常規(guī)有桿泵采油技術(shù)

1、委內(nèi)瑞拉：委內(nèi)瑞拉：70%70%的油井是有桿泵抽油。的油井是有桿泵抽油。美國：美國：85%85%的油井是有桿泵抽油。的油井是有桿泵抽油。俄羅斯：俄羅斯： 55%55%以上油井是有桿泵抽油。以上油井是有桿泵抽油。中國：中國：80%80%以上油井采用有桿泵，其產(chǎn)油量占總產(chǎn)油量的以上油井采用有桿泵，其產(chǎn)油量占總產(chǎn)油量的75%75%，有桿泵在我國石油開采中占有重要的地位。，有桿泵在我國石油開采中占有重要的地位。 有桿泵抽油是國內(nèi)外最常見的人工舉升方式有桿泵抽油是國內(nèi)外最常見的人工舉升方式本專題主要講常規(guī)有桿泵采油技術(shù)本專題主要講常規(guī)有桿泵采油技術(shù)一、抽油裝置一、抽油裝置二、游梁式抽油機(jī)的受力分析二、游

2、梁式抽油機(jī)的受力分析三、泵效計(jì)算三、泵效計(jì)算四、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)四、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)提提 綱綱一、抽油裝置一、抽油裝置抽油機(jī)抽油桿抽油泵其它附件設(shè)備組成( (一一) )抽油機(jī)抽油機(jī) 有桿深井泵采油的主要地面設(shè)備，它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械有桿深井泵采油的主要地面設(shè)備，它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，包括能，包括游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽油機(jī)游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽油機(jī)兩種。兩種。( (一一) )抽油機(jī)抽油機(jī)1 1、游梁式抽油機(jī)、游梁式抽油機(jī)游梁游梁連桿連桿曲柄機(jī)構(gòu)曲柄機(jī)構(gòu)動(dòng)動(dòng)力力設(shè)設(shè)備備輔輔助助裝裝置置結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成：游梁游梁- -連桿連桿- -曲柄機(jī)構(gòu)、減曲柄機(jī)構(gòu)、減速箱、動(dòng)力設(shè)備和輔助裝置

3、。速箱、動(dòng)力設(shè)備和輔助裝置。工作原理：工作原理：皮帶減速箱將電動(dòng)機(jī)的皮帶減速箱將電動(dòng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的低速旋高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再由四連桿機(jī)構(gòu)變?yōu)閼依K轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再由四連桿機(jī)構(gòu)變?yōu)閼依K器的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)井下抽油器的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)井下抽油桿柱和抽油泵工作，實(shí)現(xiàn)抽汲目的。桿柱和抽油泵工作，實(shí)現(xiàn)抽汲目的。減速箱減速箱橫梁：橫梁：是連桿和游梁連接的中間部件，它帶動(dòng)游梁做搖擺是連桿和游梁連接的中間部件，它帶動(dòng)游梁做搖擺 運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。游梁：游梁：游梁安裝在支架上，前端與驢頭相連，后端通過尾軸游梁安裝在支架上，前端與驢頭相連，后端通過尾軸承和橫梁相連。承和橫梁相連。平衡塊：平

4、衡塊：幫助電機(jī)做功，減小電動(dòng)機(jī)上下行程的幫助電機(jī)做功，減小電動(dòng)機(jī)上下行程的載荷差。載荷差。驢頭：驢頭：將游梁前端的往復(fù)圓弧運(yùn)動(dòng)變?yōu)槌橛蜅U柱的垂直往復(fù)將游梁前端的往復(fù)圓弧運(yùn)動(dòng)變?yōu)槌橛蜅U柱的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可保證抽油時(shí)光桿始終對(duì)準(zhǔn)井口中心，承擔(dān)井下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可保證抽油時(shí)光桿始終對(duì)準(zhǔn)井口中心，承擔(dān)井下各種載荷的作用各種載荷的作用。可拆卸式：螺栓連接可拆卸式：螺栓連接驢頭根驢頭根據(jù)移開據(jù)移開井口方井口方式分為式分為上翻式：驢頭穿銷為橫穿式，上翻式：驢頭穿銷為橫穿式，可上翻可上翻180180側(cè)轉(zhuǎn)式：驢頭穿銷為立穿式，側(cè)轉(zhuǎn)式：驢頭穿銷為立穿式，可側(cè)轉(zhuǎn)可側(cè)轉(zhuǎn)180180游梁式抽油機(jī)分類游梁式抽油機(jī)分類按按

5、結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式一般可分為常規(guī)型、異相型、前置型、斜井式等。一般可分為常規(guī)型、異相型、前置型、斜井式等。按按平衡方式平衡方式又可分為機(jī)械平衡式、氣平衡式、液力平衡式等。又可分為機(jī)械平衡式、氣平衡式、液力平衡式等。按按驢頭結(jié)構(gòu)型式驢頭結(jié)構(gòu)型式可分為上翻式、側(cè)轉(zhuǎn)式、旋轉(zhuǎn)式、懸掛式和雙驢可分為上翻式、側(cè)轉(zhuǎn)式、旋轉(zhuǎn)式、懸掛式和雙驢頭式等。頭式等。按按減速器型式減速器型式可分為齒輪式、鏈條式和皮帶式等?？煞譃辇X輪式、鏈條式和皮帶式等。按按驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)方式可分為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)等?？煞譃殡妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)等。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)和驢頭分別位于支架的兩側(cè)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)和驢頭分別位于支架的

6、兩側(cè)。 曲柄軸中心基本位于游梁的尾軸承正下方。這樣，當(dāng)驢頭處于上、下死點(diǎn)曲柄軸中心基本位于游梁的尾軸承正下方。這樣，當(dāng)驢頭處于上、下死點(diǎn)位置時(shí)，連桿中心線間的夾角基本為零，這個(gè)角被稱為抽油機(jī)的極位夾角。位置時(shí)，連桿中心線間的夾角基本為零，這個(gè)角被稱為抽油機(jī)的極位夾角。 曲柄采用常規(guī)條形曲柄，平衡塊重心與曲柄軸中心連線重合，即兩線之間曲柄采用常規(guī)條形曲柄，平衡塊重心與曲柄軸中心連線重合，即兩線之間構(gòu)成的夾角為零，這個(gè)角被稱為抽油機(jī)的平衡相位角。構(gòu)成的夾角為零，這個(gè)角被稱為抽油機(jī)的平衡相位角。常規(guī)型游梁式抽油機(jī)常規(guī)型游梁式抽油機(jī) 異相型游梁式抽油機(jī)是常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的改進(jìn)形異相型游梁式抽油機(jī)是常

