1、抽油機井相關計算抽油機井相關計算尤立紅尤立紅20142014年年4 4月月Page 2目目 錄錄抽油機懸點載荷計算抽油機懸點載荷計算抽油機的平衡計算抽油機的平衡計算抽油機其他相關計算抽油機其他相關計算n抽油機懸點所承受載抽油機懸點所承受載荷的變化能夠反映出深井泵荷的變化能夠反映出深井泵工作的好壞，通過懸點載荷工作的好壞，通過懸點載荷可以分析抽油泵的工作情況可以分析抽油泵的工作情況，同時也是選擇抽油設備的，同時也是選擇抽油設備的重要依據。因此，必須了解重要依據。因此，必須了解懸點所承受的載荷及其計算懸點所承受的載荷及其計算方法。方法。Page 3抽油機井一、一、懸點懸點所承受的所承受的載荷載荷的

2、的分析分析 Page 4桿柱重力桿柱重力液柱重力液柱重力泵的沉沒泵的沉沒壓力和井口回壓壓力和井口回壓桿柱的慣性載荷桿柱的慣性載荷液液柱的慣性載荷柱的慣性載荷摩擦載荷摩擦載荷振動載荷振動載荷沖擊載荷沖擊載荷靜靜荷荷載載動動載載荷荷回壓回壓 在計算懸點載荷時，一般只考慮抽油桿柱的重力、液在計算懸點載荷時，一般只考慮抽油桿柱的重力、液柱的重力及抽油桿柱引起的慣性載荷。柱的重力及抽油桿柱引起的慣性載荷。Page 5下沖程下沖程游動閥關閉，游動閥關閉，懸點所承受懸點所承受的是抽油桿柱在的是抽油桿柱在空氣中空氣中的重的重力力。游動閥打開，抽油桿柱受到游動閥打開，抽油桿柱受到液體浮力的作用，懸點所承受的液體

3、浮力的作用，懸點所承受的是抽油桿在液體中的重力。是抽油桿在液體中的重力。上沖程上沖程Wr= rs g L= qrLWr= Wr-F=r(s-L)g L= qrL( ( 一一 ) ) 抽油抽油桿桿柱重力柱重力Page 6( ( 一一 ) )抽油抽油桿桿柱重力柱重力Wr 抽油桿柱在空氣中的重力，抽油桿柱在空氣中的重力，N；r抽油桿的截面積，；抽油桿的截面積，；s抽油桿的密度，抽油桿的密度，kg/m3；g 重力加速度，重力加速度，m/s2；L 抽油桿的長度（即下泵深抽油桿的長度（即下泵深度），度），m；qr每米抽油桿在空氣中的重力，每米抽油桿在空氣中的重力，N/m。Wr 抽油桿柱在液體中的重力，抽油

4、桿柱在液體中的重力，N；F 抽油桿柱所受的浮力，抽油桿柱所受的浮力，N； qr 每米抽油桿柱在液體中的每米抽油桿柱在液體中的重力，重力，N/m；L 井中液體的密度，井中液體的密度，kg/m3。相關計算相關計算1 1、混合液密度、混合液密度2 2、失重系數、失重系數: :考慮抽油桿柱受液體浮力的失重系數。考慮抽油桿柱受液體浮力的失重系數。L=w w+o(1- w)w水的密度，水的密度，kg/m3； o油的密度，油的密度，kg/m3； w含水率，含水率，%。b=(s-L)/s每米抽油桿的質量每米抽油桿的質量直徑直徑 d (mm)截面積截面積 fr( cm2)空氣中每米抽油桿重量空氣中每米抽油桿重量

