6碳纤维连续抽油杆作业车开题报告
碳纤维连续抽油杆的研究与应用分析
碳纤维连续抽油杆的研究与应用分析碳纤维连续抽油杆是一种新型材料，它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、不导电等特点，在油田开发中具有广阔的应用前景。
本文将对碳纤维连续抽油杆的研究与应用进行分析。
一、碳纤维连续抽油杆的研究现状碳纤维连续抽油杆是近年来油田开发领域的新兴材料，目前在国内外都有相关研究，主要集中在以下几个方面：1. 材料性能研究：碳纤维连续抽油杆具有优异的强度和耐腐蚀性能，研究人员主要针对其力学性能、耐腐蚀性能进行了深入研究，以保证其在恶劣油田环境中的稳定运行。
2. 制造工艺研究：由于碳纤维连续抽油杆的制造工艺复杂，制造工艺研究一直是研究的重点之一。
通过不断改进制造工艺，提高碳纤维连续抽油杆的研发和生产效率。
3. 在油田应用研究：目前一些油田已经开始在实际开发中应用碳纤维连续抽油杆，进行了一系列的现场试验，以验证其在油田开采中的实际效果和可行性。
以上研究现状表明，碳纤维连续抽油杆的研究已取得了一定进展，但仍然存在一些问题需要进一步解决。
1. 优势分析：碳纤维连续抽油杆相比传统的金属材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、不导电等优势，能够有效降低油井开采及维护成本，并提高油田开采的效率和安全性。
2. 应用前景分析：碳纤维连续抽油杆在油田应用中具有广阔的前景。
尤其是在酸性、高温、高压等恶劣环境下，传统金属材料的应用受到了很大的限制，而碳纤维连续抽油杆能够适应这些恶劣环境的需求，因此在这些环境下具有更大的应用空间。
3. 发展趋势分析：随着碳纤维材料的不断改进和成本的逐渐降低，碳纤维连续抽油杆将会逐渐替代传统的金属材料成为油田开发的首选材料。
并且随着油田开发对设备性能、运行成本的要求越来越高，碳纤维连续抽油杆的应用将会越来越广泛。
1. 技术创新：未来碳纤维连续抽油杆的研究重点将会放在技术创新上，包括材料性能的提升、制造工艺的改进等方面，以满足油田开发对设备的更高要求。
2. 应用拓展：随着碳纤维连续抽油杆在一些油田的成功应用，未来将会有更多的油田引入这一新型材料，以解决传统材料在特殊环境下的局限性。
碳纤维连续抽油杆的研究与应用分析
碳纤维连续抽油杆的研究与应用分析碳纤维连续抽油杆是一种新型的抽油杆材料，它具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，因此在石油工业中具有广阔的应用前景。
通过对碳纤维连续抽油杆的研究与应用分析，可以更好地认识其特性和性能，促进其在石油工业中的应用。
一、碳纤维连续抽油杆的特性与性能碳纤维连续抽油杆是利用碳纤维作为增强材料，通过树脂浸渍及复合而成的一种新型复合材料。
它具有以下几个显著的特性与性能：1.轻质高强：碳纤维具有轻质高强的特点，因此碳纤维连续抽油杆具有较小的密度，但却具有出色的强度和刚度。
2.耐腐蚀：碳纤维材料具有较好的耐腐蚀性能，能够抵御酸碱环境对其的腐蚀，适合在油井等腐蚀性环境中使用。
3.耐磨损：碳纤维连续抽油杆表面光滑，摩擦系数小，具有良好的抗磨损性能，延长了使用寿命。
4.电磁透明：碳纤维连续抽油杆对电磁波透明，不会干扰油井测井等电子设备的正常工作。
综合上述特性和性能，碳纤维连续抽油杆在石油工业中具有广泛的应用前景。
近年来，国内外对碳纤维连续抽油杆进行了广泛的研究。
在材料制备方面，研究者通过改进树脂浸渍工艺、优化纤维排布方式等手段，提高了碳纤维连续抽油杆的力学性能和耐腐蚀性能。
在工艺加工方面，研究者提出了采用自动化设备进行碳纤维连续抽油杆的缠绕和固化，使其生产效率大大提高。
在性能测试方面，研究者对碳纤维连续抽油杆进行了拉伸、疲劳、耐腐蚀等性能测试，为其应用提供了可靠的数据支撑。
还有研究者对碳纤维连续抽油杆进行了表面改性、降低生产成本、提高使用寿命等方面的研究。
这些研究成果不仅丰富了碳纤维连续抽油杆的生产工艺和性能表征方法，也为其在石油工业中的应用奠定了坚实的基础。
碳纤维连续抽油杆在石油工业中具有广泛的应用前景。
在油井提油中，它可以替代传统的金属抽油杆，减轻油井重量，延长使用寿命，降低维护成本。
在水平井和高密度油藏中，碳纤维连续抽油杆具有较好的弯曲性能和挠曲性能，适合复杂地质条件下的作业。
在油井气体开采中，碳纤维连续抽油杆的电磁透明性能可以减少干扰，提高开采效率。
连杆毕业设计开题报告
连杆毕业设计开题报告连杆毕业设计开题报告一、引言连杆是机械传动中常见的零件，广泛应用于汽车引擎、发电机、工业机械等领域。
它承载着转动运动和传递力矩的重要任务。
本文旨在探讨连杆在发动机中的应用，并设计一种新型连杆，以提高发动机的性能和效率。
二、背景发动机是现代交通工具的核心部件，其性能直接影响着车辆的动力输出和燃油效率。
而连杆作为发动机的重要组成部分，其设计和优化对发动机的性能具有重要影响。
传统的连杆设计存在一些问题，如重量大、制造成本高、摩擦损失大等。
因此，有必要对连杆进行改进和优化。
三、目标本设计旨在设计一种新型连杆，以解决传统连杆存在的问题，并提高发动机的性能和效率。
具体目标如下：1. 减轻连杆的重量，提高发动机的功率输出。
2. 降低制造成本，提高生产效率。
3. 减小连杆的摩擦损失，提高发动机的燃油效率。
四、设计思路基于上述目标，我们将采取以下设计思路：1. 优化连杆的材料选择，选择高强度、轻量化的材料，如钛合金，以减轻连杆的重量。
2. 采用先进的数值模拟方法，对连杆进行结构优化，以提高其强度和刚度，并减小材料的使用量。
3. 应用表面处理技术，如喷涂或涂覆，以减小连杆表面的摩擦系数，降低摩擦损失。
4. 结合先进的制造工艺，如数控加工和3D打印，以提高连杆的制造精度和生产效率。
五、预期成果通过以上设计思路，我们预期能够实现以下成果：1. 设计出一种新型连杆，重量较传统连杆减轻10%以上，功率输出提升5%以上。
2. 降低制造成本，使连杆的制造成本降低15%以上。
3. 通过表面处理技术，减小连杆的摩擦系数，使发动机的燃油效率提高3%以上。
