【摘要】：抽油桿柱在有桿抽油系統(tǒng)中是非常重要的構(gòu)件之一,它是否能正常工作直接關(guān)系到機(jī)械采油的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)抽油桿柱在直井中做上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí),抽油桿由于受到油管的約束與各類(lèi)環(huán)境載荷的影響而發(fā)生彎曲變形,發(fā)生過(guò)大側(cè)向變形的桿柱段與油管相接觸,從而致使桿管偏磨,以致縮短了抽油桿柱的使用壽命,在環(huán)境條件極其惡劣的工況下很可能造成抽油桿柱的斷脫事件�；谏鲜鲈�,研究井眼中受油管約束的抽油桿柱在環(huán)境荷載下的受力的狀況和變形的規(guī)律、精確預(yù)測(cè)抽油桿柱與油管的接觸區(qū)域和接觸壓力對(duì)于有桿抽油系統(tǒng)中抽油桿柱的防偏磨設(shè)計(jì)有十分重要的意義。本文以直井抽油桿柱橫向振的動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)與桿管偏磨研究為中心,主要進(jìn)行了以下三方面的研究:(1)建立了抽油桿柱平面靜力屈曲的數(shù)值力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型,并完善了抽油桿柱屈曲構(gòu)型的仿真算法。具體內(nèi)容包括:考慮泵端液體載荷與泵筒內(nèi)工作壓力,建立了具有均勻軸向分布力的抽油桿的平面屈曲仿真模型;考慮抽油桿柱的實(shí)際工況,建立了求解抽油桿柱屈曲構(gòu)型的差分方程和有限元方程。(2)研究了抽油桿柱平面動(dòng)力屈曲的力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用求解抽油桿柱的動(dòng)態(tài)特性的方法求解抽油桿柱動(dòng)力屈曲構(gòu)型;應(yīng)用Flouent理論和攝動(dòng)理論分別求解了抽油桿柱的動(dòng)力穩(wěn)定區(qū)域與臨界頻率,為進(jìn)一步研究抽油桿柱在環(huán)境載荷下的動(dòng)力響應(yīng)奠定了基礎(chǔ)。(3)應(yīng)用有限差分法和有限元法求解抽油桿柱在初始屈曲激勵(lì)、各類(lèi)環(huán)境荷載作用和油管約束下抽油桿柱的橫向振動(dòng)的動(dòng)力響應(yīng),確定了桿管偏磨的接觸區(qū)域,為進(jìn)一步抽油機(jī)井的防偏磨設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文表 2-1 鋼制抽油桿的機(jī)械性度)屈服強(qiáng)度(MPa)伸長(zhǎng)率200mm(%5 ≥415 ≥13 5 ≥415 ≥13 5 ≥590 ≥10 5 ≥590 ≥10 95 ≥795 ≥10 95 ─ ─ 界荷載和屈曲構(gòu)型的向分布力抽油桿柱的平元節(jié)點(diǎn)分布圖，如圖 2-

圖 2-5 具有軸向分布力的梁?jiǎn)卧暮奢d分析和位移分析圖 2-5 所示的是本文所討論的具有軸向分布力的梁?jiǎn)卧�，，其端部的�?jié)點(diǎn) 1 2 在剪力、彎矩、軸力和軸向分布力的作用下，將發(fā)生平移和轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，圖的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)自由度。圖 2-5 中所示的單元的長(zhǎng)度為 L，抗彎剛度為 EI，并承受一個(gè)軸向分布力的（單位長(zhǎng)度的力）。對(duì)于這個(gè)梁?jiǎn)卧�，它的靜力彎曲平衡方程為式(2-24)。假的連續(xù)變量用 y 表示，借助形函數(shù) N 用離散位移節(jié)點(diǎn)1y 、θ1、2y 、θ2表示 的結(jié)果如式(2-39)所示。 111 2 3 422yy N N N Ny （2-3 2 3131N ( L 3 Lx +2 x)L ；
【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】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TE933.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2659987