抽油桿柱軸向受力分析.doc

抽油桿柱軸向受力分析.doc

ID:59355909

大?。?.28 MB

頁(yè)數(shù):23頁(yè)

時(shí)間:2020-09-04

抽油桿柱軸向受力分析.doc_第1頁(yè)
抽油桿柱軸向受力分析.doc_第2頁(yè)
抽油桿柱軸向受力分析.doc_第3頁(yè)
抽油桿柱軸向受力分析.doc_第4頁(yè)
抽油桿柱軸向受力分析.doc_第5頁(yè)
資源描述:

《抽油桿柱軸向受力分析.doc》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、單級(jí)抽油桿柱軸向力的組成當(dāng)游梁機(jī)工作時(shí),任意井深處抽油桿柱的軸向力均由以下幾項(xiàng)組成:1)抽油桿柱自重,作用方向垂直向下;2)油井液體對(duì)抽油桿柱的液體浮力,作用方向垂直于抽油桿柱軸線向上;3)油管內(nèi)液柱在抽油泵柱塞有效面積(即柱塞截面積減去抽油桿截面積)上所產(chǎn)生的液體力,即油柱重,其方向垂直于柱塞表面向下;4)油管外液柱對(duì)柱塞下表面的浮力,其大小取決于泵的沉沒(méi)度,方向垂直于柱塞表面向上;5)抽油桿柱于液柱運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力。慣性力正比于懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度,方向與加速度方向相反;6)抽油桿柱與液柱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力,其大小和方向都是變化的;7)各運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦力,包括:泵筒與柱塞之間

2、、抽油桿柱與油管之間的半干摩擦力、抽油桿柱與油柱之間、油柱與油管之間以及液體流過(guò)抽油泵游動(dòng)閥時(shí)的液體摩擦力,它們均與抽油桿的運(yùn)動(dòng)方向相反。上述(1)、(2)、(3)、(4)四項(xiàng)與抽油桿柱的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),稱為靜載荷;(5)、(6)、(7)三項(xiàng)力與抽油桿柱的運(yùn)動(dòng)有關(guān),稱為動(dòng)載荷。1.單級(jí)抽油桿柱軸向力的計(jì)算方法下面將列出上述各力的計(jì)算公式,其公式中的各符號(hào)意義參考見(jiàn)本章后面的說(shuō)明。1)半干摩擦力(2-1)2)液體通過(guò)泵閥時(shí)的水力阻力對(duì)柱塞底部所形成的向上的推力先計(jì)算液體的雷諾數(shù)(2-2)流量系數(shù)(當(dāng)時(shí))(當(dāng)時(shí))下沖程液體通過(guò)游動(dòng)閥時(shí)的水力阻力產(chǎn)生的向上推力(2-3)上沖程液體通過(guò)游動(dòng)閥

3、時(shí)的水力阻力產(chǎn)生的向上推力(2-4)3)作用于抽油桿柱底部液體向上的浮力(2-5)4)液柱與抽油桿柱之間的摩擦力抽油桿柱與液柱之間的摩擦力主要與桿柱的運(yùn)行速度以及油液本身的物性有關(guān),其最大值可由下面的近似公式來(lái)確定:(2-6)上述的計(jì)算中并未考慮抽油桿接箍的附加阻力,通常采用實(shí)驗(yàn)資料確定附加阻力。5)桿柱自重(2-7)由此可得單位長(zhǎng)度的桿柱自重(2-8)6)液柱重量指泵活塞至地面這段距離的液柱(油水)重量(2-9)7)慣性力慣性力包括抽油桿柱和液柱兩部分,即P桿慣和P液慣。如果略去抽油桿柱和液柱的彈性影響,可以認(rèn)為抽油桿柱以及液柱各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和懸點(diǎn)完全一致。所以,P桿慣和P液

4、慣的大小和懸點(diǎn)加速度大小成正比,而作用方向和后者相反。(2-10)式中是考慮油管過(guò)流斷面擴(kuò)大引起油柱加速度降低的系數(shù)。,式中的表示油管過(guò)流斷面的面積。表2-1中給出了不同油管直徑下的油管過(guò)流斷面面積和油管管壁截面積。表2-1油管過(guò)流斷面面積和截面積油管直徑(mm)油管過(guò)流斷面面積(mm2)油管管壁截面積(mm2)40.312.85.850.319.98.76230.211.775.945.216.888.661.619.5100.37924由式(2-10)可見(jiàn),為了求出P桿慣和P液慣,必須首先搞清楚懸點(diǎn)加速度的大小和變化規(guī)律,如圖2-1所示為游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。圖中:OD=