4. 运用先进的制造工艺，提高连杆的制造精度，使其在生产中更易实现。
六、研究方法本设计将采用以下研究方法：1. 文献调研：对连杆的设计原理、材料选择、制造工艺等方面进行深入了解，为设计提供理论基础。
2. 数值模拟：采用有限元分析方法，对连杆的结构进行优化和强度分析，以确定最佳设计方案。
抽油机的开题报告开题报告
抽油机的开题报告一、选题背景随着现代工业生产的不断发展和进步，对于油品的工业化生产的需求也越来越大。
而在油品的生产中，抽油机的应用显得尤为重要，因此，研究抽油机的相关技术具有现实的意义和重要性。
由于抽油机具有结构简单、操作方便、效率高等优点，因此其应用范围广泛，被广泛应用于石油化工、医药制造、食品加工等行业中。
然而，抽油机在使用过程中常常会出现各种问题和故障，而如何优化抽油机的结构、提高其工作效率和稳定性，是目前许多研究者所关注的问题。
对于抽油机的研究不仅具有理论价值，同时也具有工程应用价值。
因此，通过对于抽油机的深入研究和分析，可以有效的优化其设计结构和工作效率，提高产品的质量，完善产品的市场竞争力，对于相关产业的发展有重要的推动作用。
二、研究目的本课题的主要研究目的是通过对于抽油机的系统性的研究和分析，探究其在工业生产中的主要应用和相关优化措施。
具体包括以下几个方面：1.对于抽油机的结构、工作原理进行分析和研究，明确其主要特点和优缺点；2.研究抽油机在不同工作环境下的性能和工作效率，探究其主要影响因素和改善措施；3.提出合理的设计方案和优化措施，以提高抽油机的性能和生产效率；4.对于抽油机的应用市场和市场需求进行梳理和分析，为相关厂商提供参考和决策依据。
三、研究内容和方法1. 研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1.抽油机的基本结构和工作原理的分析和研究，包括其主要构成部分和各个部分之间的关系；2.抽油机的性能和工作效率的分析和研究，包括其主要影响因素和工作环境的适应性等；3.抽油机的设计和优化措施的研究和实践，包括选材、加工工艺、结构优化、系统维护等方面；4.抽油机的应用市场和市场需求的研究和分析，包括其当前的市场情况和发展态势等方面。
2. 研究方法本研究采用以下几种方法：1.理论分析法：通过对于抽油机结构、工作原理、性能等方面进行系统性的理论分析，为后续的研究提供理论基础；2.实验研究法：通过构建实验平台和开展实验研究，获取数据并对其进行分析和总结，为后续的设计和优化提供参考依据；3.数值模拟法：采用计算机辅助工程技术，通过数值模拟仿真来分析抽油机的结构和运行等方面，为后续设计和优化提供较为精确的数据支持；4.数据统计法：通过对于市场调研和数据分析等方法，获取相关市场数据和行业发展情况，为相关生产厂家提供市场参考。
碳纤维连续抽油杆作业车光杆起升系统的优化设计与动态仿真的开题报告
碳纤维连续抽油杆作业车光杆起升系统的优化设计与动态仿真的开题报告一、研究背景在油田采油工程中，采用连续抽油杆技术来实现油井的稳定生产是一种常见的方式。
在连续抽油杆系统中，作业车光杆起升系统是实现泵杆调心、上下拉实现阀门控制的关键部分，其操作稳定性和精度直接影响到整个系统的稳定性和生产效率。
传统作业车光杆起升系统由于杆件重量大、结构复杂和润滑方式不佳等因素，容易出现杆件弯曲、卡钩、磨损等问题，导致操作不稳定、寿命短等问题。
因此，开发一种新型的作业车光杆起升系统，提高操作稳定性和杆件使用寿命，是当前工程领域的一个研究热点。
碳纤维材料具有轻质高强、刚度好、耐腐蚀、抗疲劳等优点，在工程实践中得到了广泛应用。
因此，采用碳纤维作为作业车光杆起升系统的主要材料是一种理想的解决方案。
二、研究目的本研究旨在通过优化碳纤维连续抽油杆作业车光杆起升系统的设计和加工工艺，提高系统的操作稳定性和杆件寿命。
具体研究目标如下：1.建立作业车光杆起升系统的三维建模，对其进行优化设计，使得系统结构更加紧凑、重量更轻、操作更便捷。
2.使用ANSYS等有限元软件对作业车光杆起升系统进行力学仿真分析，验证其结构强度和稳定性，并优化系统设计。
3.进行碳纤维材料的工艺研究，制定加工工艺路线，保证杆件加工质量、避免碳纤维断裂等问题。
4.对优化设计后的作业车光杆起升系统进行动态仿真，验证其操作稳定性和精度，以实现系统的优化设计和性能提升。
三、研究内容及方法1.设计方法(1) 系统结构设计：采用CATIA软件对作业车光杆起升系统进行三维建模和优化设计，通过CAD/CAM仿真辅助设计，达到轻量化、紧凑化、操作方便化。
(2) 有限元仿真分析：采用ANSYS等有限元软件对系统进行力学仿真分析，优化杆件的结构强度和稳定性，并进行虚拟试验，找出系统的弱点。
(3) 工艺研究：针对碳纤维材料的特性，制定合理的加工工艺路线，优化加工方法和设备，保证工艺稳定性和加工质量。
超长冲程碳纤维连续抽油杆采油系统的开题报告
超长冲程碳纤维连续抽油杆采油系统的开题报告
一、研究背景
随着石油行业的不断发展，新颖的采油技术得到了广泛的应用。
其中，连续抽油杆采油技术被认为是提高油井生产能力和效率的重要措施。
传统的连续抽油杆主要由钢管制成，然而，由于钢材的磨损、腐蚀等原因，抽油杆寿命较短，需要频繁更换，严重影响了油井的正常生产。
为了有效解决这一问题，近年来国内外学者开始研究采用碳纤维等
新型材料制成的连续抽油杆。
碳纤维具有高强度、高刚度、低密度等特点，不仅可实现重量轻、寿命长，还可提高油井生产效率。
二、研究目的
本研究旨在开发出一种超长冲程碳纤维连续抽油杆采油系统，以提
高油井的生产效率、抽油杆的寿命，并降低采油成本。
三、研究内容
1. 分析目前国内外碳纤维连续抽油杆的研究现状和发展趋势。
2. 设计和制造超长冲程碳纤维连续抽油杆。
3. 试验验证和性能测试。
四、研究方法
1. 文献综述法：对国内外已有的碳纤维连续抽油杆相关文献进行系
统整理和分析，总结现有技术的优缺点，为新型连续抽油杆的设计提供
参考。
2. CAD设计和模拟仿真：采用CAD软件进行超长冲程碳纤维连续抽油杆的结构设计和抽油过程的分析模拟，优化设计方案。
3. 实验室制样及性能测试：制备超长冲程碳纤维连续抽油杆样品，
并进行强度性能、耐磨性能等方面的测试。