7、規(guī)型游梁式抽油機(jī)的改進(jìn)形式，主要采用式，主要采用曲柄偏置結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)節(jié)能曲柄偏置結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。目的。異相型游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖1剎車裝置；2電動(dòng)機(jī)；3減速器皮帶輪；4減速器；5輸出軸；6平衡塊；7支架；8曲柄；9連桿；10游梁；11驢頭；12懸繩器；13底座 異相型游梁式抽油機(jī)異相型游梁式抽油機(jī)前置型抽油機(jī)前置型抽油機(jī)抽油機(jī)上沖程運(yùn)行時(shí)間大于下沖程運(yùn)行時(shí)間抽油機(jī)上沖程運(yùn)行時(shí)間大于下沖程運(yùn)行時(shí)間,從而降低了上從而降低了上沖程的運(yùn)行速度、加速度和動(dòng)載荷，具有沖程的運(yùn)行速度、加速度和動(dòng)載荷，具有節(jié)能效果節(jié)能效果。該機(jī)型的缺點(diǎn)：該機(jī)型的缺點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)不平衡重增加。結(jié)構(gòu)不平衡重增加。減速器安裝在支架下方，給

8、減速器安裝在支架下方，給安裝和維修帶來不便。安裝和維修帶來不便。工作過程中，前沖力較大，工作過程中，前沖力較大，影響整機(jī)的穩(wěn)定性。影響整機(jī)的穩(wěn)定性。旋轉(zhuǎn)驢頭游梁式抽油機(jī)旋轉(zhuǎn)驢頭游梁式抽油機(jī) 1旋轉(zhuǎn)驢頭；2手搖絞車；3懸繩器及光桿4側(cè)翻驢頭用的操作臺(tái)5支架；6底座；7直梯；8曲柄及平衡裝置；9減速器；10電動(dòng)機(jī)及帶傳動(dòng)裝置11剎車裝置；12副平衡塊；13連桿；14中心軸承；15游梁；16前連桿 優(yōu)點(diǎn)：增大了沖程。優(yōu)點(diǎn)：增大了沖程。 缺點(diǎn)：整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。缺點(diǎn)：整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。它是一種以提高沖程為主要特點(diǎn)的游梁式抽油機(jī)。它是一種以提高沖程為主要特點(diǎn)的游梁式抽油機(jī)。1剎車裝置；2

9、帶傳動(dòng)裝置；3減速器；4曲柄；5平衡塊；6連桿；7橫梁；8游梁；9轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪；10驢頭；11懸繩器；12鋼繩；13支架；14扶梯；15底座；16護(hù)欄繩索滑輪式長沖程抽油機(jī)繩索滑輪式長沖程抽油機(jī)常規(guī)型抽油機(jī)常規(guī)型抽油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：曲柄軸中心基本位曲柄軸中心基本位于游梁尾軸承的正下方。于游梁尾軸承的正下方。運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：上下沖程運(yùn)行時(shí)間運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：上下沖程運(yùn)行時(shí)間相等。相等。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：曲柄軸中心與游梁尾軸承存曲柄軸中心與游梁尾軸承存在一定的水平距離；曲柄平衡重臂中心在一定的水平距離；曲柄平衡重臂中心線與曲柄中心線存在偏移角。線與曲柄中心線存在偏移角。運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：上沖程的曲柄轉(zhuǎn)角大于下沖運(yùn)動(dòng)

10、特點(diǎn)：上沖程的曲柄轉(zhuǎn)角大于下沖程，從而降低了上沖程的運(yùn)行速度、加程，從而降低了上沖程的運(yùn)行速度、加速度和動(dòng)載荷，達(dá)到減小抽油機(jī)載荷、速度和動(dòng)載荷，達(dá)到減小抽油機(jī)載荷、延長抽油桿壽命和節(jié)能的目的。延長抽油桿壽命和節(jié)能的目的。異相型抽油機(jī)異相型抽油機(jī)常規(guī)型和異相型的區(qū)別常規(guī)型和異相型的區(qū)別16 運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同。后置式上、不同。后置式上、下沖程的時(shí)間基本相等；前下沖程的時(shí)間基本相等；前置式上沖程較下沖程慢。置式上沖程較下沖程慢。 游梁式抽油機(jī)分類游梁式抽油機(jī)分類 后置式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖后置式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖 前置式氣動(dòng)平衡抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖前置式氣動(dòng)平衡抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖游梁和連桿的游梁和連桿的連接位置連

11、接位置不同。不同。平衡方式平衡方式不同。后置式多采用機(jī)械不同。后置式多采用機(jī)械平衡；前置型多為重型長沖程抽油機(jī)，平衡；前置型多為重型長沖程抽油機(jī)，采用機(jī)械平衡和氣動(dòng)平衡。采用機(jī)械平衡和氣動(dòng)平衡。 后置型和前置型的區(qū)別后置型和前置型的區(qū)別游梁式抽油機(jī)系列型號(hào)表示方法游梁式抽油機(jī)系列型號(hào)表示方法CYJ 123.370(H) F(Y，B，Q)游梁式抽油機(jī)系列代號(hào)游梁式抽油機(jī)系列代號(hào)CYJ-常規(guī)型CYJQ-前置型CYJY-異相型懸點(diǎn)最大載荷，懸點(diǎn)最大載荷，120KN120KN光桿最大沖程，光桿最大沖程，m m減速箱曲柄軸最大允許扭矩減速箱曲柄軸最大允許扭矩, ,kN.mkN.m減速箱齒輪形代號(hào)，減速箱

12、齒輪形代號(hào)，H為點(diǎn)嚙合雙圓弧齒輪，省略漸開線人字齒輪平衡方式代號(hào)平衡方式代號(hào)F：復(fù)合平衡Y：游梁平衡B：曲柄平衡Q：氣動(dòng)平衡2 2、無游梁式抽油機(jī)、無游梁式抽油機(jī) 游梁式抽油機(jī)的最大特點(diǎn)是可靠性好，但是其沖程長度受限，原游梁式抽油機(jī)的最大特點(diǎn)是可靠性好，但是其沖程長度受限，原因有兩個(gè)方面：因有兩個(gè)方面： 1) 1) 游梁式抽油機(jī)增大沖程是通過增大曲柄旋轉(zhuǎn)半徑來實(shí)現(xiàn)的。增游梁式抽油機(jī)增大沖程是通過增大曲柄旋轉(zhuǎn)半徑來實(shí)現(xiàn)的。增大抽油機(jī)沖程就需要增大抽油機(jī)的幾何尺寸和重量，生產(chǎn)成本上升，大抽油機(jī)沖程就需要增大抽油機(jī)的幾何尺寸和重量，生產(chǎn)成本上升，經(jīng)濟(jì)效益降低。經(jīng)濟(jì)效益降低。 2) 2)游梁式抽油機(jī)四

