Development principles of sucker-rod pumping unit model for Maplesoft MapleSim 7 medium
Keywords:
dynamic model, sucker rod string, pumping unit, component-oriented modeling, dynamometer card, optimization.Abstract
Development of adequate mathematical model of the sucker rod pumping unit is a difficult task because a large number of different factors affect its operation. Existing models are inaccurate or difficult to use and modify. The aim of this paper is to develop the principles of sucker-rod pumping unit models with a high level of adequacy and the possibility of easy modifications and improvements.The mathematical model of the sucker rod pumping unit was developed in the component-oriented modeling software for complex dynamic systems Maplesoft MapleSim 7. The model was developed using such MapleSim components as circular pipe, fluid inertia, check valve, hydraulic cylinder, translational constant force, mass, translational spring damper, translational friction. The component-oriented approach helps to simplify the model modification if new features appear in the model or its parts are changed. Also we evaluated the adequacy of the model by comparing theoretical and practical dynamometer cards. The developed model can be used for comprehensive analysis and optimization of sucker rod pumping unit.
Downloads
Download data is not yet available.
References
1 Ришмюллер Г. Добыча нефти глубинными штанговыми насосами: Пер. с нем. / Г. Ришмюллер, тХ.Майер. – М.: Фест-Альпине, 1988. – 151 с.
2 Вирновский А.С. Теория и практика глубинно-насосной добычи нефти. Избранные труды / А.С. Вирновский. – М.: Недра, 1971. – 184 с.
3 Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти:учеб. пособие для вузов / И.Т. Мищенко. – М: ФГУП «Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. – 816 с.
4 Справочник по добыче нефти / В. В. Андреев, К. Р. Уразаков, В. У. Далимов [и др.]; Под ред. К. Р. Уразакова. – М.: ООО "НедраБизнесцентр", 2000. – 374 с.: ил.
5 Gibbs S. G. Predicting the behavior of sucker rod pumping systems / S.G. Gibbs // Journal of Petroleum Technology. – 1963. – Vol. 15, Issue 7. – P. 769-778.
6 Gibbs S. G. Rod Pumping: Modern Methods of Design, Diagnosis and Surveillance / Sam Gavin Gibbs. – Publisher: Author, 2012. – 660 p.
7 Romero O. J., Almeida P. Numerical simulation of the sucker-rod pumping system / O. J. Romero, P. Almeida // INGENIERIA E INVESTIGACION. – 2014. – Vol. 34. – No. 3. – December 2014. – P. 4-11.
8 Ковшов В. Д. Моделирование динамограммы станка-качалки. Нормальная работа насоса / В. Д. Ковшов, М. Е. Сидоров, С. В. Светлакова // Нефтегазовое дело. – 2004. – № 2. – C. 75-81.
9 Knapp R. M. A Dynamic Investigation of Sucker-Rod Pumping // KU ScholarWorks The University of Kansas Theses and Dissertations Collection B.S. – University of Kansas, 1963. – 47 p.
10 Wang G.W. An improved model for the sucker rod pumping system / G.W. Wang, S.S. Rahman, G.Y. Yang // 11th Australasian Fluid Mechanics Conference University of Tasmania, Hobart, Australia,14-18 Decemder, 1992. – P. 1137-1140.
11 LIU Xinfu. An Approach to the Design Calculation of Sucker Rod Pumpig Systems in Coalbed Methane Wells / LIU Xinfu, QI Yaoguang, LI Yanxiang, LIU Chunhua // CHINESE JOURNAL OF MECHANICL ENGINEERING. – 2011. – Vol. 24. – P. 1-10.
12 Takacs Gabor. Sucker-Rod Pumping Manual / Gabor Takacs. – PennWell Corporation, 2003. – 395 p.
13 Вассерман И.Н. Продольные колебания упругих стержневых систем с граничными условиями, определяемыми многозначными соотношениями [Текст] автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук: : 01.02.04 / Игорь Николаевич Вассерман. – Пермь, 1999. – 18 с.
14 Norton J. R. Dynamic Loads in SuckerRods / J. R. Norton // Petroleum Engineer. – April 1960. – B-33-B-41.
15 Liu Qingyou. Computer Simulation on Working Action of the Sucker Rod Pumping System [Electronic resource] / Liu Qingyou, He Yufa, Wang Hailan. – Mode of access: WWW.URL: http://www.paper.edu.cn/index.php/default/scholar /downpaper/liuqingyou-200705-18
16 Агамалов Г. Б. Особенности механизированной добычи нефти из глубоких скважин / Г. Б. Агамалов // Нефтегазовое дело. – 2009. – Том 7. – № 2. – C. 64-67.