5、qr (kgm-1)162.001.64192.852.3223.803.07253.913.17Page 9下沖程下沖程由于游動閥關閉，固定閥由于游動閥關閉，固定閥打開，液柱載荷通過抽油桿打開，液柱載荷通過抽油桿作用驢頭懸點上。作用驢頭懸點上。由于固定閥關閉，游動閥打由于固定閥關閉，游動閥打開，液柱載荷通過游動閥轉移到開，液柱載荷通過游動閥轉移到油管上，因而下沖程懸點不承受油管上，因而下沖程懸點不承受液柱載荷。液柱載荷。上沖程上沖程WL= （p- r）L g L0( ( 二二 ) ) 液柱液柱重力重力WL 作用在活塞上的液柱載荷，作用在活塞上的液柱載荷，N； p 活塞的截面積，。活塞的截面積

6、，。n 上沖程中，在沉沒壓力作用下，井內液體克服泵的入口設備的上沖程中，在沉沒壓力作用下，井內液體克服泵的入口設備的阻力進入泵內，此時液流所具有的壓力阻力進入泵內，此時液流所具有的壓力 叫吸入壓力叫吸入壓力 。此壓力作用在。此壓力作用在柱塞底部而產生向上的載荷。柱塞底部而產生向上的載荷。n 液流在地面管線中的流動阻力所造成的井口壓力對懸點將產生附液流在地面管線中的流動阻力所造成的井口壓力對懸點將產生附加的載荷。其性質與油管內液體產生的載荷相同。上沖程中增加懸載加的載荷。其性質與油管內液體產生的載荷相同。上沖程中增加懸載荷；下沖程中減小抽油桿柱載荷。荷；下沖程中減小抽油桿柱載荷。n 由于沉沒壓力

7、和井口回壓在上沖程中造成的懸點載荷方向相反由于沉沒壓力和井口回壓在上沖程中造成的懸點載荷方向相反，可以相互抵消一部分，所以，在一般近似計算中可以忽略這兩項。，可以相互抵消一部分，所以，在一般近似計算中可以忽略這兩項。（三）慣性載荷（三）慣性載荷n 抽油機工作時，驢頭帶動抽油桿和液柱作周期性的變抽油機工作時，驢頭帶動抽油桿和液柱作周期性的變速運動中會產生慣性力，所以會產生抽油桿和液柱的慣性速運動中會產生慣性力，所以會產生抽油桿和液柱的慣性載荷。一般沖數不太大的情況下，在計算慣性載荷時通常載荷。一般沖數不太大的情況下，在計算慣性載荷時通常忽略液柱引起的慣性載荷。若忽略液柱的慣性載荷，慣性忽略液柱引

8、起的慣性載荷。若忽略液柱的慣性載荷，慣性載荷的大小只與載荷的大小只與抽油桿柱的質量抽油桿柱的質量和和懸點的加速度懸點的加速度有關。有關。Page 11maF （三）慣性載荷（三）慣性載荷1、加速度對懸點載荷的影響：、加速度對懸點載荷的影響：沖沖 程程加速度加速度慣性力慣性力對懸點載荷的影響對懸點載荷的影響上沖程上沖程前半個沖程前半個沖程后半個沖程后半個沖程下沖程下沖程前半個沖程前半個沖程后半個沖程后半個沖程向上向上向上向上向向下下向向下下向向下下向向下下向上向上向上向上增大懸點載荷增大懸點載荷增大懸點載荷增大懸點載荷減小減小懸點載荷懸點載荷減小減小懸點載荷懸點載荷慣性載荷的大小與加速度成正比，

9、方向與加速度的方向相反。慣性載荷的大小與加速度成正比，方向與加速度的方向相反。（三）慣性載荷（三）慣性載荷n2、慣性載荷的計算：、慣性載荷的計算：nr: r: 曲柄半徑，曲柄半徑，mm mm ； l:l:連桿長度連桿長度,mm,mm； 上沖程上沖程抽油桿的慣性載荷：抽油桿的慣性載荷： 下沖程下沖程抽油桿的慣性載荷：抽油桿的慣性載荷：)1(17902lrsnWIrru)1(17902lrsnWIrrd 當當 時時 41lr44012snWIrru 當當 時時 41lr23902snWIrru二、懸點最大和最小載荷二、懸點最大和最小載荷n 1.1.懸點最大載荷的計算懸點最大載荷的計算ruLrmax