13、連桿機(jī)構(gòu)決定了懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的不均勻性。游梁式抽油機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)決定了懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的不均勻性。 增大沖程時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性更差，因而限制游梁式抽油機(jī)的沖程增大沖程時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性更差，因而限制游梁式抽油機(jī)的沖程長度。長度。 無游梁式抽油機(jī)由于不受四連桿機(jī)構(gòu)的限制而使其無游梁式抽油機(jī)由于不受四連桿機(jī)構(gòu)的限制而使其具有長具有長沖程的優(yōu)點(diǎn)沖程的優(yōu)點(diǎn)。近幾年來，我國先后研制和使用了前置式抽油機(jī)、。近幾年來，我國先后研制和使用了前置式抽油機(jī)、鏈條式抽油機(jī)、液壓抽油機(jī)和氣平衡抽油機(jī)等，鏈條式抽油機(jī)、液壓抽油機(jī)和氣平衡抽油機(jī)等，目前主要以鏈目前主要以鏈條式抽油機(jī)為代表。條式抽油機(jī)為代表。鏈條式抽油機(jī)鏈條式

14、抽油機(jī)帶傳動(dòng)抽油機(jī)帶傳動(dòng)抽油機(jī)滾筒型抽油機(jī)滾筒型抽油機(jī)( (二二) )抽油泵抽油泵1 1）結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度高，質(zhì)量好，連接部分密封可靠。）結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度高，質(zhì)量好，連接部分密封可靠。2 2）制造材料耐磨和抗腐蝕性好，使用壽命長。）制造材料耐磨和抗腐蝕性好，使用壽命長。3 3）規(guī)格類型能滿足油井排液量的需要，適應(yīng)性強(qiáng)。）規(guī)格類型能滿足油井排液量的需要，適應(yīng)性強(qiáng)。4 4）結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮防砂、防氣，并帶有必要的輔助設(shè)備。）結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮防砂、防氣，并帶有必要的輔助設(shè)備。 5 5）便于起下。）便于起下。一般要求一般要求( (二二) )抽油泵抽油泵分類：分類：按照抽油泵在油管中的固定方式按照抽油泵在油管中的固

15、定方式可分為：可分為：管式泵和桿式泵管式泵和桿式泵主要組成：主要組成：泵筒、柱塞及游動(dòng)閥泵筒、柱塞及游動(dòng)閥( (排出閥排出閥) )和固定閥和固定閥( (吸入閥）吸入閥）A-A-管式泵管式泵B-B-桿式泵桿式泵管式泵：管式泵：泵筒和固定閥在地面組裝好接在泵筒和固定閥在地面組裝好接在油管下部先下入井內(nèi)，然后再把柱塞接在油管下部先下入井內(nèi)，然后再把柱塞接在抽油桿柱下端下入泵內(nèi)。抽油桿柱下端下入泵內(nèi)。桿式泵：桿式泵：整個(gè)泵在地面組裝好后接在抽油整個(gè)泵在地面組裝好后接在抽油桿柱的下端整體通過油管下入井內(nèi)，由預(yù)桿柱的下端整體通過油管下入井內(nèi)，由預(yù)先裝在油管預(yù)定深度先裝在油管預(yù)定深度( (下泵深度下泵深度)

16、 )上的卡簧上的卡簧固定在油管上，檢泵時(shí)不需要起油管。固定在油管上，檢泵時(shí)不需要起油管。管式泵特點(diǎn)管式泵特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、成本低，排量結(jié)構(gòu)簡單、成本低，排量大。但檢泵時(shí)必須起出油管，修井工作大。但檢泵時(shí)必須起出油管，修井工作量大，故適用于下泵深度不很大，產(chǎn)量量大，故適用于下泵深度不很大，產(chǎn)量較高的油井。較高的油井。桿式泵特點(diǎn)：桿式泵特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，排量小，修井工作量小。桿式泵適用排量小，修井工作量小。桿式泵適用于下泵深度大、產(chǎn)量較小的油井。于下泵深度大、產(chǎn)量較小的油井。A-A-管式泵管式泵B-B-桿式泵桿式泵泵的工作原理泵的工作原理( (一一) )泵的抽汲過程泵

17、的抽汲過程上沖程上沖程：抽油桿柱帶著柱塞向上運(yùn)動(dòng)，柱塞上：抽油桿柱帶著柱塞向上運(yùn)動(dòng)，柱塞上的游動(dòng)閥受管內(nèi)液柱壓力而關(guān)閉，泵內(nèi)壓力降的游動(dòng)閥受管內(nèi)液柱壓力而關(guān)閉，泵內(nèi)壓力降低，固定閥在環(huán)形空間液柱壓力低，固定閥在環(huán)形空間液柱壓力( (沉沒壓力沉沒壓力) )與與泵內(nèi)壓力之差的作用下被打開，泵內(nèi)吸入液體、泵內(nèi)壓力之差的作用下被打開，泵內(nèi)吸入液體、井口排出液體。井口排出液體。泵吸入的條件：泵吸入的條件： 泵內(nèi)壓力泵內(nèi)壓力( (吸入壓力吸入壓力) )低于沉沒壓力。低于沉沒壓力。A-A-上沖程上沖程 B-B-下沖程下沖程泵排出的條件：泵排出的條件： 泵內(nèi)壓力泵內(nèi)壓力( (排出壓力排出壓力) )高于柱塞以上

18、的液柱壓力。高于柱塞以上的液柱壓力。柱塞上下抽汲一次為一個(gè)沖程，在一個(gè)沖程內(nèi)完柱塞上下抽汲一次為一個(gè)沖程，在一個(gè)沖程內(nèi)完成進(jìn)油與排油的過程。成進(jìn)油與排油的過程。 光桿沖程：光桿從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)的距離。光桿從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)的距離。下沖程：下沖程：柱塞下行，固定閥在重力作用下關(guān)閉。泵柱塞下行，固定閥在重力作用下關(guān)閉。泵內(nèi)壓力增加，當(dāng)泵內(nèi)壓力大于柱塞以上液柱壓力時(shí)，內(nèi)壓力增加，當(dāng)泵內(nèi)壓力大于柱塞以上液柱壓力時(shí)，游動(dòng)閥被頂開，柱塞下部的液體通過游動(dòng)閥進(jìn)入柱游動(dòng)閥被頂開，柱塞下部的液體通過游動(dòng)閥進(jìn)入柱塞上部，使泵排出液體。塞上部，使泵排出液體。泵的工作原理泵的工作原理泵的理論排量泵的理論排量 泵的工作過