五、研究意义
本研究将有助于推进碳纤维连续抽油杆技术的发展和应用，提高油井采油的效率和经济效益，降低采油企业的生产成本，具有广泛的应用前景和意义。
同时，本研究也可为碳纤维及其它新型材料在油田采油领域的应用提供借鉴和参考。
抽油杆疲劳损伤界限的研究的开题报告
抽油杆疲劳损伤界限的研究的开题报告一、选题背景抽油杆是油田开采过程中不可或缺的重要设备，其承担着输送油井液的重要任务。
然而，长期使用也会导致抽油杆的疲劳损伤，甚至会引起抽油杆的断裂，同时对于油井的稳定运行产生严重的影响。
因此，对抽油杆的疲劳寿命进行评估，寻找疲劳损伤的界限非常必要。
二、研究目的本课题旨在通过对抽油杆疲劳损伤的界限进行研究，探究抽油杆在长周期高载荷下的疲劳寿命及其损伤模式，为抽油杆的使用提供参考。
三、教学目标通过本课题的学习，使学生掌握涉及材料力学、机械制造等领域的理论知识，了解疲劳损伤的发展规律和研究方法，可以系统地分析抽油杆的疲劳寿命，为处理实际工程问题提供科学依据。
四、研究内容（1）疲劳性能的测试和分析，了解材料的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展的规律。
（2）建立抽油杆的有限元模型，模拟计算在不同的载荷和转速下，抽油杆的应力变化和变形特征。
（3）开展疲劳损伤的界限研究，探究抽油杆在长周期高载荷下的疲劳寿命、损伤模式和损伤来源等。
五、预期结果（1）掌握疲劳强度的测试和分析方法，了解疲劳的基本概念。
（2）建立抽油杆的有限元模型，模拟计算不同状态下的应力和变形特征，掌握有限元分析软件的应用方法。
（3）系统地研究抽油杆的疲劳损伤，得出相应的疲劳损伤界限和疲劳寿命。
六、研究方法（1）疲劳性能和损伤测试：使用材料试验机和 SEM 等工具对材料的疲劳性能和疲劳损伤进行测试。
（2）数值模拟：使用有限元分析软件建立抽油杆的数值模型，计算不同状态下的应力和变形。
（3）理论分析：基于疲劳理论，探究抽油杆疲劳损伤的发展规律和界限。
七、论文结构（1）引言：介绍研究背景，明确研究目的和意义。
（2）文献综述：对抽油杆的疲劳寿命和损伤界限的研究现状进行综述和分析。
（3）疲劳性能和损伤测试：介绍测试方法和结果分析。
（4）数值模拟：建立抽油杆的有限元模型，模拟计算在不同状态下的应力和变形等。
（5）疲劳损伤的界限研究：基于疲劳理论对抽油杆的疲劳损伤界限进行界定和分析。
新型碳纤维连续抽油杆杆柱系统优化设计与故障诊断理论及应用的开题报告
新型碳纤维连续抽油杆杆柱系统优化设计与故障诊断理论及应用的开题报告一、选题背景及研究意义随着近年来石油工业的不断发展，对于油井的生产效率和安全性的要求也越来越高。
抽油杆作为油井生产的重要部件，其稳定性和寿命对于油井的生产稳定和安全非常关键。
传统的抽油杆一般采用钢材制造，而新型碳纤维连续抽油杆杆柱系统由于其具有较高的强度、耐腐蚀性、高温性能、低密度等优点，成为了当前研究的热点之一。
本课题将对新型碳纤维连续抽油杆杆柱系统的优化设计和故障诊断进行综合研究。
通过对其结构设计、材料组成、工艺制造等方面进行优化，提高其稳定性和寿命，并且通过故障诊断理论及方法，及时准确地发现和解决杆柱系统的故障问题，保障油井的生产安全和经济效益。
二、研究内容和方法1. 碳纤维材料的性能和制造工艺分析通过对碳纤维材料的结构、物理、化学等性能进行实验测试和分析，掌握其主要特征和优缺点。
并且对其制造工艺及相关流程进行研究和探讨，确保制造出高质量的碳纤维杆柱系统。
2. 杆柱系统的优化设计在了解碳纤维材料的基础上，针对杆柱系统的结构设计、组成材料、长度等方面进行优化研究，提高其轴向受力和转动稳定性。
并且通过有限元分析方法，对其进行数值计算和模拟，验证设计方案的正确性和可行性。
3. 故障诊断理论和方法分析通过对杆柱系统的工作过程、受力情况和易发生故障的部位进行分析和研究，建立故障诊断模型，并且采用传感器技术和信号处理方法对系统进行实时监测和反馈。
同时，根据故障模型的预测结果，采取适当的维修措施，及时解决杆柱系统的故障问题。
4. 实验验证和应用推广通过实验室模拟和现场试验验证所研制的碳纤维连续抽油杆杆柱系统的性能和故障诊断方法的有效性和实用性。
并且在实际工程中进行应用推广，为油井生产提供更高效、稳定和安全的杆柱系统。
三、预期成果与意义本课题的主要成果包括：碳纤维杆柱系统的优化设计方案、杆柱系统故障诊断模型和监测系统、相关技术标准、论文和专利等。
抽油机的开题报告_开题报告_
抽油机的开题报告抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”，通过加压的办法使石油出井，常见抽油机即游梁式抽油机是油田广泛应用的传统抽油设备，通常由普通交流异步电动机直接拖动。
一、课题的意义。
抽油机的产生和使用由来已久，迄今已有百年历史。
应用最早，普及最广的属常规型游梁式抽油机，早在140年前就诞生了，至今在世界各产油国中仍占绝对优势。
其结构简单、可靠耐用、易损件少、操作简单、维修方便、维护费用低，使其经久不衰。
然而，随着油田的不断开发，要求抽油机具有长冲程、大负载、能耗低、体积小、重量轻等性能特点来满足日益发展的油田开发的需要。
游梁式抽油机井数量多，其工作性能，特别是节能性能直接影响采油成本。
在采油成本中，抽油机电费占30%左右，年耗电量占油田总耗电量的20%——30%，为油田电耗的第2位，仅次于注水。
游梁式抽油机抽油系统的总效率在国内一般地区平均只有12%——23%，先进地区至今也不到30%，可见降低抽油系统高能耗的迫切程度与难度。
自动调节平衡式抽油机的结构特点决定了其节能特性，具有平衡效果好、光杆最大载荷减小、节能效果好等特点。
与同级常规抽油机相比，所配备电动机功率可小20%;以相同挂泵深度条件下油井每度电的出油量相比，比常规抽油机节约能耗35%左右。
美国前置型抽油机比常规型抽油机节能31.9%~39.60%，我国该型机比常规型抽油机节能34.9%。
因此，完善和发展游梁式抽油机设计理论，研制节能效果显著的节能型游梁式抽油机对于抽油机井节能降耗、提高举升系统的经济效益和我国石油工业发展具有重要的实际意义和极大的深远影响。