17 Олійник А.П. Використання явища резонансу для комплектування колони насосних штанг / А.П. Олійник, Б.В. Копей, Ю.С. Зінченко, В.Б. Копей // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2011. – № 1 (38). – С. 69- 75.
22 Tiller M. Introduction to Physical Modeling with Modelica / Michael Tiller. – Springer, 2001. – 345 p.
23 Kopey V. Development of Model of Sucker-Rod Pumping System by Using Maplesim™ Software / V. Kopey // Тези доповідей міжнародної науково-технічної конференції "Нафтогазова енергетика 2013" (ІваноФранківськ, 7-11 жовтня 2013 р). – ІваноФранківськ : ІФНТУНГ, 2013. – С.116-118.
24 Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем / Яков Гилелевич Пановко. – М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., 1960. – 196 с.
25 Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. совет: В. Н. Челомей (пред.). – М.: Машиностроение, 1981. – Т. 6. Защита от вибрации и ударов / Под ред. К. В. Фролова. 1981. – 456 с.
26 Modelon's Hydraulics Library [Electronic
resource]. – Mode of access: http://www.modelon.com/products/modelicalibraries/hydraulics-library
27 Копей В.Б. Моделювання клапана свердловинного штангового насоса методом обчислювальної гідродинаміки в Abaqus/CAE® / В.Б. Копей // Матеріали міжнародної науковотехнічної конференції „Математичне моделювання прикладних задач математики, фізики, механіки MMAP-2013” [Електронний ресурс]: ХНАДУ, 5–25 травня 2013 р. – Режим доступу: http://files.khadi.kharkov.ua/images/Fizika.pdf. – Харків : ХНАДУ, 2013.
28 Obrigewitsch M. Early detection of waxy deposits in beam pump wells [Electronic resource] / Mike Obrigewitsch, Ted Lapis. – Mode of access: https://autoelect.com/products/oilgas/poc/papers/w ax/index.shtml
29 Белов И.Г. Исследование работы глубинных насосов динамографом / И.Г. Белов. – М: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1960. – 128 с.
30 Організація і процедура управління роботами, які виконують бригади поточного і капітального ремонту свердловин: СОУ 11.1- 00135390-010:2011. — [Чинний від 2011–06– 23]. — ПАТ «Укрнафта», 2011. — 94 с.
2 Вирновский А.С. Теория и практика глубинно-насосной добычи нефти. Избранные труды / А.С. Вирновский. – М.: Недра, 1971. – 184 с.
3 Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти:учеб. пособие для вузов / И.Т. Мищенко. – М: ФГУП «Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. – 816 с.
4 Справочник по добыче нефти / В. В. Андреев, К. Р. Уразаков, В. У. Далимов [и др.]; Под ред. К. Р. Уразакова. – М.: ООО "НедраБизнесцентр", 2000. – 374 с.: ил.
5 Gibbs S. G. Predicting the behavior of sucker rod pumping systems / S.G. Gibbs // Journal of Petroleum Technology. – 1963. – Vol. 15, Issue 7. – P. 769-778.
6 Gibbs S. G. Rod Pumping: Modern Methods of Design, Diagnosis and Surveillance / Sam Gavin Gibbs. – Publisher: Author, 2012. – 660 p.
7 Romero O. J., Almeida P. Numerical simulation of the sucker-rod pumping system / O. J. Romero, P. Almeida // INGENIERIA E INVESTIGACION. – 2014. – Vol. 34. – No. 3. – December 2014. – P. 4-11.
8 Ковшов В. Д. Моделирование динамограммы станка-качалки. Нормальная работа насоса / В. Д. Ковшов, М. Е. Сидоров, С. В. Светлакова // Нефтегазовое дело. – 2004. – № 2. – C. 75-81.
9 Knapp R. M. A Dynamic Investigation of Sucker-Rod Pumping // KU ScholarWorks The University of Kansas Theses and Dissertations Collection B.S. – University of Kansas, 1963. – 47 p.