19、程泵的工作過程是由三個(gè)基本環(huán)節(jié)所組成，即是由三個(gè)基本環(huán)節(jié)所組成，即柱塞在泵柱塞在泵內(nèi)讓出容積內(nèi)讓出容積，井內(nèi)液體進(jìn)泵井內(nèi)液體進(jìn)泵和和從泵內(nèi)排出井內(nèi)液體從泵內(nèi)排出井內(nèi)液體。 SfVp 在理想情況下，活塞上、下一次進(jìn)入和排出的液體在理想情況下，活塞上、下一次進(jìn)入和排出的液體體積都等于柱塞讓出的體積：體積都等于柱塞讓出的體積： SNfVpm每分鐘的排量為：每分鐘的排量為： SNkSNfQppt1440每日排量每日排量: :抽油泵的型號(hào)及基本參數(shù)抽油泵的型號(hào)及基本參數(shù)例 如 ： 公 稱 直 徑 為例 如 ： 公 稱 直 徑 為38mm38mm，泵筒長度為泵筒長度為4.5m4.5m的厚壁筒，定筒的厚壁筒

20、，定筒式頂部固定，機(jī)械式，式頂部固定，機(jī)械式，金屬柱塞長金屬柱塞長1.5m,1.5m,加長加長短節(jié)長度為短節(jié)長度為0.6m0.6m的桿的桿式泵標(biāo)記為式泵標(biāo)記為: :CYBCYB3838-RHAM-RHAM4.5-1.5-0.64.5-1.5-0.6我國的抽油泵型號(hào)表示方法如下：我國的抽油泵型號(hào)表示方法如下：( (三三) ) 抽油桿抽油桿 上經(jīng)光桿連接抽油機(jī)，下接抽油泵的柱塞，其作用是將上經(jīng)光桿連接抽油機(jī)，下接抽油泵的柱塞，其作用是將地面抽油機(jī)懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞給井下抽油泵。地面抽油機(jī)懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞給井下抽油泵。桿體直徑桿體直徑分別為分別為1313、1616、1919、2222、2525、2

21、8mm28mm等。等。抽油桿的長度抽油桿的長度一般為一般為8000mm8000mm或或7620mm7620mm。抽油桿的強(qiáng)度：抽油桿的強(qiáng)度：C C級(jí)桿級(jí)桿(620-794MPa)(620-794MPa)、D D級(jí)桿級(jí)桿(794-965MPa)(794-965MPa)、HH級(jí)桿（級(jí)桿（965MPa965MPa）特種抽油桿的種類特種抽油桿的種類超高強(qiáng)度抽油桿 玻璃鋼抽油桿空心抽油桿 電熱抽油桿連續(xù)抽油桿柔性抽油桿 不銹鋼抽油桿 非金屬帶狀抽油桿鋁合金抽油桿KD級(jí)抽油桿焊接抽油桿( (四四) ) 附屬器具附屬器具光光 桿桿 連接在抽油桿柱頂端的一根特制實(shí)心鋼桿。它起兩個(gè)作用：連接在抽油桿柱頂端的一根

22、特制實(shí)心鋼桿。它起兩個(gè)作用： 1 1）通過光桿卡子把整個(gè)抽油桿柱懸掛在懸繩器上。）通過光桿卡子把整個(gè)抽油桿柱懸掛在懸繩器上。 2 2）和井口盤根配合密封井口。）和井口盤根配合密封井口。加重桿加重桿 用于大泵抽油、稠油井和深井，抽油桿柱的下部采用加重桿，用于大泵抽油、稠油井和深井，抽油桿柱的下部采用加重桿，防止抽油桿柱下部發(fā)生縱向彎曲，減少抽油桿的斷脫事故。防止抽油桿柱下部發(fā)生縱向彎曲，減少抽油桿的斷脫事故。( (四四) ) 附屬器具附屬器具抽油桿扶正器抽油桿扶正器: : 用于斜井和叢式井，使抽油桿處于油管中心，用于斜井和叢式井，使抽油桿處于油管中心，不直接與油管接觸，減少抽油桿的磨損、振動(dòng)和彎

23、曲。不直接與油管接觸，減少抽油桿的磨損、振動(dòng)和彎曲。 還有用于減少抽油桿振動(dòng)的還有用于減少抽油桿振動(dòng)的減振器減振器、防止抽油桿接箍旋松的、防止抽油桿接箍旋松的防脫器防脫器等。等。一、抽油裝置一、抽油裝置二、游梁式抽油機(jī)的受力分析二、游梁式抽油機(jī)的受力分析三、泵效計(jì)算三、泵效計(jì)算四、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)四、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)提提 綱綱 游梁式抽油機(jī)的受力分析主要是指抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)上的載荷分析，游梁式抽油機(jī)的受力分析主要是指抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)上的載荷分析，這是了解抽油機(jī)工作狀態(tài)及抽油泵在井下的工作狀態(tài)的重要手段。這是了解抽油機(jī)工作狀態(tài)及抽油泵在井下的工作狀態(tài)的重要手段。游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷

24、是標(biāo)志抽油機(jī)工作能力的重要參數(shù)之一，游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷是標(biāo)志抽油機(jī)工作能力的重要參數(shù)之一，也是抽油機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇使用的主要根據(jù)。當(dāng)抽油系統(tǒng)工作時(shí)，也是抽油機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇使用的主要根據(jù)。當(dāng)抽油系統(tǒng)工作時(shí)，作用在抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)上的載荷主要有三類：作用在抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)上的載荷主要有三類：靜載荷、動(dòng)載荷以及靜載荷、動(dòng)載荷以及各種摩擦阻力產(chǎn)生的摩擦載荷各種摩擦阻力產(chǎn)生的摩擦載荷。二、游梁式抽油機(jī)的受力分析二、游梁式抽油機(jī)的受力分析1 1）靜載荷）靜載荷（一）（一） 懸點(diǎn)所承受的載荷懸點(diǎn)所承受的載荷抽油桿柱載荷；抽油桿柱載荷；作用在柱塞上的液柱載荷；作用在柱塞上的液柱載荷；沉沒壓力對(duì)懸點(diǎn)載沉沒壓力

25、對(duì)懸點(diǎn)載荷的影響；荷的影響；井口回壓對(duì)懸點(diǎn)載荷的影響井口回壓對(duì)懸點(diǎn)載荷的影響抽油桿柱載荷抽油桿柱載荷上沖程：上沖程：gLqgLfWrsrr（即桿柱在空氣中的重力）（即桿柱在空氣中的重力）bqqqrslsrr/ )(slsb/ )(下沖程：下沖程：LgqgLfWrlsrr)(（即桿柱在液體中的重力）（即桿柱在液體中的重力）gLffWlrpl)(作用在柱塞上的液柱載荷作用在柱塞上的液柱載荷上沖程上沖程 游動(dòng)閥關(guān)閉，作用在柱塞上的液柱載荷為：游動(dòng)閥關(guān)閉，作用在柱塞上的液柱載荷為： 下沖程下沖程 游動(dòng)閥打開，液柱載荷作用于油管，而不作用于懸點(diǎn)。游動(dòng)閥打開，液柱載荷作用于油管，而不作用于懸點(diǎn)。沉沒壓力沉