二、国内外发展现状及方向。
在世界范围内，研究与应用抽油机已有100多年历史。
在百余年的采油实践中，抽油机发生了很大变化。
特别是近20年来，世界抽油机技术发展较快，先后研发了多种新型抽油机。
抽油机的各项技术经济指标达到了有史以来的最高水平。
目前，世界上生产抽油机的国家主要有美国、俄罗斯、法国、加拿大和罗马尼亚等。
碳纤维连续抽油杆的应用及节能效果分析
抽油机举升系统所使用的金属抽油杆，存在以下几方面问题：一是杆管偏磨严重，目前为钢-钢摩擦，采取扶正器预防后，活塞效应加剧，悬点载荷加大；二是钢制抽油杆密度大，杆断脱概率增大、能耗高；三是三元驱和深井等特殊井还存在腐蚀断裂、漏失、举升难等问题。
为了缓解金属抽油杆的上述问题，近年来，逐渐应用了碳纤维复合材料抽油杆。
碳纤维连续抽油杆是一种新型抽油杆，是由碳纤维、树脂、玻璃纤维等原材料按照合适配比，以耐高温树脂作为基体，以碳纤维作为增强材料，经拉挤工艺制成的复合材料制品，具有密度小、耐磨、耐腐蚀、强度高的特点[1-3]。
该技术最早起源于美国，国内对碳纤维连续抽油杆的研究从21世纪开始，在新疆油田、胜利油田等有所应用，取得了明显的节能降载效果。
为此，开展碳纤维连续抽油杆现场试验应用，进一步研究碳纤维连续抽油杆的适应性，设计配套技术，优化杆柱结构，实现抽油机井降载、节电。
1碳纤维连续抽油杆特性为确定碳纤维连续抽油杆的性能，验证该材质的抽油杆与钢质抽油杆相比有哪些优势，通过与国碳纤维连续抽油杆的应用及节能效果分析白羽（大庆油田有限责任公司第四采油厂）摘要：碳纤维连续抽油杆是一种新型材料，具有密度小、强度高、耐磨性好的特点，为此开展碳纤维连续抽油杆现场试验，以降低抽油机井悬点载荷，提高杆柱耐磨、抗拉强度以及抗腐蚀性能，降低抽油机井能耗，实现抽油机井高效、低成本运行。
现场试验应用了106口井，平均最大悬点载荷下降9.87kN，节电率达到24.39%，年节约电费97.07万元，为抽油机节能高效举升提供了新的技术途径。
关键词：碳纤维连续抽油杆；悬点载荷；系统效率；节能DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.10.007Analysis of the application and energy conservation effect of carbon fiber continuous sucker rods BAI YuNo.4Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co ．，Ltd ．Abstract：The carbon fiber continuous sucker rod is a new material，which has the characteristics of low density，high strength and good wear resistance．Therefore，field tests of carbon fiber continuous sucker rod are carried out to reduce the suspended point load of pumping Wells，improve the wear re-sistance，tensile strength and corrosion resistance properties of rod string，reduce energy consumption of pumping wells，and realize the high-efficiency and low-cost operation of pumping wells．The field test has been applied to 106wells，with an average maximum suspended load reduced by 9.87kN．Even more to the point，the average power saving rate can reach 24.39%，and the annual electricity cost saving of 970700yuan，which provides a new technical approach for energy conservation and high-efficient lifting of pumping units．Keywords：carbon fiber continuous sucker rods；suspension point load；system efficiency；energy conservation作者简介：白羽，工程师，2011年毕业于东北石油大学（油气储运工程专业），从事机采井管理工作，158****7789，************************.cn，黑龙江省大庆市红岗区红岗西街6号工艺研究所，163511。
碳纤维连续抽油杆的研究与应用分析
碳纤维连续抽油杆的研究与应用分析
碳纤维连续抽油杆是一种新型的油田采油技术装备，相较于传统的金属材料抽油杆具
有更高的强度和耐腐蚀性，能够在复杂的油田环境中发挥更好的性能。
本文将对碳纤维连
续抽油杆的研究和应用进行分析，探讨其在油田开发中的潜在应用前景。
一、碳纤维连续抽油杆的研究现状
碳纤维连续抽油杆由碳纤维和树脂复合材料制成，具有高强度、轻质、抗腐蚀等特点，因此在油田开采中备受关注。
目前，国内外已经对碳纤维连续抽油杆进行了大量的研究和
开发工作。
在材料方面，已经实现了碳纤维和树脂复合材料的不断改进，使得碳纤维连续
抽油杆的性能得到了进一步提升。
针对碳纤维连续抽油杆在井下使用过程中的磨损、疲劳
等问题，也进行了大量的研究和测试，并逐渐形成了一套相对成熟的技术解决方案。
1. 高强度：碳纤维连续抽油杆的抗拉强度比传统的金属材料更高，能够承受更大的
拉力和扭矩，降低了井下作业中的损坏率。
2. 轻质：碳纤维连续抽油杆相比金属抽油杆更轻，减少了井下运输和安装的工艺难度，提高了作业效率。