10、Iwwp)1 (1790WW2LrlrsnWr)1 (1790WWP2LrmaxlrsnWr41lr1440WWP2LrmaxsnWrn 2.2.懸點最小載荷的計算懸點最小載荷的計算 二、懸點最大和最小載荷二、懸點最大和最小載荷)1 (1790WP2rminlrsnWr41lr2390WP2rminsnWr例題：例題：n 某油井使用某油井使用CYJ5-2.1-13HB型抽油機，泵掛深度型抽油機，泵掛深度L930m，泵徑，泵徑D=56mm，沖程，沖程1.4m，沖數，沖數9次次/分，分，使用使用 ”油管，油管，19mm抽油桿，原油密度抽油桿，原油密度900kg/m3，油，油井含水井含水33。試計算

11、懸點最大和最小載荷。（。試計算懸點最大和最小載荷。（連桿長度連桿長度L1800mm，當沖程長度，當沖程長度1.4m時，曲柄半徑時，曲柄半徑r495mm，g=9.8N/kg；鋼的密度；鋼的密度7850kg/m3）212解題分析解題分析)1 (1790WWP2LrmaxlrsnWr懸點最大載荷：懸點最大載荷：鋼液鋼液鋼WrgLDgLdWrr2L2W4W4)1 (1790WP2rminlrsnWr解題分析解題分析懸點最小載荷：懸點最小載荷： 求得懸點最大載荷后，懸點最小載荷公式中的參求得懸點最大載荷后，懸點最小載荷公式中的參數均為已知條件，而直接求解。數均為已知條件，而直接求解。解題過程：解題過程：

12、0)1 (WWWlff解解：0.331000(10.33)900933 （kg/m3）第一步：計算混合液密度第一步：計算混合液密度第二步：計算抽油桿柱及液柱重量第二步：計算抽油桿柱及液柱重量)( 1 .17865785093378508 .20274rW)(2 .209338 . 99339304056. 0056. 014. 34W)(8 .202748 . 978509304019. 0019. 014. 3422NWrNgLDNgLdWLr鋼液鋼液鋼解題過程：解題過程：第三步：分別計算上下沖程的慣性載荷第三步：分別計算上下沖程的慣性載荷)(7 .1637)18004951 (179099

13、4 . 18 .20274)1 (1790W2NlrsnWr慣上)(2 .931)18004951 (1790994 . 18 .20274)1 (1790W2NlrsnWr慣下解題過程：解題過程：n 第四步：分別計算最大最小載荷第四步：分別計算最大最小載荷)(404367 .16372 .209331 .17865)1 (1790WWP2LrmaxNlrsnWr)(9.169332.9311.17865)1(1790WP2rminNlrsnWrPage 22目目 錄錄抽油機懸點載荷計算抽油機懸點載荷計算抽油機的平衡計算抽油機的平衡計算抽油機其他相關計算抽油機其他相關計算 上下沖程中懸點載荷不

14、同，造成電動機在上下沖程中懸點載荷不同，造成電動機在上、下沖程中所做的功不相等。上、下沖程中所做的功不相等。一、抽油機不平衡的原因一、抽油機不平衡的原因 1 1、上沖程中電動機承受著極大的負荷，下沖程中抽上沖程中電動機承受著極大的負荷，下沖程中抽油機帶著電動機運轉，造成功率的浪費，油機帶著電動機運轉，造成功率的浪費，降低電動機的效降低電動機的效率和壽命；率和壽命； 2 2、由于負荷極不均勻，會使抽油機發生振動，而由于負荷極不均勻，會使抽油機發生振動，而影影響抽油裝置的壽命。響抽油裝置的壽命。 3 3、破壞曲柄旋轉速度的均勻性破壞曲柄旋轉速度的均勻性，影響抽油桿和泵正，影響抽油桿和泵正常工作。常

