变化情况。计算实例表明，该数学模型厦其所得解是稳定的。这为螺杆泵井生产系统优化设计、进行工况诊断提供了理论基础。     

类椭圆型采油螺杆泵举升性能分析

鉴于对类椭圆型采油螺杆泵举升性能研究较少的现状,建立了类椭圆型采油螺杆泵有限元模型,通过对螺杆泵接触带泄漏位置判定和接触应力计算分析,给出了临界接触应力随低压腔室压力变化的关系式,为该型螺杆泵的举升压力计算分析提供了高效快捷的方法.分析了不同腔室压差情况下临界接触应力与低压腔室压力的关系以及举升压力随螺杆泵级数变化的规...     

单桩腿有限元分析

为保证桩腿在冬季冰区海域的安全使用,对桩腿结构进行冰载荷作用下的强度分析。应用ANSYS软件建立桩腿、地基、冰相互作用的仿真计算模型,实现桩腿的力学分析。对桩腿进行了强度校核,计算出冰载荷作用下桩腿的变形及其应力状态。计算结果表明,桩腿在此冰载荷作用下强度满足安全要求。     

椭圆转子采油单螺杆泵线型分析

椭圆转子采油单螺杆泵是双头单螺杆泵的一种简化线型,加工方便,但是存在共轭线型不准确的弊端。结合双头单螺杆泵定子轮廓线的形成理论,利用相关软件,得到精确的定子轮廓曲线,并对1种油田实际应用的椭圆转子采油单螺杆泵进行误差分析。结果表明,Ф88.9mm(3(1/2)英寸)油管椭圆转子采油单螺杆泵定子在x=25.295mm处磨损最严重,线型误差最大;理论计算的排量值接近实际排量。     

加有单侧挡圈的O形密封圈有限元分析

借助于有限元软件MSC．MARC建立了某推进系统密封结构中辅助密封圈的二维轴对称模型,分析了该结构在安装和使用时的接触变形、接触面上的接触应力分布等,并与实际工况及前期的研究成果进行了对比。初步确定了O形密封圈及挡圈的易失效区域,验证了其接触面上的接触应力随介质压力的增加而增加的结论。研究结果表明,加有单侧挡圈的。形密封圈不但密封性能好,而且能有效防止密封圈的挤出。此分析可为承受高压的辅助密封圈的结构优化设计提供一些理论基础。     

F-1300型泥浆泵液力端阀座有限元分析

针对长庆油田使用的F-1300型泥浆泵液力端阀座损坏严重（现场有60%提前破坏）、更换频繁等问题,探讨了液力端阀座的损坏机理,应用ANSYS软件对其进行了有限元分析,得到阀座在工作中的应力、应变分布情况,分析得出的最大应力位置和危险截面与现场失效情况相符,并提出了改进措施。     

基于局部网格细化的泵头体强度有限元分析

泵头体内部形状复杂,难以用材料力学公式得到应力的解析解。为此,对某三缸压裂泵泵头体强度进行有限元分析。在取对称模型的条件下,发现多处应力集中位置。各处应力最大值较接近,在结构改进时需全盘考虑。为保证应力分析精度,提出一种局部网格细化的方法,在网格节点数不超出计算机内存限制的情况下,该方法以迭代计算的方式减小网格尺寸。计算结果表明,该网格细化方法可有效提高应力集中处的应力计算精度。采用Python和VB开发了通用性较好的网格细化及流程控制程序,该程序也可用于解决其他有限元分析中出现的应力集中问题。