3. 耐腐蚀：碳纤维材料具有良好的耐腐蚀性能，能够适应复杂的井下环境，延长了
抽油杆的使用寿命。
碳纤维连续抽油杆的优势使得其在油田开采中具有广阔的应用前景。
碳纤维连续抽油
杆可以应用于水平井、高产井等对抽油杆材料强度和耐腐蚀性要求较高的井段。
碳纤维连
续抽油杆可以应用于老旧油田的二次开发，降低了井下维护成本，提高了油井的长期产能
和经济效益。
碳纤维连续抽油杆还可以应用于一些特殊环境下，如高含硫油气田、高含硫
化氢井等，缓解了传统金属抽油杆容易被腐蚀的问题。
碳纤维复合材料连续抽油杆的特点及应用
1 概述目前国内外使用的抽油杆主要是钢质普通抽油杆，但是它存在一些问题：密度大、强度低、抗腐蚀性能较差，不能满足深井、超深井、腐蚀井等特殊油井原油开采的需要，成为有杆泵抽油系统中的薄弱环节。
为了克服普通钢质抽油杆的缺点，20世纪80年代初美国开始研制碳纤维抽油杆，于20世纪90年代初研制成功碳纤维抽油杆，并进行了矿场试验，试验效果较好[1]。
2 碳纤维复合材料连续抽油杆的性能特点与技术优势密度小、减载效果显著：纤维增强复合材料防偏磨连续抽油杆密度小（1.8～1.9 g/cm3），是钢抽油杆1/4，组成碳纤维抽油杆—钢抽油杆混合抽油杆柱后，其总质量比钢抽油杆柱减轻40%以上，可以大幅度降低光杆载荷。
强度高、能够实现深抽：碳纤维抽油杆的抗拉强度是D级钢抽油杆的2倍，采用现有的抽油机可以加深泵挂深度、加大泵径，增加原油产量，并可以延长抽油杆的使用寿命，由碳纤维杆与钢杆组成的混合杆柱，极限下泵深度能够增加1000m左右。
耐腐蚀、抗疲劳性能好：由于耐腐蚀性好，因此碳纤维杆抽油系统适用于产出液具有腐蚀性的油井抽油，可延长检泵周期。
同时，碳纤维抽油杆抗疲劳性能好，107次疲劳实验后，剩余强度仍有90%（同样条件下，钢杆的剩余强度仅为30%～40% ），从而大大延长了抽油杆的使用寿命。
弹性大：碳纤维抽油杆的弹性模量是钢杆的一半，是玻璃钢抽油杆的2倍。
其弹性介于钢杆与玻璃钢抽油杆之间，是钢杆的2倍，是玻璃钢抽油杆的一半。
杆柱的运动遵循混合杆柱的运动规律，增大冲次可减少冲程损失。
3 碳纤维抽油杆—钢抽油杆混合杆柱的设计软件及杆柱组合3.1 碳纤维抽油杆—钢抽油杆混合杆柱的设计软件[2]碳纤维抽油杆的应用方法：杆柱上部为碳纤维抽油杆、下部需要加部分钢质抽油杆或加重杆组成混合抽油杆柱，其运动规律遵循混合杆柱的运动规律。
在杆柱设计方面，为精确计算杆柱的动载荷和活塞行程等参数，完善了动态参数预测方法，同时引入API RP 11L推荐作法（作为一个动态的参照标准），实现了2种算法的相互验证，增强了计算结果的可靠性。
碳纤维连续抽油杆的研究与应用分析
碳纤维连续抽油杆的研究与应用分析碳纤维连续抽油杆是一种新型的油田开采技术，它利用碳纤维材料的高强度、耐腐蚀、轻质等特性，替代传统的金属抽油杆，可以提高油井的开采效率、降低生产成本，并且具有良好的环境友好性。
随着碳纤维材料的研究和应用技术的不断进步，碳纤维连续抽油杆已经在油田开采领域得到了广泛的应用。
本文将对碳纤维连续抽油杆的研究和应用进行分析，并探讨其在油田开采中的发展前景。
一、碳纤维连续抽油杆的研究现状1.碳纤维材料的特性碳纤维材料是一种高强度、高模量、耐腐蚀、轻质、耐磨损的新型材料，具有优异的机械性能和化学稳定性。
相对于传统的金属材料，碳纤维材料具有更好的耐腐蚀性能，可以在恶劣的工作环境下长期保持稳定的性能。
碳纤维材料的密度轻、拉伸强度高，具有良好的疲劳寿命和耐磨损性能，适合长期运行在高应力、高载荷的工作条件下。
2.碳纤维连续抽油杆的制造技术制造碳纤维连续抽油杆主要采用环氧树脂或其他树脂基体材料和碳纤维织物相结合的工艺，通过复合材料的缠绕、编织、拉伸等工艺制造而成。
碳纤维连续抽油杆具有优异的柔韧性，可以根据油井的不同井径和井深进行定制制造，适应不同工况下的开采需求。
在国内外许多油田开发单位和科研机构都对碳纤维连续抽油杆进行了深入的研究和应用。
通过对抽油杆的结构设计、材料选型、工艺工程等方面的研究，取得了一系列具有自主知识产权的成果。
目前，国内外许多油田已经开始采用碳纤维连续抽油杆进行试验，并取得了良好的效果。
1.提高油井的开采效率传统的金属抽油杆在长期的高应力、高载荷工作条件下容易发生疲劳破坏和腐蚀损坏，需要频繁更换和维护，影响油井的正常开采。
而碳纤维连续抽油杆具有优异的机械性能和耐腐蚀性能，可以有效减少工作中断时间，提高油井的开采效率。
2.降低生产成本由于碳纤维连续抽油杆的耐腐蚀性能好，可以减少对防腐涂层和防腐措施的需求，降低维护成本。
碳纤维连续抽油杆的使用寿命长，减少了更换和维护的频率，进一步降低了生产成本。
碳纤维连续抽油杆在临南油田的应用
一、措施工作量完成情况及效果分析1.措施工作量完成情况。
截止目前，碳纤维连续抽油杆现场应用31口井，应用碳杆4.08万米。
其中，Φ22mm 碳纤维杆现场应用16口井，应用碳杆1.86万米; Φ19mm碳纤维杆现场应用15口井，应用碳杆2.22万米。
截止目前，试验井正常运行24口，7口井因高含水、套漏、固定凡尔刺槽等原因停井。
2.达到的主要指标。
泵挂最深 3010m，其中，碳纤维杆最大下深 1850m； 最大日液80.5m3，泵挂处井斜30.56°；最大杆柱载荷 84kN，累计增油 4560.2t，节电12.6×104kW；最长生产周期 497d、单井最多累增油1494.3t。
取得了低渗深抽增产、替代电泵节能、减少设备投资三方面应用效果。
二、主要做法及工艺进展1.主要做法碳纤维连续抽油杆因为重量轻、强度大， Φ19碳纤维连续抽油杆最大破坏拉力为46t，在超深超方面极具技术优势，大大拓宽了利用现有设备最大下泵深度（理论上可达4500m）。
（1）在深层低渗透油藏超深抽应用，解决举升效率低、低液量问题配套模式：泵深小于2600m,上部油管用普通89mm油管，下部油管用普通73mm油管+注塑杆；泵深超过2600m,上部油管用普通89mm油管，下部油管用73mm内衬油管；根据不同井况配套气锚、割缝筛管、防倒灌洗井阀、油管扶正器等。
泵挂下深目标：泵挂深度增加700m 以上。
（2）在中低渗透油藏大泵深抽，代替小排量电泵。
