使用混合杆柱时抽油泵柱塞的超冲程

任何抽油杆柱在理论上都可能产生超冲程，只是大小不同而已。超冲程的存在，使泵柱塞的有效冲程增大，甚至会大于光杆冲程。首次提出了抽油泵柱塞相对超冲程和绝对超冲程的概念，这将有助于正确认识玻璃钢抽油杆的作用和玻璃钢抽油杆的推广使用。将抽油杆柱简化成上端受光杆的激振位移、下端带有集中质量的弹簧－质量力学模型，建立了抽油杆柱纵向振动的偏微分方程和边界条件，然后用固有函数法求解方程，得出了抽油泵柱塞超冲程的无穷级数解析计算式。     

用改进的有限差分法预测地面示功图

本文根据杆式抽油系统动力学模型,在建立了适合于多级抽油杆柱的一维粘滞阻力波动方程的基础上,给出了一种计算抽油杆柱任意位置处位移的差分格式。这种方法不仅适合子单级抽油杆柱,也适合任意交杆径和变杆材的多级抽油杆柱。该方法与Gibbs和schafer等人的预测模型不同之处,在于恰当地处理了抽油杆变杆径和变杆材处位移的计算。通过实例计算,证明该方法是可行的。     

用弹簧－质量模型设计铝合金抽油杆柱

根据铝合金抽油杆柱的特点，将其简化为弹簧－质量模型；折算该杆柱的总质量与总刚度后，应用振动理论求得杆柱振动频率，进而采用ＡＰＩ推荐的方法设计铝合金抽油杆柱。计算表明，利用铝合金杆柱的低密度特性可以显著降低抽油机悬卢、载荷与曲柄扭矩；利用其机械共振特性有利于提高井下果效率，对深抽井有重要意义。     

几种抽油杆柱设计新方法

将玻璃钢抽油杆柱当作一个弹簧质量振动系统来处理，可计算其自然频率。抽油机转速与抽油杆柱自然频率的比值，可作为理解玻璃抽油杆的性能以及预测深井泵冲程长度的基础。     

抽油杆方案设计——一个有待解决的问题

现有的那套有杆抽油设备工程设计工具还不完善,还没有一种抽油杆设计工具能既迅速又精确地进行传统方案设计。现有的设计工具要么缺乏速度,要么缺乏精度,解决的办法是研制一种方案设计阶段专用的模拟器。该模拟器必须能够在短时间内足够迅速地对上百个系统选择方案进行评估,而且还应能提供足够精确的有意义的数据。这种新型模拟器计算速度很快,它是把多级抽油杆柱简化成无因次当量等直径抽油杆柱模型。这种新型模拟器应用的边界条件很简单。     

基于弹性体振动理论的抽油杆柱三维振动分析

抽油杆工作时存在横向振动、纵向振动和扭转振动,3个方向的振动相互耦合便得到抽油杆柱的实际振动。利用弹性体振动理论,将抽油杆柱看成质量连续分布的弹性体,分别建立抽油杆柱3个方向振动的动力学模型,在合适选取的初始条件和边界条件下,研究了振动模型解析解和数值解的求解方法。为了解抽油杆柱在运动中的实际振动规律和动力学性能,研究抽油杆柱偏磨机理和防偏磨措施打下了理论基础。     

抽油杆柱扭转机理分析与力学模型的建立

在综合分析抽油杆柱破坏形式的基础上 ,找到了抽油杆柱产生扭转运动的原因 ,即抽油杆柱屈曲和悬绳器钢丝绳打扭。探讨了抽油杆柱扭转振动的上下端边界条件 ,在对抽油杆柱适当简化的基础上 ,利用弹性理论和单元分析法 ,建立了抽油杆柱扭转振动的动力学模型 ,并研究了该模型的求解方法。为抽油杆柱的扭转脱扣、偏磨及抽油泵柱塞螺旋划痕等破坏形式的量化分析奠定了理论基础     

玻璃钢杆与钢杆混合抽油杆柱动态模型的解析法研究

在一维波动方程的基础上，建立了玻璃钢杆与钢杆混合抽油杆柱的动力学模型。这种模型考虑了两种杆柱材料性质差别、钢接箍集中质量和液体粘滞阻力对玻璃钢杆柱的动力学影响，以及抽油泵边界条件中带有未知状态转换时间参数。针对这种含待定参数的定解条件，建立了求解数学模型的解析方法。实际计算表明，理论计算值和实测结果基本吻合。     

螺杆泵井杆柱组合设计研究

为解决螺杆泵井杆柱力学模型过于简单的问题,对抽油杆柱的扭转载荷与轴向载荷进行了分析和计算.结合第四强度理论,对杆柱强度条件进行了分析,提出了多级杆柱的设计思想,得出把抽油杆柱设计成多级杆柱的等强度组合设计方法.按要求和标准确定多级杆柱的长度和直径,然后按强度条件进行校核,并给出了设计实例.     