26、沒壓力( (泵口壓力泵口壓力) )對(duì)懸點(diǎn)載荷的影響對(duì)懸點(diǎn)載荷的影響上沖程上沖程 在沉沒壓力作用下，井內(nèi)液體克服泵入口設(shè)備的阻力進(jìn)入在沉沒壓力作用下，井內(nèi)液體克服泵入口設(shè)備的阻力進(jìn)入泵內(nèi)，此時(shí)液流所具有的壓力即吸入壓力。泵內(nèi)，此時(shí)液流所具有的壓力即吸入壓力。吸入壓力作用在柱塞底吸入壓力作用在柱塞底部產(chǎn)生向上的載荷部產(chǎn)生向上的載荷: :下沖程下沖程 吸入閥關(guān)閉，沉沒壓力對(duì)懸點(diǎn)載荷沒有影響。吸入閥關(guān)閉，沉沒壓力對(duì)懸點(diǎn)載荷沒有影響。pinpiifppfpP)(1 1）靜載荷）靜載荷井口回壓對(duì)懸點(diǎn)載荷的影響井口回壓對(duì)懸點(diǎn)載荷的影響 液流在地面管線中的流動(dòng)阻力所造成的井口回壓對(duì)懸點(diǎn)將液流在地面管線中的流動(dòng)

27、阻力所造成的井口回壓對(duì)懸點(diǎn)將產(chǎn)生附加的載荷。產(chǎn)生附加的載荷。 )(rphhuffpP上沖程：上沖程：增加懸點(diǎn)載荷增加懸點(diǎn)載荷: :rhhdfpP下沖程：下沖程：減小抽油桿柱載荷減小抽油桿柱載荷: : 由于沉沒壓力和井口回壓在上沖程中造成的懸點(diǎn)載荷方向相反，可由于沉沒壓力和井口回壓在上沖程中造成的懸點(diǎn)載荷方向相反，可以相互抵消一部分，所以，在一般近似計(jì)算中可以忽略這兩項(xiàng)。以相互抵消一部分，所以，在一般近似計(jì)算中可以忽略這兩項(xiàng)。1 1）靜載荷）靜載荷2 2）動(dòng)載荷）動(dòng)載荷( (慣性載荷、振動(dòng)載荷慣性載荷、振動(dòng)載荷) )慣性載荷慣性載荷( (忽略桿液彈性影響忽略桿液彈性影響) ) 抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，驢頭

28、帶著抽油桿柱和液柱做變速運(yùn)動(dòng)，抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，驢頭帶著抽油桿柱和液柱做變速運(yùn)動(dòng)，因而產(chǎn)生抽油桿柱和液柱的慣性力。如果忽略抽油桿柱和液因而產(chǎn)生抽油桿柱和液柱的慣性力。如果忽略抽油桿柱和液柱的彈性影響，則可以認(rèn)為抽油桿柱和液柱各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律柱的彈性影響，則可以認(rèn)為抽油桿柱和液柱各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和懸點(diǎn)完全一致。所以，產(chǎn)生的慣性力除與抽油桿柱和液柱和懸點(diǎn)完全一致。所以，產(chǎn)生的慣性力除與抽油桿柱和液柱的質(zhì)量有關(guān)外，還與懸點(diǎn)加速度的大小成正比，其方向與加的質(zhì)量有關(guān)外，還與懸點(diǎn)加速度的大小成正比，其方向與加速度方向相反。速度方向相反。ArragWI 抽油桿柱的慣性力：AllagWI 液柱的慣性力：rtfrpff

29、ff 為油管過流斷面變化引起液柱加速度變化的系數(shù) 上沖程上沖程: :前半沖程前半沖程加速度為正，即加速度向上，則慣性力向下，加速度為正，即加速度向上，則慣性力向下，從而從而增加增加懸點(diǎn)載荷；懸點(diǎn)載荷；后半沖程后半沖程慣性力向上，慣性力向上，減少減少懸點(diǎn)載荷。懸點(diǎn)載荷。懸點(diǎn)加速度在上、下沖程中大小和方向是變化的。下沖程下沖程: :與上沖程相反，與上沖程相反，前半沖程前半沖程慣性力向上，慣性力向上，減小減小懸點(diǎn)載荷；懸點(diǎn)載荷；后后半沖程半沖程慣性力向下，慣性力向下，增大增大懸點(diǎn)載荷。懸點(diǎn)載荷。抽油桿柱引起的懸點(diǎn)最大慣性載荷抽油桿柱引起的懸點(diǎn)最大慣性載荷lrNSWlrNSgWlrSgWIrrrru1

30、3021302)1 (2222上沖程上沖程：14402SNWIrru取r/l=1/4時(shí)，)1 (1790)1 (222lrSNWlrSgWIrrrd下沖程下沖程：液柱引起的懸點(diǎn)最大慣性載荷液柱引起的懸點(diǎn)最大慣性載荷lrSNWlrSgWIlllu11790)1 (222上沖程：上沖程：下沖程下沖程中液柱不隨懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，沒有液柱慣性載荷中液柱不隨懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，沒有液柱慣性載荷懸點(diǎn)最大慣性載荷懸點(diǎn)最大慣性載荷luruuIII上沖程：上沖程：rddII 下沖程：下沖程： 實(shí)際上由于受抽油桿柱和液柱的彈性影響，抽油桿柱和液柱各點(diǎn)實(shí)際上由于受抽油桿柱和液柱的彈性影響，抽油桿柱和液柱各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)與懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)并不一致

31、。所以，上述按懸點(diǎn)最大加速度計(jì)算的的運(yùn)動(dòng)與懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)并不一致。所以，上述按懸點(diǎn)最大加速度計(jì)算的慣性載荷將大于實(shí)際數(shù)值。在液柱中含氣比較大和沖數(shù)比較小的情況慣性載荷將大于實(shí)際數(shù)值。在液柱中含氣比較大和沖數(shù)比較小的情況下，計(jì)算懸點(diǎn)最大載荷時(shí)，可忽略液柱引起的慣性載荷。下，計(jì)算懸點(diǎn)最大載荷時(shí)，可忽略液柱引起的慣性載荷。振動(dòng)載荷振動(dòng)載荷 抽油桿柱本身為一彈性體，由于抽油桿柱作變速運(yùn)動(dòng)和液柱載荷周期抽油桿柱本身為一彈性體，由于抽油桿柱作變速運(yùn)動(dòng)和液柱載荷周期性的作用于抽油桿柱，從而引起抽油桿柱的彈性振動(dòng)，它所產(chǎn)生的振動(dòng)載荷性的作用于抽油桿柱，從而引起抽油桿柱的彈性振動(dòng)，它所產(chǎn)生的振動(dòng)載荷亦作用于懸點(diǎn)上。

