三維井眼中抽油桿柱受力分析和斷脫破壞研究的中期報(bào)告

三維井眼中抽油桿柱受力分析和斷脫破壞研究的中期報(bào)告中期報(bào)告一、研究背景國(guó)內(nèi)外石油勘探開發(fā)中心心度由于油氣儲(chǔ)量愈發(fā)向深度和較差工質(zhì)地質(zhì)中心壓縮，對(duì)泵桿式井內(nèi)鉆井工藝提出了更高的采油效率和經(jīng)濟(jì)性的需求。三維井眼中插入抽油桿柱的自動(dòng)化和純化是實(shí)現(xiàn)泵桿式井眼技術(shù)清潔、自動(dòng)化和安全規(guī)律提高的關(guān)鍵方法。抽油桿柱是泵桿式井眼中一條非常重要的設(shè)備，主要用于提取井眼內(nèi)的油氣，具有受力復(fù)雜、基礎(chǔ)作業(yè)量大、接觸區(qū)域多等實(shí)際問題。不同截面形狀、不同材料組成以及長(zhǎng)度不同的抽油桿柱的受力狀況及其散裂性能存在較大的差異，為了實(shí)現(xiàn)抽油桿柱定量解析其受力和斷脫破壞問題，需要進(jìn)行系統(tǒng)化的研究。二、研究目的本研究基于有限元方法和分析軟件，通過(guò)建立三維井眼中抽油桿柱的數(shù)學(xué)模型，分析柱體在運(yùn)行過(guò)程中的受力特性，并探究其斷脫破壞的原因。具體目的如下：1.構(gòu)建三維井眼中抽油桿柱的有限元模型，并進(jìn)行數(shù)值分析，分析柱體的受力情況。2.分析不同截面形狀、材料組成以及長(zhǎng)度差異的抽油桿柱的受力狀況，并研究其力學(xué)性能和承載能力。3.探究抽油桿柱斷脫破壞的原因，分析斷脫破壞的應(yīng)力、形變和力臂等特征。三、研究方法本研究采用有限元模擬技術(shù)和材料力學(xué)原理，分別建立三維井眼中抽油桿柱的數(shù)學(xué)模型和力學(xué)模型，并利用ANSYS等分析軟件進(jìn)行數(shù)值分析。具體流程如下：1.根據(jù)實(shí)際井眼建立三維井眼數(shù)學(xué)模型，并輸入抽油桿柱的幾何參數(shù)和材料屬性。2.按照實(shí)際井眼的運(yùn)作狀態(tài)，對(duì)抽油桿柱施加實(shí)際載荷，進(jìn)行數(shù)值模擬，分析抽油桿柱在運(yùn)行過(guò)程中的受力情況。3.利用材料力學(xué)原理對(duì)抽油桿柱的強(qiáng)度和承載能力進(jìn)行仿真，分析不同截面形狀、材料組成以及長(zhǎng)度差異的抽油桿柱的力學(xué)特性。4.探究抽油桿柱斷脫破壞的原因，分析斷脫破壞的應(yīng)力、形變和力臂等特征，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。四、預(yù)期成果本研究的主要成果包括：1.建立三維井眼中抽油桿柱的有限元模型，并進(jìn)行數(shù)值分析，分析柱體的受力情況，為井眼作業(yè)提供保障。2.分析不同截面形狀、材料組成以及長(zhǎng)度差異的抽油桿柱的力學(xué)性能和承載能力，為抽油桿柱的設(shè)計(jì)和選型提供理論依據(jù)。3.探究抽油桿柱斷脫破壞的原因，分析斷脫破壞的應(yīng)力、形變和力臂等特征，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，為井眼運(yùn)行的安全提供保障。五、進(jìn)度安排1.建立三維井眼中抽油桿柱的有限元模型，完成數(shù)值仿真和受力分析，預(yù)計(jì)完成時(shí)間為6月底。2.分析不同截面形狀、材料組成以及長(zhǎng)度差異的抽油桿柱的力學(xué)性能和承載能力，預(yù)計(jì)完成時(shí)間為8月底。3.探究抽油桿柱斷脫破壞的原因，分析斷脫破壞的應(yīng)力、形變和力臂等特征，并提