15、工作。二、抽油機不平衡的危害二、抽油機不平衡的危害 在下沖程中把能量儲存起來，在上沖程中利用儲存的能在下沖程中把能量儲存起來，在上沖程中利用儲存的能量來幫助電動機做功，從而使量來幫助電動機做功，從而使電動機在上下沖程中都做相等電動機在上下沖程中都做相等的正功。的正功。三、抽油機平衡條件三、抽油機平衡條件下沖程：下沖程：dwmdAAA上沖程：上沖程：wumuAAA平衡條件：平衡條件：mumdAA2duwAAA電動機電動機平衡裝置平衡裝置油井載荷油井載荷為了使抽油機平衡，在下為了使抽油機平衡，在下沖程中需要沖程中需要儲存的能量儲存的能量或上沖或上沖程中需要程中需要釋放的能量釋放的能量應該是應該是懸

16、懸點載荷在上下沖程中所做功之點載荷在上下沖程中所做功之和的一半和的一半。三、抽油機平衡條件三、抽油機平衡條件2duwAAA四、平衡系統達到平衡所需要的平衡功四、平衡系統達到平衡所需要的平衡功功功 W = F W = FS S 四、平衡系統達到平衡所需要的平衡功四、平衡系統達到平衡所需要的平衡功當只考慮靜載荷做功時，懸點在上沖程中做的功為：當只考慮靜載荷做功時，懸點在上沖程中做的功為：sWWALru)(下沖程做的功為：下沖程做的功為：sWArd則由前式得理論上需要的平衡功為：則由前式得理論上需要的平衡功為： sWWAAAlrduw)2(2由于慣性載荷在上下沖程中所做的總功為零，因而在由于慣性載荷

17、在上下沖程中所做的總功為零，因而在這里忽略不計。這里忽略不計。1 1、游梁式抽油機的機械平衡方式、游梁式抽油機的機械平衡方式復合平衡復合平衡( (混合平衡混合平衡) )：游梁尾部和曲柄上：游梁尾部和曲柄上都有平衡重。都有平衡重。機械平衡機械平衡游梁平衡：游梁尾部加平衡重。游梁平衡：游梁尾部加平衡重。曲柄平衡曲柄平衡( (旋轉平衡旋轉平衡) )：平衡塊加在曲柄上。：平衡塊加在曲柄上。五、抽油機平衡計算五、抽油機平衡計算五、抽油機平衡計算五、抽油機平衡計算ucrbXcaWWW)2(1 達到平衡所需要的游梁平衡塊重達到平衡所需要的游梁平衡塊重: : 2.2.游梁平衡方式計算游梁平衡方式計算游梁平衡W

18、bWb：需要裝在游梁尾部的平衡塊重量；：需要裝在游梁尾部的平衡塊重量；XucXuc：抽油機結構不平衡值；：抽油機結構不平衡值；a a：游梁前臂長；：游梁前臂長；c c：平衡塊到中軸的距離；：平衡塊到中軸的距離；WrWr：抽油桿在液體中的重量；：抽油桿在液體中的重量；WlWl：活塞以上液柱重量；：活塞以上液柱重量；ucrbXcaWWW)2(1 達到平衡所需要的游梁平衡塊重達到平衡所需要的游梁平衡塊重: : 游梁平衡WbWb：需要裝在游梁尾部的平衡塊重量；：需要裝在游梁尾部的平衡塊重量；XucXuc：抽油機結構不平衡值；：抽油機結構不平衡值；a a：游梁前臂長；：游梁前臂長；c c：平衡塊到中軸的

19、距離；：平衡塊到中軸的距離；WrWr：抽油桿在液體中的重量；：抽油桿在液體中的重量；WlWl：活塞以上液柱重量；：活塞以上液柱重量； 3.3.曲柄平衡方式計算曲柄平衡方式計算 平衡半徑公式：平衡半徑公式：五、抽油機平衡計算五、抽油機平衡計算cbcccbubcblrWWRWXrWrbaWWR2R:R:曲柄平衡半徑（平衡塊重心到曲柄軸中心的距離）曲柄平衡半徑（平衡塊重心到曲柄軸中心的距離）WcbWcb：曲柄平衡塊總重量；：曲柄平衡塊總重量；RcRc：曲柄重心半徑；：曲柄重心半徑；WcWc：曲柄自身重量（兩塊）；：曲柄自身重量（兩塊）；XubXub：抽油機結構不平衡值；：抽油機結構不平衡值；a a：