针对油层埋藏深、油气比高，并且水井对应好，地层能量足，本应采用50m3小排量电泵深下提液措施，但由于存在井斜角、狗腿度大造成电泵叶轮、电缆偏磨严重的恶劣状况而无法实施小排量电泵提液措施。
配套模式： 长冲程抽油机+ 混合杆柱(22mm碳杆+钢杆)+大排量抽油泵（Φ63mm-Φ95mm），油管用Φ89mm 内衬油管。
产量提液目标：排量提升35%以上。
（3）在小井眼超深抽井中使用。
基于MatlabSimulink的碳纤维连续抽油杆作业车的稳定性分析
.机械研究与应用• 2020年第6期（第33卷，总第170期）研究与试验doi ： 10.16576/ki. 1007-4414.2020.06.013基于Matlab/Simulink的碳纤维连续抽油杆作业车的稳定性分析安彩霞(西安石油大学机械工程学院，陕西西安710065)摘要：在运输工况下碳纤维连续抽油杆作业车的悬架系统简化为1/4悬架动力学模型，对其进行超前相位角的校正，从而改善悬架系统在外界干扰时可以得到更好的控制作用；根据牛顿定律，与车辆系统动力学相关知识建立悬架系统的数学模型，通常将车身加速度、悬架动挠度以及车轮动栽荷作为评价悬架的指标。
在这三个指标中，车身加速度可以反映车辆的平顺性及其振动特点，所以极为重要。
因此，将选取车身加速为系统的控制目标，同时改变悬架系统的刚度值与阻尼值为控制参数，通过Matlab/Simulink进行仿真试验，由仿真结果的对比分析可得，最终选取合理的控制参数。
从而改善碳纤维抽油杆作业车在运输过程中的操纵稳定性，提高驾驶员的乘坐舒适性。
关键词：碳纤维抽油杆作业车；悬架系统；超前相位角；车身加速度；仿真试验中图分类号：TQ342 文献标志码:A 文章编号：1007-4414(2020)06-0047-05Stability Analysis of Carbon Fiber Continuous Sucker Rod Truck Based on MATLAB/SimulinkA N Cai-xia(Mechanical Engineering College, X i’an Shiyou University，Xi’an Shaanxi 710065, China)A bstract：The suspension system of carbon fiber continuous sucker rod truck under transportation condition is simplified as 1/4 suspension dynamic model, and the lead phase angle is corrected, so that the suspension system can get better control effectin the external interference；according to Newton^s law and the knowledge of vehicle system dynamics, the mathematical model of suspension system is established. The vehicle body acceleration, suspension dynamic deflection and wheel dynamic load are usually taken as the evaluation indexes of suspension system. Among these three indexes, the body acceleration can reflect the ride comfort and vibration characteristics of the vehicle, so it is very important. Therefore, the vehicle body acceleration is selected as the control target of the system, and the stiffness and damping values of the suspension system are changed as the control parameters. The simulation test is carried out by Matlab /Simulink, and the reasonable control parameters are finally selected through the comparative analysis of the simulation results, so as to improve the handling stability of the carbon fiber sucker rod truck in the transportation process, and improve the riding comfort of the driver.Key words ：carbon fil>er sucker rod truck ；suspension system ；leading phase angle ；body acceleration ；simulation test〇引言碳纤维连续抽油杆作业车在不同工况下具有不 同的作用,故对其稳定性的分析可根据不同工况对悬 架系统进行建模。
碳纤维抽油杆作业车中抽油杆悬重及长度的测量
碳纤维抽油杆作业车中抽油杆悬重及长度的测量
程元林;彭勇;闫文辉;顾雪林;常德友
【期刊名称】《钻采工艺》
【年(卷),期】2006(029)003
【摘要】碳纤维连续抽油杆作业车是设计用于碳纤维抽油杆的配套专业作业设备,作业过程中碳纤维连续抽油杆的悬重、下杆杆长是非常重要的作业工矿测量和控制参数.文中主要就碳纤维连续抽油杆作业车系统中抽油杆悬重和下杆杆长的测量进行了论述,给出了依靠杆的张力测量悬重和依靠驱动轮旋转圈数测量杆长的测量方案.现场实验结果表明,该设计是成功的.
