三维弯曲井眼内螺杆泵井抽油杆柱强度评价方法研究

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通过对螺杆泵井抽油杆杆体部位断裂面进行形貌分析,多数断裂为疲劳断裂,论文分析研究抽油杆柱产生交变应力的机理和疲劳断裂的机理,分析认为弯曲的抽油杆柱旋转运动时产生的交变应力是造成疲劳破坏的最主要原因。论文分别采用静强度条件下与交变应力条件下的力学评价模型对螺杆泵井抽油杆柱的强度进行了评价,静强度条件下的力学评价模型比较适应于抽油杆柱处于竖直状态的设计,交变应力条件下的力学评价模型比较适应于抽油杆柱处于弯曲状态的情况。论文研究了螺杆泵井旋转运动的抽油杆柱交变应力产生的机理,根据井身轨迹对油管弯曲和抽油杆柱弯曲的影响,建立了弯曲的抽油杆柱在旋转运动时交变应力的计算模型,分析了弯曲产生的交变应力对抽油杆柱柱疲劳破坏的影响,建立弯曲的抽油杆柱旋转运动受力计算模型,利用该模型对抽油杆柱进行了受力分析,包括轴向载荷、负载扭矩的计算,以及弯曲交变应力的计算。借鉴抽油机井抽油杆疲劳强度校核的修正古德曼图法,建立了适合螺杆泵井抽油杆柱交变应力条件下疲劳强度校核的方法。根据螺杆泵井抽油杆交变应力的特点,得到适合螺杆泵井抽油杆柱疲劳强度校核条件,可以进行抽油杆柱疲劳强度的评价,实现螺杆泵井抽油杆柱工作安全状况的验证与预测。使用Microsoft Visual Basic6.0编制了螺杆泵井抽油杆柱强度评价软件,利用建立的螺杆泵井抽油杆柱强度评价方法和现场提供的22口螺杆泵井实际数据,进行了螺杆泵井抽油杆柱的强度评价和验证。

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作者
张敏;
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作者单位

中国石油大学(华东);

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授予单位中国石油大学(华东);
学科油气田开发工程
授予学位硕士
导师姓名王海文;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TE355.5;TE933.3;
关键词
螺杆泵井; 抽油杆柱; 疲劳破坏; 交变应力; 修正古德曼图法; 强度评价;

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