20、游梁前臂長；：游梁前臂長； b b：游梁后臂長；：游梁后臂長；r r：曲柄軸中心至曲柄銷的距離；：曲柄軸中心至曲柄銷的距離；WrWr：抽油桿在液體中的重量；：抽油桿在液體中的重量；WlWl：活塞以上液柱重量；：活塞以上液柱重量；uIdIduIIduII85. 0/ 大小II利用第二條平衡原則利用第二條平衡原則“上、下沖程電流峰值相等上、下沖程電流峰值相等”來檢來檢測抽油機的平衡情況。測電動機上、下沖程的電流峰值。測抽油機的平衡情況。測電動機上、下沖程的電流峰值。平衡不足平衡不足則平衡過重。則平衡過重。時就認為是平衡了時就認為是平衡了六、平衡測量與調整六、平衡測量與調整和和若若若若1.1.游梁平

21、衡的調整游梁平衡的調整平衡偏輕時平衡偏輕時 : : 應在游梁的尾端加平衡塊應在游梁的尾端加平衡塊 ; ;平衡偏重時平衡偏重時 : : 應將游梁尾端的平衡塊減少。應將游梁尾端的平衡塊減少。2.2.曲柄平衡的調整曲柄平衡的調整平衡偏輕時平衡偏輕時 : : 增加平衡半徑增加平衡半徑 , , 向遠離曲柄軸的方向調整平衡向遠離曲柄軸的方向調整平衡塊塊 ; ; 平衡偏重時平衡偏重時 : : 減小平衡半徑減小平衡半徑 , , 向靠近曲柄軸的方向調整平衡向靠近曲柄軸的方向調整平衡塊。塊。六、平衡測量與調整六、平衡測量與調整Page 34目目 錄錄抽油機懸點載荷計算抽油機懸點載荷計算抽油機的平衡計算抽油機的平衡

22、計算抽油機其他相關計算抽油機其他相關計算一、曲柄軸扭矩一、曲柄軸扭矩 減速器的許用扭減速器的許用扭矩矩限制限制著油井生產時著油井生產時所采用的最大抽吸參所采用的最大抽吸參數，也數，也限制限制著保證大著保證大參數生產所需要的電參數生產所需要的電動機功率。動機功率。2 2、國內建立的經驗公式、國內建立的經驗公式 根據若干井的抽油機的扭矩曲線峰值統計和回歸，建立的經驗根據若干井的抽油機的扭矩曲線峰值統計和回歸，建立的經驗公式公式: )(202. 01800minmaxmaxPPSSM一、曲柄軸扭矩一、曲柄軸扭矩 1 1勒瑪柴諾夫經驗公式勒瑪柴諾夫經驗公式)(236. 0300minmaxmaxPPS

23、SM二、二、 電動機的選擇和功率計算電動機的選擇和功率計算 選擇電動機時，除了確定適合于抽油機工作特點的類選擇電動機時，除了確定適合于抽油機工作特點的類型之外，還要確定適合各型抽油機工作能力的電動機容量型之外，還要確定適合各型抽油機工作能力的電動機容量，即，即功率大小功率大小。負荷為脈動的，而且變化大；負荷為脈動的，而且變化大；啟動負荷大，要求有大的啟動轉矩；啟動負荷大，要求有大的啟動轉矩；露天工作，要求電動機密封質量高，工作可靠。露天工作，要求電動機密封質量高，工作可靠。游梁式抽油機所用電動機的特點：游梁式抽油機所用電動機的特點：封閉式鼠籠型三相異步電動機封閉式鼠籠型三相異步電動機 iMnM