32、其數(shù)值與抽油桿柱的長度、載荷變化周期及抽油機(jī)結(jié)構(gòu)有亦作用于懸點(diǎn)上。其數(shù)值與抽油桿柱的長度、載荷變化周期及抽油機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)。在低沉沒度井內(nèi)，由于泵的充滿程度差，會(huì)發(fā)生活塞與泵內(nèi)液面的撞擊，關(guān)。在低沉沒度井內(nèi)，由于泵的充滿程度差，會(huì)發(fā)生活塞與泵內(nèi)液面的撞擊，將產(chǎn)生較大的沖擊載荷，從而影響懸點(diǎn)載荷。各種原因的撞擊，雖然可能會(huì)將產(chǎn)生較大的沖擊載荷，從而影響懸點(diǎn)載荷。各種原因的撞擊，雖然可能會(huì)造成很大的懸點(diǎn)載荷，是抽油中的不利因素，但現(xiàn)時(shí)尚無法預(yù)計(jì)。造成很大的懸點(diǎn)載荷，是抽油中的不利因素，但現(xiàn)時(shí)尚無法預(yù)計(jì)。故在計(jì)算故在計(jì)算懸點(diǎn)載荷時(shí)都不考慮。懸點(diǎn)載荷時(shí)都不考慮。3 3）摩擦載荷）摩擦載荷抽油桿柱與油管的摩

33、擦力抽油桿柱與油管的摩擦力 （桿管）（桿管）上沖程主要受、影響，增加懸點(diǎn)載荷上沖程主要受、影響，增加懸點(diǎn)載荷柱塞與襯套之間的摩擦力柱塞與襯套之間的摩擦力 （柱塞與襯套）（柱塞與襯套）液柱與抽油桿柱之間的摩擦力液柱與抽油桿柱之間的摩擦力 （桿液）（桿液）液柱與油管之間的摩擦力液柱與油管之間的摩擦力 （管液）（管液）液體通過游動(dòng)閥的摩擦力液體通過游動(dòng)閥的摩擦力 （閥阻力）（閥阻力）下沖程主要受、影響，減小懸點(diǎn)載荷下沖程主要受、影響，減小懸點(diǎn)載荷max222) 1(ln) 1(12mmmmLFrl602maxSNS抽油桿柱與液柱之間的摩擦力抽油桿柱與液柱之間的摩擦力 抽油桿柱與液柱間的摩擦發(fā)生在下沖

34、程，摩擦力方向向上。阻力的大小隨抽油桿柱的下行速度而變化，最大值為：主要決定因素：主要決定因素：液體粘度和抽油桿的運(yùn)動(dòng)速度。所以，在抽汲高液體粘度和抽油桿的運(yùn)動(dòng)速度。所以，在抽汲高粘度液體時(shí)，不能采用快速抽汲方式，否則將因下行阻力過大抽粘度液體時(shí)，不能采用快速抽汲方式，否則將因下行阻力過大抽油桿柱無法正常運(yùn)行。油桿柱無法正常運(yùn)行。把懸點(diǎn)看做簡諧運(yùn)動(dòng)，則m油管內(nèi)徑與抽油桿直徑比。液柱與油管間的摩擦力液柱與油管間的摩擦力 上沖程時(shí)，游動(dòng)閥關(guān)閉，油管內(nèi)的液柱隨抽油桿柱和柱塞上行，液柱與油管間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的摩擦力的方向向下，故增大懸點(diǎn)載荷。 下沖程液柱與抽油桿柱間的摩擦力約為上沖程中油管與液柱間

35、摩擦力的1.3倍。即：3 . 1rltlFF NfFrt桿管摩擦力：桿管摩擦力：液體通過游動(dòng)閥產(chǎn)生的阻力：液體通過游動(dòng)閥產(chǎn)生的阻力：14094. 0eppddF柱塞與襯套之間的摩擦力：柱塞與襯套之間的摩擦力：dp柱塞的直徑de柱塞與襯套之間的間隙fp柱塞截面積，m2fo閥孔截面積， m2 由實(shí)驗(yàn)確定的閥流量系數(shù)，對(duì)于常用的標(biāo)準(zhǔn)型閥可查圖受力小結(jié)受力小結(jié)上沖程：上沖程：1）靜載荷：）靜載荷：桿柱自重、液柱載荷、桿柱自重、液柱載荷、沉沒壓力沉沒壓力載荷載荷、井口回壓載荷、井口回壓載荷2）動(dòng)載荷：）動(dòng)載荷： 桿柱慣性載荷、桿柱慣性載荷、 液柱慣性載荷、液柱慣性載荷、振動(dòng)載荷振動(dòng)載荷3）摩擦載荷：）摩

36、擦載荷： 管桿、柱塞與襯套、管桿、柱塞與襯套、管液管液下沖程：下沖程：1）靜載荷：）靜載荷：桿柱在液體中的載荷、桿柱在液體中的載荷、井口回壓載荷井口回壓載荷2）動(dòng)載荷：）動(dòng)載荷：桿柱慣性載荷、桿柱慣性載荷、 振動(dòng)載荷振動(dòng)載荷3）摩擦載荷：）摩擦載荷： 管桿、柱塞與襯套、管桿、柱塞與襯套、 桿液、桿液、閥阻力閥阻力 一般情況下，一般情況下，抽油桿柱載荷抽油桿柱載荷、作用在柱塞上的、作用在柱塞上的液柱載荷液柱載荷及及慣性載荷慣性載荷是構(gòu)成懸點(diǎn)載荷的三項(xiàng)基本載荷。稠油井內(nèi)存在是構(gòu)成懸點(diǎn)載荷的三項(xiàng)基本載荷。稠油井內(nèi)存在摩擦載荷；大沉沒度的井沉沒壓力產(chǎn)生的載荷。摩擦載荷；大沉沒度的井沉沒壓力產(chǎn)生的載荷。

