抽油机寿命与合理负载率研究

论文摘要

常规游梁式抽油机是陆地油田主要的机械采油设备,随着国内的几大主力油田已进入开采后期,油田开采呈现复杂性,从而导致以下两方面问题:一是抽油机负载率较低,大多集中在40%～60%之间。二是在进行抽油机选型设计时,采用传统方法所选的机型,与现场实际工况不匹配,使得抽油机利用率偏低。因此,为了确定合理的抽油机负载率并使抽油机选型设计方法更接近实际情况,本文开展了游梁式抽油机寿命与合理负载率方面的研究。对游梁式抽油机的失效模式进行了分析,绘制了抽油机的故障树。确定了游梁式抽油机的易损部件,对各部件进行不同负载率下疲劳寿命的理论计算,将计算结果与现场统计结果进行比对分析,验证了计算方法的正确性;运用可靠性理论计算出了不同负载率下抽油机整机的疲劳寿命,结合不同负载率下抽油机的经济寿命,确定了抽油机合理负载率为80%～85%。建立了以系统效率高、悬点载荷小、泵效高为目标的抽油机系统多目标优化设计模型,并以抽油机负载率、减速箱载荷利用率作为约束条件,提出了抽油机选型设计的新方法。通过实例计算,采用本文提出的游梁式抽油机选型优化设计方法所确定的机型与原有选型方法确定的机型相比,机型降低1～3个等级,节省一次性投资,适合油田开采后期的实际情况。论文研究成果能够为油田开采后期的节能降耗工作提供理论指导,具有重要的理论意义和工程价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究背景
• 1.3 研究课题的理论意义及应用价值
• 1.4 目前国内外研究概况、水平及发展趋势
• 1.4.1 可靠性应用方面
• 1.4.2 抽油机疲劳寿命预测方面
• 1.4.3 抽油机经济寿命预测方面
• 1.4.4 抽油机寿命预测的发展趋势
• 1.4.5 游梁式抽油机选型方法研究
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 游梁式抽油机寿命研究
• 2.1 游梁式抽油机失效模式分析
• 2.1.1 游梁式抽油机常见失效模式
• 2.1.2 游梁式抽油机故障树分析
• 2.2 游梁式抽油机经济寿命与疲劳寿命研究
• 2.2.1 设备的寿命
• 2.2.2 设备经济寿命的计算
• 2.2.3 游梁式抽油机疲劳寿命计算
• 本章小结
• 第三章 游梁式抽油机合理负载率研究
• 3.1 游梁式抽油机负载率统计及概率密度函数的建立
• 3.1.1 大庆油田老区负载率统计分析
• 3.1.2 大庆油田外围区块负载率统计分析
• 3.1.3 大庆油田呼伦贝尔分公司负载率统计分析
• 3.2 游梁式抽油机可靠性分析及合理负载率确定
• 3.2.1 游梁式抽油机系统可靠性分配方法
• 3.2.2 游梁式抽油机可靠性分配实例
• 3.2.3 游梁式抽油机合理负载率确定
• 本章小结
• 第四章 游梁式抽油机选型优化设计
• 4.1 泵效及泵径优选研究
• 4.1.1 泵效与泵径的计算方法
• 4.1.2 泵效确定及泵径优选的具体方法
• 4.2 井液密度研究
• 4.2.1 公式法
• 4.2.2 反算法
• 4.3 抽油杆柱组合设计方法研究
• 4.3.1 抽油泵下泵深度的确定
• 4.3.2 抽油杆等强度组合设计方法
• 4.4 游梁式抽油机悬点载荷计算
• 4.4.1 悬点静载荷计算
• 4.4.2 悬点动载荷计算
• 4.5 游梁式抽油机选型优化设计模型及软件操作步骤
• 4.6 实例分析
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