24、nNmr95499549二、二、 電動機的選擇和功率計算電動機的選擇和功率計算NrNr：電動機功率，：電動機功率，kWkW；MM：傳至曲柄軸上的扭矩，：傳至曲柄軸上的扭矩，NmNm；n n：沖數，：沖數，r/minr/min； ：傳動效率；：傳動效率；=1 1* * 2 2； 1 1：皮帶輪轉動效率；：皮帶輪轉動效率； 2 2：減速箱傳動效率；：減速箱傳動效率；n nmm：電動機轉數，：電動機轉數，r/minr/min；i i：總傳動比，：總傳動比，i=ii=i1 1* *i i2 2； i i1 1：減速箱傳動比；：減速箱傳動比； i i2 2： D/d D/d；DD：減速箱皮帶輪直徑；：減

25、速箱皮帶輪直徑； d d：電動機皮帶輪直徑；：電動機皮帶輪直徑； 根據曲柄軸上的扭矩確定所需要的電動機功率的計算公根據曲柄軸上的扭矩確定所需要的電動機功率的計算公式：式：9549nMNer二、二、 電動機的選擇和功率計算電動機的選擇和功率計算 在變負荷的條件下，電動機選擇的一般方法是用等值扭在變負荷的條件下，電動機選擇的一般方法是用等值扭矩來計算：矩來計算：N Nr r：所需要的電動機功率，：所需要的電動機功率，kWkW；MeMe：曲柄軸上的等值扭矩，：曲柄軸上的等值扭矩，NmNm；n n：沖數，：沖數，r/minr/min； ：傳動效率；：傳動效率；=1 1* * 2 2； 1 1：皮帶輪轉

26、動效率；：皮帶輪轉動效率； 2 2：減速箱傳動效率；：減速箱傳動效率；max6 . 0 MMen 電動機的輸入和輸出功率電動機的輸入和輸出功率n 電動機的輸入功率電動機的輸入功率n 電動機的輸出功率電動機的輸出功率式中式中 U UA A線電壓，線電壓，V V； I IA A線電流，線電流，A A； cos cos功率因素；功率因素； 電動機功率；電動機功率； N N1 1、N N2 2輸入、輸出功率，輸入、輸出功率，W W。cos31AAIUN cos3212AAIUNNN二電動機選擇和功率計算二電動機選擇和功率計算n 對于油井都要根據油氣層的生產能力、配產要求及對于油井都要根據油氣層的生產能

27、力、配產要求及合理的生產壓差確定合理的下泵深度：合理的生產壓差確定合理的下泵深度：(Pc =0時：時：)三、三、 下泵深度計算下泵深度計算sLShgPPHL1000)(合式中式中 L L下泵深度，下泵深度，m; m; H H油層中部深度，油層中部深度，m m； h hs s 泵的沉沒度，泵的沉沒度，m;m; Ps Ps 油層靜壓，油層靜壓，MPa;MPa; P P合合油井合理的生產壓差，油井合理的生產壓差，MPa;MPa; L L油井中液體的密度，油井中液體的密度，kg/mkg/m3 3; ; g g重力加速度，重力加速度，m/sm/s2 2n 通過采油指數計算下泵深度：通過采油指數計算下泵深

28、度：三、三、 下泵深度計算下泵深度計算sLooShgQJPHL1000)(式中式中 Jo Jo采油指數，采油指數，t/MPadt/MPad； Qo Qo日產油量，日產油量，t/dt/d；ooQJPPQJ所以有因為 :四、沖程損失計算四、沖程損失計算n 所謂所謂沖程損失沖程損失是指是指光光桿沖程桿沖程與與活塞沖程活塞沖程之差。形之差。形成沖程損失的原因主要是上成沖程損失的原因主要是上下沖程過程中抽油桿柱和油下沖程過程中抽油桿柱和油管柱管柱承受交變載荷而產生彈承受交變載荷而產生彈性伸縮性伸縮，使活塞沖程小于光，使活塞沖程小于光桿沖程，從而減少了活塞所桿沖程，從而減少了活塞所讓出的體積，使泵效降低。

