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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。
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单位燕山大学; 河北环境工程学院; 海洋石油工程股份有限公司
