三维井眼抽油杆工作行为仿真研究

针对造成抽油杆、管偏磨的原因及目前理论研究的不足,采用计算机仿真技术,应用有限元软件ANSYS对抽油杆柱变形、接触及受力状态进行分析,找出了定向井、水平井中容易发生偏磨的部位及接触力。建模时采用Pipe16单元模拟抽油杆和活塞,采用Contac176和Target170单元来模拟柔性抽油杆与刚性油管的接触。仿真结果表明,抽油杆在上下行程中将产生很大的屈曲并和油管壁发生激烈的碰撞,下行程的屈曲状态较上行程更为严重;抽油杆底部接箍和光杆均可能与油管壁发生接触碰撞,但接箍部位的接触力更大,更易磨损,而上部的抽油杆则摆动幅度较小。