煤层气井有杆排采悬点动载荷精确计算及其影响分析

本文主要探讨了煤层气井有杆排采系统中的关键力学特性——悬点动载荷计算。有杆泵排采设备的悬点动载荷对抽油机、抽油杆的选择以及电动机功率的确定具有显著影响。研究者首先通过分析杆柱和液柱的受力状态，构建了惯性载荷的数学模型。惯性载荷源于杆柱在运动过程中的质量惯性，是由于井下杆柱与液柱运动产生的动态效应。 接着，利用弹性体振动理论，研究人员建立了振动载荷的计算模型，考虑了井下流体波动和井筒共振等因素对悬点负载的影响。这种振动载荷是周期性的，随时间周期性变化，对长期运行的稳定性有重要影响。 论文指出，在煤层气井的开采初期，由于井筒内流体运动活跃，惯性和振动载荷占据较大比重，对悬点载荷的贡献显著。然而，随着开采的进行，这些动态载荷逐渐减小，当井筒达到稳定生产阶段时，其影响已经降到较低水平。此外，与常规油气井相比，煤层气井的杆管总变形量较小，且动变形量相对较小，显示出煤层气井特有的力学特性。 本文提出的算法是首次针对煤层气井有杆排采系统提供了精确的悬点动载荷计算方法，并给出了相应的动力示功图。这一成果对于优化有杆排采设计，确保设备安全可靠运行，以及提高生产效率具有实际指导意义。因此，了解和掌握煤层气井悬点动载荷的计算原理和规律，对于煤层气开采行业的工程师和技术人员来说至关重要。