压缩天然气(CNG)汽车工业是一个新兴的产业，具有良好的经济效益和社会效益。而CNG地下储气井的安全性是保证CNG加气站正常运行的关键。针对目前国内用于CNG汽车的高压地下储气井结构简单、施工工艺不规范、缺乏安全设施等实际问题，提出了改进现有储气井结构、施工工艺和研发储气井安全系统的技术思路，为减少城市环境污染，进一步推广CNG汽车的应用提供了技术支持和安全保障。

The sucker rod production is widely used in oilfield development, and its work efficiency directly affects the cost and economic benefits of oilfield development. In the light of the systematic dynamics, this paper takes the sucker rod pumping system as the study case for the purpose of establishing the mechanical and mathematical models for describing behaviors of the pumping unit, the pump, the tubing string, the compound system and the corresponding simulation models. Moreover, making use of idea of modular programming, it gives the basis for developing the computer simulation software on working action of the sucker rod pumping system, which has powerful function, convenience for use and maintenance and high simulation precision and can simulate operating performance of the sucker rod pumping system under different operating conditions, different swabbing parameters and different system configurations, to provides new approaches and theoretical foundations for analyzing the operating performance of the sucker rod pumping system and improving the work efficiency of the rod pumping system, etc.

在适当的假设条件之下，建立了盘式单牙轮钻头破岩机理仿真模型，并在此基础上开发出盘式单牙轮钻头破岩机理仿真软件。通过将仿真模型的计算结果与西南石油学院钻头研究室部分台架实验结果进行对比，验证了该仿真模型的正确性。完成了不同钻井参数、不同钻头结构和不同岩石性能等条件下盘式单牙轮钻头破岩机理仿真分析，为盘式单牙轮钻头的设计提供了理论依据。

根据系统动力学理论建立了抽油机、抽油泵、杆管柱及其互作用系统力学数学模型，并建立了相应的仿真模型。在此基础上，利用模块化编程的原理开发了有杆抽油泵系统工作行为仿真软件，建立了油井、泵阀、原油物性、抽油机数据库，对不同工况、不同抽汲参数及不同系统配置情况下的抽油泵系统工作性能进行了仿真。采用单元实验与现场测试相结合的方法验证了仿真模型及仿真软件，计算结果符合生产实际，具有较高的实用价值。

在建立了牙轮钻头与井底岩石互作用模型的基础之上，将钻头与井底岩石互作用力矩作为钻柱的下端边界条件。在适当简化的条件下，利用弹性杆理论和单元法，建立了在钻井过程中由于钻头与岩石互作用和钻柱弹性变形而导致钻柱产生扭转振动的动力学模型。在给定初始条件和边界条件的情况下，采用数值计算方法求解了钻柱扭振模型。为进一步弄清钻头、钻柱在井底的实际运动规律和动力学性能，控制井眼轨迹，预防钻杆早期失效奠定了理论基础。