【摘要】：油田特高含水開發(fā)后期,各種新的生產(chǎn)問題不斷涌現(xiàn)出來,其中有桿泵井桿管偏磨問題尤為突出。抽油桿扶正器作為一種防偏磨手段,對(duì)解決桿管偏磨問題起到了一定積極效果。但扶正器實(shí)際應(yīng)用中,受油井類型、井況、扶正器結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等因素影響,使得部分井內(nèi)偏磨現(xiàn)象嚴(yán)重,依舊存在管斷、管裂、管脫以及抽油桿斷等情況,無法達(dá)到預(yù)期效果。因此,在針對(duì)前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)的采油桿扶正器不足的基礎(chǔ)上,研發(fā)了一種抽油機(jī)井和螺桿泵井通用新型扶正器。研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:基于ANSYS Workbench平臺(tái)對(duì)新型扶正器的水力特性和機(jī)械特性進(jìn)行了仿真,明確了扶正器流域流速、壓強(qiáng)的變化規(guī)律,確定了沿程阻力大小及環(huán)境因素影響的主次順序,揭示了扶正器應(yīng)力、位移分布規(guī)律,并研究了扶正器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其水力特性與機(jī)械特性的敏感程度。基于ANSYS Workbench平臺(tái)對(duì)桿徑分別為Φ22mm、Φ25mm、Φ28mm管徑不同的螺桿泵井3種規(guī)格扶正器的水力特性和機(jī)械特性進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),獲得了最佳結(jié)構(gòu)參數(shù),為改進(jìn)扶正器結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。同時(shí),基于正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)扶正器材料進(jìn)行了優(yōu)化,研究了碳纖維、玻璃纖維不同配比下的最佳配方,并驗(yàn)證了新材料的機(jī)械性能、水力學(xué)性能、耐堿、耐酸與耐油侵等性能。建立了螺桿泵井扶正體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型,對(duì)扶正體在油井內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了仿真,確定了扶正體導(dǎo)流角的合理取值范圍,確定了螺桿泵井中扶正體驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩的計(jì)算公式。基于能量磨損理論,建立了螺桿泵井扶正體、襯套磨損規(guī)律的數(shù)學(xué)模型,預(yù)測了扶正器磨損壽命,為進(jìn)一步改進(jìn)完善扶正器結(jié)構(gòu)提供了技術(shù)支撐。
【圖文】：

第 1 章 緒 論瓣尼龍扶正器的缺點(diǎn)，將扶正器整體澆筑在抽油桿短節(jié)上，扶正器整體可以繞抽油桿旋轉(zhuǎn)。雖然能夠布置在抽油桿任意精確位置，但是需要調(diào)整抽油桿長度，增加了工序，并且存在扶正環(huán)磨薄后被擠碎的情況，扶正效果不好。2005 年鄒群[17]研制了內(nèi)摩擦副式抽油桿扶正器，如圖 1-1 所示。該扶正器上扶正套和下扶正套由添加碳纖維的尼龍澆筑成型，扶正套與抽油桿接觸面進(jìn)行了精磨與噴焊處理，接觸面摩擦阻力小，，磨損慢。在勝利油田實(shí)際應(yīng)用中，檢泵周期延長了 200 天。

接觸面摩擦阻力小，磨損慢。在勝利油田實(shí)際應(yīng)用中，檢泵周期延長了 200 天。圖 1-1 內(nèi)摩擦副式抽油桿扶正器2008 年王海文[18]等研制了支撐式抽油桿扶正器，如圖 1-2 所示。該扶正器支撐件不旋轉(zhuǎn)，液流通道位置相對(duì)固定，承磨圓筒與承磨層相互磨損。在勝利油田生產(chǎn)作業(yè)一年多后，經(jīng)檢驗(yàn)扶正器基本完好，磨損較小�，F(xiàn)場試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，承磨圓筒與支撐件連接方式、承磨圓筒與承磨層間隙和摩擦副材料需要進(jìn)一步改善。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE93

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本文編號(hào)：2614271