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具有减振器的混合抽油杆柱动态仿真研究

作　者: 王胜杰
导　师: 董世民
学　校: 燕山大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 抽油杆柱减振器轴向振动离散弹簧—质量元响应特性波动方程悬点示功图仿真
分类号: TE933.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

抽油杆作为一根上千米的弹性体,在工作过程中受到多种载荷的作用。随着油田开发工作的进展,我国大部分油田都已进入了开发后期,抽油杆的受力状况变得更为复杂,存在较严重的振动问题,这就给抽油机悬点带来猛烈冲击,同时,引起抽油杆脱扣和疲劳断裂。针对这些问题,油田各研究院对抽油杆柱振动机理及振动特性进行了深入研究,从改善抽油杆受力状态及其工作条件入手,利用阻尼器的吸振原理和弹簧“增载压缩,卸载恢复”的特性,研制了各种型号的抽油杆减振装置——抽油杆减振器。本文研究了具有减振器的抽油杆柱动态仿真方法,论文取得如下成果:(1)考虑了减振器弹簧刚度系数、阻尼系数对抽油杆柱轴向振动顶部边界条件的影响,建立了具有减振器的混合抽油杆柱轴向振动响应仿真的离散弹簧—质量力学模型和数学模型;建立了各阶混合抽油杆柱轴向振动固有频率方程,分析了减振器刚度系数对第一阶固有频率的影响;仿真分析了具有减振器的混合抽油杆柱对简谐悬点位移、简谐泵载荷激励的轴向振动响应特性。(2)应用波动方程描述混合抽油杆柱的轴向振动,考虑了减振器弹簧刚度系数、阻尼系数、实际悬点位移和泵负荷激励对抽油杆柱轴向振动边界条件的影响,建立了具有减振器的混合抽油杆柱振动特性和悬点示功图仿真的力学模型和数学模型。应用差分法建立了混合抽油杆柱轴向振动悬点示功图与泵示功图仿真的数值仿真模型。以实际抽油井为例进行仿真计算,评价减振器的减振效果。

具有减振器的混合抽油杆柱动态仿真研究

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