石油学报

作者：王宏博, 董世民, 张洋, 王树强, 孙秀荣

单位：1. 燕山大学机械工程学院 河北秦皇岛 066004;2. 海洋石油工程股份有限公司 天津 300451;3. 河北环境工程学院环境工程系 河北秦皇岛 066004

关键词：抽油杆柱,抽油泵,气液分离,柱塞载荷,纵向振动

基金：王宏博,男,1992年2月生,2022年获燕山大学博士学位,主要从事机械采油系统动态仿真与运行优化的研究。Email:mr_whb@163.com

摘要： 对抽油杆柱纵向振动的仿真建模是实现抽油机井系统效率仿真与抽汲参数优化设计的基础。针对目前抽油杆柱纵向振动仿真模型均未考虑泵内气液分离对杆柱纵向振动底部边界条件的影响这一实际情况,考虑泵内流体气液分离现象,基于连续流方程建立了泵内压力的仿真模型,改进了杆柱纵向振动的底部边界条件,进而建立了泵内压力与抽油杆柱纵向振动耦合的仿真模型。采用空间离散—时间连续与四阶龙格库塔的混合算法对仿真模型进行求解,实现了对抽油杆柱纵向振动的仿真计算。将仿真示功图与实测示功图进行对比验证了仿真模型的精度。对比仿真结果发现,泵内流体气液分离显著影响抽油杆柱的纵向振动:①考虑气液分离现象后,悬点、柱塞的加载与卸载速度更快,杆柱的纵向振动更明显。②油井冲数越高、泵径越大,气液分离对杆柱纵向振动的影响越明显;油井沉没度越高、含水率越低、生产气油比越大,气液分离对杆柱纵向振动的影响越明显。研究结果可进一步提高抽油机井系统效率仿真模型的精度。

来源：2023年第2期

《石油学报》期刊编辑部

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