37、 在低沉沒度井內(nèi)，由于泵的充滿程度差，會(huì)發(fā)生柱塞與在低沉沒度井內(nèi)，由于泵的充滿程度差，會(huì)發(fā)生柱塞與泵內(nèi)液面的撞擊，將產(chǎn)生較大沖擊載荷，從而影響懸點(diǎn)載荷，泵內(nèi)液面的撞擊，將產(chǎn)生較大沖擊載荷，從而影響懸點(diǎn)載荷，但現(xiàn)時(shí)尚無法預(yù)計(jì)。故在計(jì)算懸點(diǎn)載荷時(shí)都不考慮。但現(xiàn)時(shí)尚無法預(yù)計(jì)。故在計(jì)算懸點(diǎn)載荷時(shí)都不考慮。ivuhuulrPPFPIWWPmaxvdhddrPFPIWPmin( (二二) )懸點(diǎn)最大和最小載荷懸點(diǎn)最大和最小載荷1 1）計(jì)算懸點(diǎn)最大載荷和最小載荷的一般公式）計(jì)算懸點(diǎn)最大載荷和最小載荷的一般公式最大載荷發(fā)生在上沖程，最小載荷發(fā)生在下沖程，最大載荷發(fā)生在上沖程，最小載荷發(fā)生在下沖程，其值為：其值

38、為：)1 (1790)(2maxlrSNWgLffLqIWWPrlrprrulr 在下泵深度及沉沒度不很大，井口回壓及沖數(shù)不高的稀在下泵深度及沉沒度不很大，井口回壓及沖數(shù)不高的稀油直井內(nèi)，在計(jì)算最大和最小載荷時(shí)，通常可以忽略油直井內(nèi)，在計(jì)算最大和最小載荷時(shí)，通?？梢院雎訮vPv、F F、PiPi、PhPh及液柱慣性載荷，則：及液柱慣性載荷，則：gLfWgLfLqWlpllrrr)(令：則：)1 (17902maxlrSNWWWPrlrrdrIWPmin)1 (17902lrSNWLgqrr1 1）計(jì)算懸點(diǎn)最大載荷和最小載荷的一般公式）計(jì)算懸點(diǎn)最大載荷和最小載荷的一般公式2)2)計(jì)算懸點(diǎn)最大載荷

39、的其它公式計(jì)算懸點(diǎn)最大載荷的其它公式1371maxSNWWPlrI179012maxSNWWPlrII)1 (17902maxlrSNbWWPrlIII)17901 (2maxSNWWPrlIV)17901)(2maxSNWWPlrV 抽油桿在井下工作時(shí)，受力情況是相當(dāng)復(fù)雜的，所有用來計(jì)算懸點(diǎn)最大抽油桿在井下工作時(shí)，受力情況是相當(dāng)復(fù)雜的，所有用來計(jì)算懸點(diǎn)最大載荷的公式都只能得到近似的結(jié)果?，F(xiàn)將國內(nèi)外所用的一些比較簡便的公式載荷的公式都只能得到近似的結(jié)果。現(xiàn)將國內(nèi)外所用的一些比較簡便的公式列出，供計(jì)算時(shí)參考：列出，供計(jì)算時(shí)參考：應(yīng)用于一般井深及低沖數(shù)油井應(yīng)用于一般井深及低沖數(shù)油井簡諧運(yùn)動(dòng)、桿柱和

40、液柱慣性載荷簡諧運(yùn)動(dòng)、桿柱和液柱慣性載荷曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)、桿柱慣性載荷曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)、桿柱慣性載荷簡諧運(yùn)動(dòng)、桿柱慣性載荷簡諧運(yùn)動(dòng)、桿柱慣性載荷簡諧運(yùn)動(dòng)、桿柱和液柱慣性載荷簡諧運(yùn)動(dòng)、桿柱和液柱慣性載荷一、抽油裝置一、抽油裝置二、游梁式抽油機(jī)的受力分析二、游梁式抽油機(jī)的受力分析三、泵效計(jì)算三、泵效計(jì)算四、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)四、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)提提 綱綱三、泵效計(jì)算三、泵效計(jì)算tQQ/泵效泵效：在抽油井生產(chǎn)過程中，實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值。：在抽油井生產(chǎn)過程中，實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值。影響泵效的因素(3) (3) 漏失影響漏失影響(1) (1) 抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮抽油桿柱和油管柱的

41、彈性伸縮SSp入(2) (2) 氣體和充不滿的影響氣體和充不滿的影響活液VV(4) (4) 體積系數(shù)的影響體積系數(shù)的影響lBB1（一）柱塞沖程損失（一）柱塞沖程損失 液柱載荷交替地由油管轉(zhuǎn)移到抽油桿柱和由抽油桿柱轉(zhuǎn)移到油管，液柱載荷交替地由油管轉(zhuǎn)移到抽油桿柱和由抽油桿柱轉(zhuǎn)移到油管，使桿柱和管柱發(fā)生交替地伸長和縮短使桿柱和管柱發(fā)生交替地伸長和縮短。1)1)靜載荷作用下的柱塞沖程損失靜載荷作用下的柱塞沖程損失柱塞沖程小于光桿沖程柱塞沖程小于光桿沖程抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮泵效小于泵效小于1 1交變載荷作用交變載荷作用 抽油桿柱和油管柱的自重伸長在泵工作的整個(gè)過程中是不變

42、的，它抽油桿柱和油管柱的自重伸長在泵工作的整個(gè)過程中是不變的，它們不會(huì)影響柱塞沖程。們不會(huì)影響柱塞沖程。)()11(trflptrLfLfLEgLfffELW沖程損失計(jì)算式： SSStrp)(柱塞沖程：沖程損失：tr抽油桿和油管彈性伸縮示意圖抽油桿和油管彈性伸縮示意圖抽油桿和油管彈性伸抽油桿和油管彈性伸縮如圖所示。縮如圖所示。)(1miriitflpfLfLEgLf多級(jí)抽油桿的沖程損失：沖程損失的影響因素分析：沖程損失的影響因素分析：1) 油層供液狀況和生產(chǎn)流體的性質(zhì)；油層供液狀況和生產(chǎn)流體的性質(zhì)；2) 抽油桿和油管的性質(zhì)、組合；抽油桿和油管的性質(zhì)、組合；3) 下泵深度；下泵深度；4) 抽油泵

43、的規(guī)格。抽油泵的規(guī)格。2)2)考慮慣性載荷后柱塞沖程的計(jì)算考慮慣性載荷后柱塞沖程的計(jì)算 i柱塞沖程增加量：柱塞沖程增加量：當(dāng)懸點(diǎn)上升到上死點(diǎn)時(shí)，抽油桿柱有向下的當(dāng)懸點(diǎn)上升到上死點(diǎn)時(shí)，抽油桿柱有向下的( (負(fù)的負(fù)的) )最大加速最大加速度和向上的最大慣性載荷，抽油桿在慣性載荷的作用下還會(huì)度和向上的最大慣性載荷，抽油桿在慣性載荷的作用下還會(huì)帶著柱塞繼續(xù)上行帶著柱塞繼續(xù)上行 。 當(dāng)懸點(diǎn)下行到下死點(diǎn)后，抽油桿的慣性力向下，使抽油桿柱當(dāng)懸點(diǎn)下行到下死點(diǎn)后，抽油桿的慣性力向下，使抽油桿柱伸長，柱塞又比靜載變形時(shí)向下多移動(dòng)一段距離伸長，柱塞又比靜載變形時(shí)向下多移動(dòng)一段距離 。抽油桿柱的慣性載荷使得泵效增加。