5、r為曲柄長(zhǎng);DB=L為連桿長(zhǎng);OB=K為游梁后臂長(zhǎng);OA=為游梁前臂長(zhǎng);為曲柄旋轉(zhuǎn)角速度;為曲柄順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其軸線和垂直線的交角。圖2-1游梁式抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖由圖可見(jiàn),懸點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)和游梁節(jié)點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)具有下列關(guān)系:(2-11)假設(shè)連桿長(zhǎng)度L和游梁后臂的長(zhǎng)度K都比曲柄半徑r大得很多,即r/L和r/K都趨近于零時(shí),就可以略去連桿和游梁擺動(dòng)的影響,近似地認(rèn)為B點(diǎn)作直線簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。這樣,B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和往復(fù)泵的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同,即(2-12)聯(lián)立(2-11)和(2-12),可得(2-13)8)振動(dòng)力(2-14)抽油桿柱又細(xì)又長(zhǎng),很像一根長(zhǎng)彈簧。在長(zhǎng)彈簧下端突然加一個(gè)重物,就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。抽

6、油桿柱也一樣。在上沖程開(kāi)始的一瞬間,游動(dòng)閥關(guān)閉,固定閥打開(kāi)。在抽油桿柱和油管柱靜變形期內(nèi),油管重量逐漸加到柱塞和抽油桿柱上,這時(shí)柱塞和泵筒沒(méi)有相對(duì)移動(dòng),所以抽油桿柱不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。而當(dāng)靜變形終了時(shí),抽油桿柱和柱塞突然帶動(dòng)油柱運(yùn)動(dòng),抽油桿柱就會(huì)產(chǎn)生一次振動(dòng)。在下沖程開(kāi)始時(shí),與上沖程相似,在靜變形結(jié)束后,柱塞和抽油桿柱突然卸去油柱重量,又產(chǎn)生一次振動(dòng)。就這樣,上下循環(huán)一次,產(chǎn)生兩次振動(dòng)。由于井下存在各種阻力,使振動(dòng)的振幅在沖程過(guò)程中逐漸變小。但是,當(dāng)懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)頻率即強(qiáng)迫振動(dòng)頻率和抽油桿柱-油柱彈性系統(tǒng)的自振頻率相同或成整數(shù)倍時(shí),就會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象,必須正確地選擇懸點(diǎn)的沖程次數(shù)。2.單級(jí)

7、抽油桿柱中性點(diǎn)位置的確定由前面的分析可知,在上沖程時(shí),抽油機(jī)帶動(dòng)抽油桿向上運(yùn)動(dòng),整個(gè)抽油桿全部受拉。在下沖程時(shí),由于各力作用的結(jié)果,使得抽油桿上部受拉、下部受壓,這樣,在抽油桿的受拉受壓之間存在一個(gè)點(diǎn),該點(diǎn)即不受拉也不受壓,受力為零,該點(diǎn)稱為中性點(diǎn)。中性點(diǎn)以下的桿柱受力主要存在以下幾種形式:圖2-2中性點(diǎn)以下桿柱受軸向力示意圖1)單位長(zhǎng)度抽油桿柱的自重力及慣性力,此處的慣性力取平均值為;2)井液與單位長(zhǎng)度抽油桿柱之間的摩擦力,計(jì)算時(shí)取;3)抽油泵柱塞與襯套之間的半干摩擦;4)井口回壓對(duì)抽油桿

當(dāng)前文檔最多預(yù)覽五頁(yè),下載文檔查看全文

此文檔下載收益歸作者所有

當(dāng)前文檔最多預(yù)覽五頁(yè),下載文檔查看全文
溫馨提示:
1. 部分包含數(shù)學(xué)公式或PPT動(dòng)畫(huà)的文件,查看預(yù)覽時(shí)可能會(huì)顯示錯(cuò)亂或異常,文件下載后無(wú)此問(wèn)題,請(qǐng)放心下載。
2. 本文檔由用戶上傳,版權(quán)歸屬用戶,天天文庫(kù)負(fù)責(zé)整理代發(fā)布。如果您對(duì)本文檔版權(quán)有爭(zhēng)議請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系客服。
3. 下載前請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔內(nèi)容,確認(rèn)文檔內(nèi)容符合您的需求后進(jìn)行下載,若出現(xiàn)內(nèi)容與標(biāo)題不符可向本站投訴處理。
4. 下載文檔時(shí)可能由于網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)等原因無(wú)法下載或下載錯(cuò)誤,付費(fèi)完成后未能成功下載的用戶請(qǐng)聯(lián)系客服處理。