【总页数】3页(P63-65)
【作者】程元林;彭勇;闫文辉;顾雪林;常德友
【作者单位】西安石油大学机械工程学院;西安石油大学机械工程学院;西安石油大学机械工程学院;胜利石油管理局工程机械总厂;胜利石油管理局工程机械总厂【正文语种】中文
【中图分类】TE833.207
【相关文献】
1.碳纤维连续抽油杆作业车的研制 [J], 彭勇;闫文辉;职黎光;吴恒;顾雪林;常德友
2.基于ANSYS的碳纤维连续抽油杆作业车侧翻稳定性的有限元分析 [J], 孙新国;孙亮;王二化
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3.碳纤维抽油杆与油井的适应性评价研究：包括理论分析动力学模型及计算机仿真；采油系统优化设计与设备选配；扁带状碳纤维杆油井环空多相垂直管流模型；扁带状碳纤维杆与产出液及油管的魔族；现有的各型抽油机与碳纤维杆的匹配性分析。
2、查看文献，了解抽油杆作业车工作情况及该装置的功能作用、工作情况；
3、确定几套夹紧机构的结构方案，进行对比，选择最佳方案；
4、对最佳方案进行计算分析说明，确定工作情况具体参数；
5、利用AutoCAD绘制夹紧机构的装配图；
6、利用AutoCAD绘制主要零部件的零件图。
六、参考文献
[1]吴则中，田丰，张海宴，等.碳纤维复合材料连续抽油杆的特点与应用前景[J].石油机械，2002，30（2）：53-56.
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[12]薛国锋，周春玲.碳纤维连续抽油杆采油配套工具研究.石油天然气学报（江汉石学院学报），2008年6月，第30卷，第3期.
[13]李颖，孙希庆，孟光玉，等.碳纤维复合材料柔性抽油杆技术性能及应用[J].石油机械，2003，31(3)：42-43，53.
针对缠绕盘驱动扭矩过大的问题，将碳纤维连续抽油杆作业车的起下夹持系统设计成全液压形式，将碳纤维杆起下杆装置由缠绕式驱动改为夹紧摩擦式驱动的形式，不仅解决了缠绕盘驱动扭矩过大的问题，同时大大改善了碳纤维杆在起下过程中的受力状态，其主要特点是：起升（下放）载荷能力大。起升（下放）作业车时杆柱受力状况改善，杆柱缠绕盘负载扭矩大幅度降低，作业过程自动化程度高、速度快。设备对井场环境的适应性强，易损件少，便于维修，兼顾杆的运输和作业两项功能，减少设备投资，持续作业时间长，为碳纤维杆在国内油井大面积推广应用提供高效、可靠的作业配套设备，填补了国内空白。
[6] Marwan Sabah，Stefan Diaconu，David Labonte，Shane Fleck，Weatherford International Ltd.Flushbys：A Highly Efficient and Versatile Service Technology[C].in：IPTC 14076，2009：7–9.
结果表明：制备的四种具有不同耐温等级的碳纤维连续抽油杆，可满足国内深井和超深井石油开采的抽油杆的耐温要求，具有良好的耐温和力学性能。李仲伟根据文献提出简易公式法的基本原理，建立了直井中碳纤维抽油杆的简易公式法数学模型，编制出碳纤维钢混合抽油杆设计软件，该软件计算精度能够满足工程需要。
碳纤维抽油杆在胜利油田、大港油田、中原油田等的使用总数已接近50口油井。使用中暴露出很多问题，需要以后更深入的研究和开发。而我国与碳纤维抽油杆采油配套技术的研究与碳纤维抽油杆的研究同步，但是大部分配套技术的研究起步较晚，尤其是配套的理论研究才刚刚起步。
3.今后的研究趋势
针对碳纤维抽油杆系统目前的研究和应用情况，今后主要研究重点包括以下方面：1.碳纤维杆的制造及服役性能研究：包括乙烯基酯树脂和高温环氧的拉挤配方、工艺、性能；碳纤维杆高温弹性特性；碳纤维杆高温蠕变性；碳纤维杆常温及高温疲劳特性；碳纤维杆高温及腐蚀环境下的寿命；碳纤维杆的成分、组织、结构的变化及其服役性能的关系。
四、设计进度的计划
1. 3.01——4.10写开题报告，翻译英语文献
2. 4.10——5.01进行数据计算
3. 5.01——6.01进行绘图工作
4. 6.01——准备答辩
五、所采用的方法手段及步骤
本次设计为碳纤维连续抽油杆作业车起下夹持装置的结构设计，设计的步骤及方法如下：
1、通过查阅大量相关文献了解常规抽油杆与碳纤维抽油杆的异同；
本科毕业设计（论文）开题报告
题目：6碳纤维连续抽油杆作业车
起下夹持装置设计
学生姓名：
院（系）：
专业班级：
指导教师：
完成时间：
6碳纤维连续抽油杆作业车起下夹持装置设计
一、开题的意义及目的
目前，有杆泵抽油是国内外应用最广泛的机械采油技术。抽油杆是有杆泵抽油的重要部件之一，广泛使用的抽油杆主要有：D、H级钢制抽油杆、玻璃钢杆等。这些抽油杆在现场应用中暴露出如偏磨、断脱等一些不易解决的问题，我们迫切需要一种新型抽油杆的出现。新生碳纤维连续抽油杆是由耐高温的碳纤维和树脂复合而成，与其他抽油杆相比碳纤维抽油杆有以下优点：
