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地面驱动螺杆泵井抽油杆柱强度评价方法研究

杜中卫  
【摘要】:抽油杆柱断脱是地面驱动螺杆泵井的主要故障。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和强度校核模型,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与评价。论文研究分析了影响抽油杆柱疲劳极限的因素,并根据影响因素与抽油杆柱疲劳极限的关系对抽油杆柱工作安全系数的求取进行了修正。论文对螺杆泵井抽油杆柱常见的三种生产故障的原因和机理进行了分析,针对不同的故障形式与原因总结出了相应的治理对策与技术措施。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实际数据,对一口螺杆泵井抽油杆柱进行了受力分析与强度评价,并对抽油杆柱的强度设计方案的有效性与合理性进行了总结与评价。


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