【水平井抽油杆受力状态的数值模拟】李正学.pdf

吉林大学硕士学位论文水平井抽油杆受力状态的数值模拟专业:计算数学编写:李正学导师:马富明(副教授)

提要确定水平井抽油杆在油管中的受力状态,进而找到二者之间的接触部位,是机械采油工艺中急待解决的问题之一。本文主要对静态抽油杆的受力状态进行了研究。借助理论力学、弹性力学的知识,我们首先给出了抽油杆的变形能及重力势能,从而得到了总的能量表达式。根据问题的实际意义,我们又给出了抽油杆曲线所应满足的两个约束条件及边界条件。由极小位能原理,得到了问题的数学模型。在此基础上,采取有限差分法对问题实施离散,从而把定义在函数空间R。上的能量泛函的极小值问题,转化为3n+1)维向量空间上的带有约束的优化问题。

吉林大学数学研究所硕士学位论文油水油套环空二、背景知识在油田开发中后期,油田基本上是以机抽井的抽油方式进行原油开采的。机抽井上有抽油机,下有抽油泵,中间借助抽油杆做往复运动把原油从地下源源不断地抽吸到地面上。油井中间的井筒部分是由抽油杆、油管、套管三部分组成,其位置关系如图2-1所示。油井通常可分为直油描管图2-1油井井筒部分示意图井与斜井两类(见图2-2)。在油田开发的初中期,所打的井几乎都为简单、经济、实用的直井,因为比较起来,无论从钻井、地质还是从采油方面来考虑,直井都有着自身的优越性。到了油田开采后期,斜井所占的比例开始增加。