44、抽油桿柱的慣性載荷使得泵效增加。EfLSNWrri17902)17901 (2EfLNWSSSrrip 由于抽油桿柱上各點(diǎn)所承受的慣性力不同，計(jì)算中近似取其平均值，即： 根據(jù)虎克定律，慣性載荷引起的柱塞沖程增量為： 因此，考慮靜載荷和慣性載荷后的柱塞沖程為：)1(179022)1(17902222lrEfLSNWEfLIlrEfLSNWEfLIrrrrdrrrrd 上沖程：)1(179022)1(17902222lrEfLSNWEfLIlrEfLSNWEfLIrrrrdrrrrd 下沖程：3)3)抽油桿柱的振動(dòng)對(duì)柱塞沖程的影響抽油桿柱的振動(dòng)對(duì)柱塞沖程的影響 理論分析和實(shí)驗(yàn)研究表明：抽油桿柱本身

45、振動(dòng)的相位在上理論分析和實(shí)驗(yàn)研究表明：抽油桿柱本身振動(dòng)的相位在上下沖程中幾乎是對(duì)稱的，即如果上沖程末抽油桿柱伸長，則下下沖程中幾乎是對(duì)稱的，即如果上沖程末抽油桿柱伸長，則下沖程末抽油桿柱縮短。因此，沖程末抽油桿柱縮短。因此，抽油桿振動(dòng)引起的伸縮對(duì)柱塞沖抽油桿振動(dòng)引起的伸縮對(duì)柱塞沖程的影響是一致程的影響是一致 ，即要增加都增加，要減小都減小，即要增加都增加，要減小都減小。其增減。其增減情況取決于抽油桿柱自由振動(dòng)與懸點(diǎn)擺動(dòng)引起的強(qiáng)迫振動(dòng)的相情況取決于抽油桿柱自由振動(dòng)與懸點(diǎn)擺動(dòng)引起的強(qiáng)迫振動(dòng)的相位配合。位配合。液柱載荷交變作用液柱載荷交變作用抽油桿柱變速運(yùn)動(dòng)抽油桿柱變速運(yùn)動(dòng)抽油桿柱振動(dòng)抽油桿柱振動(dòng)抽

46、油桿柱變形抽油桿柱變形 抽油桿柱振抽油桿柱振動(dòng)對(duì)柱塞沖程的動(dòng)對(duì)柱塞沖程的影響存在著沖次、影響存在著沖次、沖程配合的有利沖程配合的有利與不利區(qū)域。與不利區(qū)域。 （二）泵的充滿程度（二）泵的充滿程度氣鎖氣鎖：抽汲時(shí)由于氣體在泵內(nèi)壓縮和膨脹，吸入和排出閥無：抽汲時(shí)由于氣體在泵內(nèi)壓縮和膨脹，吸入和排出閥無法打開，出現(xiàn)抽不出油的現(xiàn)象。法打開，出現(xiàn)抽不出油的現(xiàn)象。 氣體對(duì)沖滿程度的影響psVVK/余隙比：充滿系數(shù)：RKRKRKVVpl1111Vp上沖程活塞讓出的容積上沖程活塞讓出的容積Vl每沖程吸入泵內(nèi)的液體體積每沖程吸入泵內(nèi)的液體體積R 泵內(nèi)氣液比泵內(nèi)氣液比RKRKRK1111泵充滿程度的影響因素分析：

47、泵充滿程度的影響因素分析：(1) 生產(chǎn)流體的性質(zhì)氣液比 R愈小，就越大。增加泵的沉沒深度或使用氣錨。(2) 防沖距 泵吸入口壓力下死點(diǎn)靜止?fàn)顟B(tài)下柱塞與泵吸入口的距離K值越小，值就越大。盡量減小防沖距，以減小余隙。 （三）泵的漏失（三）泵的漏失(1) 排出部分漏失(2) 吸入部分漏失(3) 其它部分漏失 如油管絲扣、泵的連接部分及泄油器不嚴(yán)等影響影響泵效泵效漏失漏失漏失很難計(jì)算，漏失很難計(jì)算，除了新泵可根據(jù)試泵實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果和相除了新泵可根據(jù)試泵實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果和相關(guān)式估算外，泵由于關(guān)式估算外，泵由于磨損、砂蠟卡和腐蝕所產(chǎn)生的漏失磨損、砂蠟卡和腐蝕所產(chǎn)生的漏失以及油管絲扣、泵的連接部分和泄油器不嚴(yán)等所

48、產(chǎn)生的以及油管絲扣、泵的連接部分和泄油器不嚴(yán)等所產(chǎn)生的漏失很難計(jì)算。漏失很難計(jì)算。（四）提高泵效的措施（四）提高泵效的措施1)1)選擇合理的工作方式選擇合理的工作方式選用大沖程、小沖次，減小氣體影響，降低懸點(diǎn)載荷，特別是稠選用大沖程、小沖次，減小氣體影響，降低懸點(diǎn)載荷，特別是稠油的井。油的井。連噴帶抽井選用大沖數(shù)快速抽汲，以增強(qiáng)誘噴作用。連噴帶抽井選用大沖數(shù)快速抽汲，以增強(qiáng)誘噴作用。深井抽汲時(shí)，深井抽汲時(shí)，S S和和N N的選擇一定要避開不利配合區(qū)。的選擇一定要避開不利配合區(qū)。2)2)確定合理沉沒度確定合理沉沒度3)3)改善泵的結(jié)構(gòu)，提高泵的抗磨、抗腐蝕性能。改善泵的結(jié)構(gòu)，提高泵的抗磨、抗腐蝕

49、性能。4)4)使用油管錨減少?zèng)_程損失使用油管錨減少?zèng)_程損失5)5)合理利用氣體能量及減少氣體影響合理利用氣體能量及減少氣體影響一、抽油裝置一、抽油裝置二、游梁式抽油機(jī)的受力分析二、游梁式抽油機(jī)的受力分析三、泵效計(jì)算三、泵效計(jì)算四、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)四、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)提提 綱綱rfPmaxmaxrfPminmin四、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)四、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)抽油桿設(shè)計(jì)內(nèi)容：抽油桿柱長度、直徑、組合及材料。抽油桿設(shè)計(jì)內(nèi)容：抽油桿柱長度、直徑、組合及材料。抽油桿工作時(shí)承受著交變負(fù)荷所產(chǎn)生的非對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力作用：抽油桿工作時(shí)承受著交變負(fù)荷所產(chǎn)生的非對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力作用： 在交變負(fù)荷作