10 Wang G.W. An improved model for the sucker rod pumping system / G.W. Wang, S.S. Rahman, G.Y. Yang // 11th Australasian Fluid Mechanics Conference University of Tasmania, Hobart, Australia,14-18 Decemder, 1992. – P. 1137-1140.
11 LIU Xinfu. An Approach to the Design Calculation of Sucker Rod Pumpig Systems in Coalbed Methane Wells / LIU Xinfu, QI Yaoguang, LI Yanxiang, LIU Chunhua // CHINESE JOURNAL OF MECHANICL ENGINEERING. – 2011. – Vol. 24. – P. 1-10.
12 Takacs Gabor. Sucker-Rod Pumping Manual / Gabor Takacs. – PennWell Corporation, 2003. – 395 p.
13 Вассерман И.Н. Продольные колебания упругих стержневых систем с граничными условиями, определяемыми многозначными соотношениями [Текст] автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук: : 01.02.04 / Игорь Николаевич Вассерман. – Пермь, 1999. – 18 с.
14 Norton J. R. Dynamic Loads in SuckerRods / J. R. Norton // Petroleum Engineer. – April 1960. – B-33-B-41.
15 Liu Qingyou. Computer Simulation on Working Action of the Sucker Rod Pumping System [Electronic resource] / Liu Qingyou, He Yufa, Wang Hailan. – Mode of access: WWW.URL: http://www.paper.edu.cn/index.php/default/scholar /downpaper/liuqingyou-200705-18
16 Агамалов Г. Б. Особенности механизированной добычи нефти из глубоких скважин / Г. Б. Агамалов // Нефтегазовое дело. – 2009. – Том 7. – № 2. – C. 64-67.
17 Олійник А.П. Використання явища резонансу для комплектування колони насосних штанг / А.П. Олійник, Б.В. Копей, Ю.С. Зінченко, В.Б. Копей // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2011. – № 1 (38). – С. 69- 75.
22 Tiller M. Introduction to Physical Modeling with Modelica / Michael Tiller. – Springer, 2001. – 345 p.
23 Kopey V. Development of Model of Sucker-Rod Pumping System by Using Maplesim™ Software / V. Kopey // Тези доповідей міжнародної науково-технічної конференції "Нафтогазова енергетика 2013" (ІваноФранківськ, 7-11 жовтня 2013 р). – ІваноФранківськ : ІФНТУНГ, 2013. – С.116-118.
24 Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем / Яков Гилелевич Пановко. – М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., 1960. – 196 с.
25 Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. совет: В. Н. Челомей (пред.). – М.: Машиностроение, 1981. – Т. 6. Защита от вибрации и ударов / Под ред. К. В. Фролова. 1981. – 456 с.
26 Modelon's Hydraulics Library [Electronic
resource]. – Mode of access: http://www.modelon.com/products/modelicalibraries/hydraulics-library
27 Копей В.Б. Моделювання клапана свердловинного штангового насоса методом обчислювальної гідродинаміки в Abaqus/CAE® / В.Б. Копей // Матеріали міжнародної науковотехнічної конференції „Математичне моделювання прикладних задач математики, фізики, механіки MMAP-2013” [Електронний ресурс]: ХНАДУ, 5–25 травня 2013 р. – Режим доступу: http://files.khadi.kharkov.ua/images/Fizika.pdf. – Харків : ХНАДУ, 2013.
28 Obrigewitsch M. Early detection of waxy deposits in beam pump wells [Electronic resource] / Mike Obrigewitsch, Ted Lapis. – Mode of access: https://autoelect.com/products/oilgas/poc/papers/w ax/index.shtml
29 Белов И.Г. Исследование работы глубинных насосов динамографом / И.Г. Белов. – М: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1960. – 128 с.
30 Організація і процедура управління роботами, які виконують бригади поточного і капітального ремонту свердловин: СОУ 11.1- 00135390-010:2011. — [Чинний від 2011–06– 23]. — ПАТ «Укрнафта», 2011. — 94 с.
Downloads
Published
2017-11-22
How to Cite
Копей, В. Б., Копей, Б. В., & Кузьмін, О. О. (2017). Development principles of sucker-rod pumping unit model for Maplesoft MapleSim 7 medium. Scientific Bulletin of Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, (2(43), 42–53. Retrieved from https://nv.nung.edu.ua/index.php/nv/article/view/667
Issue
Section
МACHINERY, EQUIPMENT AND SUPPLIES
License
Авторські права....
1.png)
1.png){kind=logo}