随着国内油田事业的发展，使碳纤维连续抽油杆的需求和应用日益广泛，国内纤维连续抽油杆作业车是设计用于碳纤维抽油杆的配套专业设备，而作业过程中碳纤维连续抽油杆的起下夹持问题是必须要解决的问题之一，因为它关系到缠绕盘的扭矩和碳纤维杆在起下过程中的受力状态。碳纤维抽油杆在起下装置中所承受的载荷很大，导致抽油杆在被提升的过程中受到拉力很大，使得杆柱缠绕盘负载驱动扭矩过大，严重降低了作业车作业过程中的自动化程度，减缓了作业速度，降低了作业设备对井场环境的适应性，增加了易损件，而且不便于维修，加大了对作业车及其他设备的投资，减少持续作业时间。要解决上述问题，必须先解决缠绕盘驱动扭矩过大的问题，而直接导致扭矩过大是碳纤维抽油杆起下夹持装置的设计模式。为此，提出了碳纤维杆起下夹持装置的设计。
四、设计的主要内容
1.夹持系统采用全液压控制的原因
此次设计的碳纤维连续抽油杆作业车采用全液压控制，作业车单元主要给车上的作业设备提供原动力并承担全套作业设备的运输工作；缠绕盘单元主要承担碳素杆的缠绕工作；光杆起升单元主要承担光杆和加重杆的起下作业工作；碳素杆起升单元主要承担碳素杆的起下作业工作；液压控制单元主要为碳素杆起升单元、光杆起升单元、缠绕盘单元提供液压动力并承担上述三个单元的控制工作测控单元完成主要作业参数的测试功能。
1.重量轻，可以降低载荷和减速器的扭矩，节电；
2.耐腐蚀，延长了检泵周期；
3.碳纤维连续抽油杆没有接箍，降低了活塞效应；
4.碳纤维连续抽油杆与油管的摩擦力较小，降低了管杆的磨损；
5.碳纤维抽油杆弹性好可实现超行程，提高产液量；
6.碳纤维耐温，最高温度为120°C；
7.抗拉强度高，耐疲劳性能好。
根据碳纤维抽油杆的特性，碳纤维连续抽油杆适合于深井、超深井、腐蚀井、超载井和高含水井。与其他抽油杆相比，使用碳纤维抽油杆的投资最少。总之，连续抽油杆有着普通抽油杆无法比拟的优越性，能够较好地解决普通抽油杆无法解决的问题，将逐渐替代普通抽油杆，特别对于解决斜井、深井、腐蚀井及低渗透井等有着十分重要的现实意义，具有广泛的发展前途。
[2]曹耀峰，杨献平.钢结构连续抽油杆技术特点及应用[J].石油机械，2000，28（10）：27-28.
[3]张嗣伟，王奎升.关于我国发展柔性连续抽油杆的几点看法[J].石油机械，1998，26（2）：27-29.
[4]高军.碳纤维复合材料连续抽油杆的特点及应用.内蒙古石油化工，2008年，第24期
这33口井在四年半的矿场中作业共45次，最主要的失败形式是钢接头疲劳断裂和碳纤维连续抽油杆端部连接失效，其次是由于碳纤维柔性连续抽油杆受压应力引起的失效。试验表明了，碳纤维连续抽油杆具有足够的抗疲劳强度，可以达到延长检泵周期和节电的目的。
2.国内发展
我国在20世纪90年代开始研制，引进碳纤维连续抽油杆。2000年陈厚等介绍了以环氧树脂作为树脂基体，以碳纤维作为增强材料，采用拉挤成型工艺生产树脂基碳纤维杆，并分析和讨论了该连续生产过程中容易出现的问题。他们提出的工艺科连续成型，自动化程度高，且成型制品力学性能优异，是生产连续抽油杆一种较好的工艺方法。2000年开始，顾学林和杨小平等开始碳纤维杆的制造和作业工艺及装备的研究，以制备出耐温等级为90摄氏度，120摄氏度和150摄氏度的碳纤维杆，其中等级为90的已经正常生产并投入现场使用。薛承谨针对国内石油开采的抽油杆长期耐温使用的需要，研究了四种不同树脂基体的碳纤维拉伸复合材料的抽油杆样品，采用了DSC分析了四种树脂基体的固化特征，通过力学性能和动态热机械分析了所得的四种碳纤维抽油杆的力学性能和耐热性能，并初步进行了碳纤维抽油杆的动态服役和实验室模拟的介质腐蚀静态试验。
[14]彭勇，闫文辉，顾雪林，等.碳纤维连续抽油杆作业车的研制.钻采工艺，2006，29(4)：81-82.
二、碳纤维连续抽油杆国内外现状
1.国外发展
碳纤维连续抽油杆起源于20世纪90年代，由美国首先研制成功，并进行了矿场试验，取得较好效果。
1991年5月——1995年11月美国在33口抽油井中使用了碳纤维连续抽油杆，平均泵挂深度为1444m，平均泵径为50.5mm，7口井的平均冲数为10.5n/min,平均冲程为3.94m，碳纤维连续抽油杆的长度占整个抽油杆柱长度的平均比例为56.8%，井底平均温度为42.7摄氏度，井液平均含氺88.8%,平均日产液91.7t。其中一口井正常运行了四年，另一口井含有硫化氢正常运行了三年，还有几口井正常运行了三年多。
4.碳纤维抽油杆采油井工况监测与控制技术研究；包括碳纤维杆采油系统工作状态的监测与故障诊断；已用碳纤维抽油杆剩余寿命评价与判废标准；碳纤维抽油杆采油系统工作状态的远程计算机监测与控制。
5.餐纤维抽油杆采油系统配套采油工艺技术研究：包括检、下泵工艺技术；井下工具选配；调参设计；检泵周期预测等。
6.餐纤维抽油杆采油工艺配套设备与工具开发：包括地面与井下配套设备开发；安装与作业配套工具开发；废旧碳纤维抽油杆的回收利用技术。
2.液压控制夹持系统的工作原理
本次设计的碳纤维连续抽油杆作业车的起下夹持装置实际上就是碳素杆的起升及缠绕单元。其工作原理如下（见图）：在碳素杆起升时，首先主液压缸将右侧链条边的导轨推向左侧导轨并将碳素杆加紧固定于链条上的夹持块之间，接着小液压缸驱动右侧的张紧轮将右侧传动链张紧而后主液压马达带动主动小齿轮转动，主动小齿轮同时带动左边的驱动大齿轮和右边的小齿轮（过轮）转动，而右边的小齿轮转动带动右边的驱动大齿轮转动，左右两个驱动大齿轮分别带动自身同一轴上的链轮转动，实现两挂传动链的同步反向传动，从而带动碳素杆上提，缠绕盘在另一小液压马达的驱动下带动缠绕盘实现碳素杆的小拉力缠绕，完成碳素杆在缠绕盘上的收放。