斜井抽油杆柱主要摩擦位置确定方法

根据动力学原理,虚拟了斜井三维空间井眼轨迹和多级抽油杆构成,采用微元体方法分析了抽油杆受力状况,建立了计算斜井抽油杆柱不同位置处的摩擦力的方法和公式。实例井的计算结果与实际状况基本相符。     

利用API推荐方法设计玻璃钢—钢混合抽油杆柱

通过对API RP llL推荐的设计钢抽油杆柱的适用性分析研究,论述了玻璃钢—钢混合抽油杆柱同样可以简化成与钢抽油杆柱一样的振动系统,边界条件完全相同,其区别仅是这两个系统的总刚度、总密度不同。文中讨论了如何利用设计钢抽油杆柱的API设计方法来设计玻璃钢—钢混合抽油杆柱,并给出了设计步骤,试图将这一方法推广应用于玻璃钢—钢混合抽油杆柱的设计中,使其具有更广泛的应用范围。     

有杆泵采油系统故障诊断的快速传递矩阵算法

针对现有的一些故障诊断算法不能满足其对计算速度的要求,提出了一种用于有杆泵采油系统故障诊断的快速传递矩阵算法。该算法将抽油杆柱简化为弹簧-质量系统,由胡克定律和牛顿第二定律推导出抽油杆柱各截面示功图的递推格式,最后通过Fourier级数计算就可求出泵处的位移函数和轴力函数。应用此理论编制出有杆泵采油系统故障诊断与计量分析软件,并应用该软件对长庆大水坑油田的多口井进行批量计量分析,计算得到的产液量与大罐实际单量液量的平均误差在5%以内。     

可控震源空气弹簧隔振系统分析及动力学仿真

本文在对可控震源隔振系统进行分析的基础上,采用多体动力学方法,建立了包括空气弹簧、平板、重锤、车架及相关部件的震源系统动力学模型。模型将空气弹簧处理为非线性弹簧,其他按刚体处理,研究空气弹簧特性对车架及上装部件的振动位移、加速度的影响,为隔振系统进一步优化设计提供了依据。     

玻璃纤维抽油杆柱的机械性能

玻璃纤维抽油杆柱的振动频率,可通过把其改造成弹簧/物体振动系统进行计算,然后,以抽油装置工作速度与抽油杆柱自然频率之比为依据,解释玻璃纤维抽油杆柱性能和预测井底泵的冲程长度。     

游梁式抽油机精确动力学分析的新方法

在对游梁式抽油机－有杆泵系统进行动力学分析的基础上，根据机械系统的力学原理，将整个系统简化为一个等效动力学模型。计算悬点载荷考虑了抽油杆、抽油泵及悬点运动规律等实际情况，建立了一套递推公式，反映了抽油机与有杆泵系统之间的相互作用关系，提出了一种求超高转差率电动机驱动抽油机真实运动规律的新方法。应用本文介绍的方法能真实地反映机－泵系统之间的匹配关系，获得的运动真实，精度高，适用于各种有杆抽油设备的动力学分析。     

抽油杆柱纵向振动固有频率的分析与计算

抽油杆柱纵向振动的固有频率是影响有杆抽油系统行为的一个重要因素，其值只取决于抽油杆柱的结构、材料和边界条件，与它是否正在振动无关。美国中西部研究所在计算抽油杆柱纵向振动固有频率时，是从分析计算抽油杆柱对顶端激励的响应出发，根据发生共振的条件来确定固有频率。这种计算方法概念不清，且对多级抽油杆柱来讲显得过于复杂。从振动理论的观点出发，对抽油杆柱的纵向振动固有频率进行了分析计算，为抽油杆柱纵向振动固有频率的计算提供了一种有效的方法。     

基于LuGre摩擦模型的定向井有杆抽油系统动态参数预测

针对定向井有杆抽油系统井下摩擦的非线性特征,提出了一种基于LuGre摩擦模型的有杆抽油系统动态预测方法。介绍了LuGre摩擦模型,并确定了符合工程实际的模型参数。将抽油杆柱的振动视为多级杆的纵向振动,对杆柱单元进行了受力分析,建立了有限元形式的杆柱系统动力学方程。结合泵载荷边界条件,利用状态空间法对系统动力学方程进行了数值求解,获得了悬点载荷随冲程变化的地面示功图。给出了基于LuGre摩擦模型的动态预测实例,并将预测结果与采用经典库仑-黏滞摩擦模型预测所得结果以及实测结果进行了对比。结果表明:LuGre摩擦模型能较好地描述抽油系统井下摩擦状况,基于LuGre摩擦模型的预测结果更接近系统真实值。     

钢丝绳抽油杆抽油系统的理论体系研究综述

文章不仅论述了当前钢丝绳抽油杆抽油系统研究的主要方法，结论和观点，同时详细讨论了目前研究中存在的主要问题，提出了建立钢丝绳抽油系统理论体系的基本内容及解决方案。目前，钢丝绳抽油系统的理论分析基本都采用与常规钢杆抽油系统相同的方法，建立的动力学模型，并没有明显反映钢丝绳抽油杆的结构特征和力学特性，在其振动议程中完全套用常规钢抽油杆杆体振动阻尼系数，根据该振动方程的求解结果，对钢丝绳抽油杆抽油系统工作的实际情况难以作出正确的分析，从而也难以对钢丝绳抽油杆抽油的实际油井示功图及其产量与泵效提高的原因作出准确的解释。因此，十分有必要建立完善而且能较全面地、客观地、系统地反映钢丝绳抽油杆特点的抽油理论体系。     

延长螺杆泵井抽油杆使用寿命方法初探

螺杆泵井抽油杆柱由数十根至数百根抽油杆通过接箍连接而成，在螺杆泵采油系统中，抽油杆柱承受拉力、压力及扭矩等循环载荷作用，抽油杆的故障形式通常表现为疲劳断裂或脱扣，抽油杆的断脱事故会严重影响整个抽油系统的运转周期及原油产量，增加维护费用、采油成本。通过对螺杆泵抽油杆的加工工艺、泵型、转数与杆径匹配等方面的综合分析，从中寻找出导致杆断的主要原因，并提出预防措施，进而得出延长螺杆泵井抽油杆使用寿命的有效方法。     

圆柱链低矮式超长冲程抽油机的研究

提出了一种可大幅度提高抽油杆冲程的圆柱链低矮式超长冲程抽油机,介绍了其工作原理、特制链轮的计算模型和计算方法,并对弹簧平衡系统进行了分析和计算。