【摘要】：螺桿泵抽油桿柱在井下工作時(shí)的振動(dòng)形式主要有三種:橫向振動(dòng)、縱向振動(dòng)以及扭轉(zhuǎn)振動(dòng),其中,扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問題是導(dǎo)致桿柱出現(xiàn)斷桿、脫扣等失效形式的重要因素。因此研究螺桿泵抽油桿柱扭轉(zhuǎn)振動(dòng)可以延長桿柱的使用壽命,降低采油成本,具有重要的理論意義以及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究:(1)通過分析螺桿泵井的主要性能參數(shù)和螺桿泵抽油桿柱在正常工作時(shí)所受的軸向以及扭轉(zhuǎn)載荷的計(jì)算方法,建立了桿柱的力學(xué)分析模型,基于振動(dòng)力學(xué)理論建立了抽油桿扭轉(zhuǎn)振動(dòng)微分方程,結(jié)合抽油桿柱扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的邊界條件,給出桿柱固有頻率和振型的求解方法。并建立了桿柱受迫振動(dòng)的響應(yīng)模型。(2)應(yīng)用有限元分析軟件建立桿柱扭振有限元模型,并對該模型進(jìn)行模態(tài)分析,求得桿柱固有頻率值,并與前一章節(jié)中理論計(jì)算得的固有頻率值進(jìn)行比較,分析其誤差率。(3)分析桿柱啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和所受載荷的情況,建立桿柱啟動(dòng)扭矩力學(xué)和數(shù)學(xué)模型,通過對模型的分析研究可以得知在不同啟動(dòng)時(shí)間下桿柱的振動(dòng)情況不同,啟動(dòng)時(shí)間越長桿柱的扭矩波動(dòng)越平緩,扭矩振幅越小。因此在工況允許的情況下,通過延長啟動(dòng)時(shí)間可以顯著避免桿柱發(fā)生斷脫等事故。(4)分析桿柱停機(jī)反轉(zhuǎn)的原因以及桿柱防反轉(zhuǎn)的常用措施。建立桿柱能耗制動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并對該模型進(jìn)行求解。結(jié)果表明制動(dòng)電阻的大小決定了制動(dòng)扭矩峰值的大小,同時(shí)決定了制動(dòng)時(shí)間的長短。制動(dòng)電阻越大,制動(dòng)扭矩峰值越大,制動(dòng)時(shí)間越短,桿柱停機(jī)越快。結(jié)果對桿柱停機(jī)制動(dòng)電阻的選擇提供一定理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE933.3
【圖文】：

地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵抽油裝置簡圖

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