基于實(shí)際井眼軌跡的抽油桿柱設(shè)計與三維力學(xué)分析.pdf

1、由于定向井的廣泛使用，實(shí)際井眼軌跡對抽油桿柱受力、變形的影響越來越顯著。目前對抽油桿柱的設(shè)計，大都是基于直井或二維平面井眼軌跡進(jìn)行，導(dǎo)致抽油桿柱結(jié)構(gòu)設(shè)計存在不合理性。本論文在對三維彎曲井眼中抽油桿柱動力學(xué)模型作進(jìn)一步完善的基礎(chǔ)上，對抽油桿柱設(shè)計、偏磨嚴(yán)重點(diǎn)位置預(yù)測方法進(jìn)行了較深入的研究，并取得了較好的結(jié)果。 首先，根據(jù)現(xiàn)有的抽油桿柱動力學(xué)方程，從實(shí)際井眼軌跡入手，結(jié)合較準(zhǔn)確的邊界條件，完善了抽油桿柱三維力學(xué)分析方法。 其

2、次，提出了桿柱的等效阻力系數(shù)擬合方法，并以專門的測試設(shè)備測得的井下示功圖數(shù)據(jù)作為邊界條件，對5口井進(jìn)行了等效阻力系數(shù)擬合工作。 再次，通過上述模型計算得到抽油桿柱軸向應(yīng)力，提出基于實(shí)際井眼軌跡的多級抽油桿柱組合API設(shè)計方法，使桿柱組合與實(shí)際井眼更加匹配，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)抽油桿柱的失穩(wěn)、最大撓度及支反力特征進(jìn)行了抽油桿柱扶正器安放位置設(shè)計。以抽油桿柱與油管之間的支反力大小及桿、管相對位置來分析預(yù)測抽油桿柱的偏磨狀況。 最

3、后，應(yīng)用上述理論研究成果，采用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，開發(fā)了三維井眼條件下抽油桿柱設(shè)計、力學(xué)分析及偏磨嚴(yán)重點(diǎn)位置預(yù)測系統(tǒng)軟件。應(yīng)用該軟件，開展了4口井的示功圖預(yù)測、9口井的偏磨嚴(yán)重點(diǎn)位置預(yù)測工作，預(yù)測結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)對比表明，該軟件具有較好的預(yù)測效果。此外，應(yīng)用該軟件對5口井進(jìn)行了桿柱優(yōu)化設(shè)計，對31口生產(chǎn)井的受力變形進(jìn)行了計算分析。 根據(jù)本論文的研究工作，人們可以進(jìn)一步了解三維井眼軌跡對抽油桿柱受力、變形的影響，并以此為基礎(chǔ)，開展抽油