在油井正常生产时,螺杆泵抽油杆受到4种主要扭矩:泵转子与定子间的过盈配合所产生的反扭矩、泵工作时进出口液体压差作用在转子上所产生的反扭矩(螺杆泵举升液体的扭矩)、油管中油液的粘性等因素对抽油杆表面所产生的与抽油杆旋转方向相反的摩擦力矩,以及井筒中扶正器与抽油杆的摩擦扭矩。
抽油杆所受的轴向力有5种:抽油杆的重力、抽油杆在井筒液体中的浮力、螺杆泵进出口压力差作用在转子上的轴向力、井筒中液体向上流动对抽油杆产生的摩擦力、螺杆泵转子受到的衬套表面半干摩擦引起的轴向力及螺杆对衬套的迎面效应所引起的轴向力。
另外,在抽油杆发生弯曲后,抽油杆还将受到来自于油管的摩擦力以及由此而来的摩擦扭矩和油管对其形成的支持力,抽油杆截面内还受到弯曲应力和剪切应力。
根据抽油杆发生弯曲时的力学特点,乐清防爆空调在建立模型时假设:
(1)抽油杆在井下为刚性杆柱;
(2)干式螺杆真空泵抽油杆弯曲并与油管接触,且整个井筒中只有一处发生接触;
(3)在抽油杆截取的微单元体上,线密度及截面积相同;
(4)忽略杆体温度变化的影响。