29、讓出的體積，使泵效降低。n 單級抽油桿：單級抽油桿：四、沖程損失計算四、沖程損失計算)11(trlffELW式中式中 沖程損失；沖程損失； W Wl l 活塞以上液柱重量；活塞以上液柱重量； L L 抽油桿柱的總長度，抽油桿柱的總長度，m m； E E 鋼的彈性模量，鋼的彈性模量，2.062.0610101111PaPa； f ft t油管的金屬截面積，油管的金屬截面積，m m2 2； D D、d d 分別是油管的外徑和內徑，分別是油管的外徑和內徑，m m； n 多級抽油桿：多級抽油桿：n 抽油桿的變形要分段計算后相加，以二級組合桿柱為例：抽油桿的變形要分段計算后相加，以二級組合桿柱為例： 四

30、、沖程損失計算四、沖程損失計算)(2211trrlfLfLfLEW式中式中 f fr1r1、f fr2r2各級抽油桿截面積，各級抽油桿截面積，m m2 2； L1 L1、L2L2各級抽油桿的長度，各級抽油桿的長度，m m； D D、d d 分別是油管的外徑和內徑，分別是油管的外徑和內徑，m m；n 抽油桿柱工作時承受著交變載荷，因此，在抽油抽油桿柱工作時承受著交變載荷，因此，在抽油桿內產生了由抽油桿柱頂部的最大應力桿內產生了由抽油桿柱頂部的最大應力max max 和抽油和抽油桿柱頂部的最小應力桿柱頂部的最小應力minmin間的非對稱循環應力。間的非對稱循環應力。五、抽油桿強度計算五、抽油桿強度

31、計算rfPmaxmaxrfPminminn 式中：式中：max max 抽油桿柱頂部的最大應力；抽油桿柱頂部的最大應力；n min min抽油桿柱頂部的最小應力；抽油桿柱頂部的最小應力；n fr fr 抽油桿截面積，抽油桿截面積，m m2 2；n Pmax Pmax懸點最大載荷，懸點最大載荷，KNKN；n Pmin Pmin懸點最小載荷，懸點最小載荷，KNKN； n 在交變載荷作用下，抽油桿柱往往是由于疲勞而發生破在交變載荷作用下，抽油桿柱往往是由于疲勞而發生破壞，而不是在最大拉應力下破壞。因為如果是在最大拉應力壞，而不是在最大拉應力下破壞。因為如果是在最大拉應力下發生破壞，那么抽油桿的斷裂事

32、故將要發生在拉應力最大下發生破壞，那么抽油桿的斷裂事故將要發生在拉應力最大的上部。但是實踐表明，在上部、中部和下部都有斷裂。因的上部。但是實踐表明，在上部、中部和下部都有斷裂。因此，抽油桿柱必須根據疲勞強度來進行計算。此，抽油桿柱必須根據疲勞強度來進行計算。n 非對稱循環應力條件下的抽油桿強度條件為非對稱循環應力條件下的抽油桿強度條件為:五、抽油桿強度計算五、抽油桿強度計算1c 非對稱循環疲勞極限應力，亦即抽油桿的許用應力，它與抽油桿的材非對稱循環疲勞極限應力，亦即抽油桿的許用應力，它與抽油桿的材質有關。質有關。1n 其中其中:n 式中式中 : n n ，分別為抽油桿柱的折算應力分別為抽油桿柱

33、的折算應力 ,循環應力的應力幅值；循環應力的應力幅值；五、抽油桿強度計算五、抽油桿強度計算2minmaxamaxacca抽油桿應力變化抽油桿應力變化例題例題: n 已知泵徑為已知泵徑為70 mm70 mm， 沖程沖程s=2.7 ms=2.7 m，沖次，沖次n=9minn=9min-1-1，井液密度，井液密度=960 =960 kg/mkg/m3 3。如采用。如采用7/8 in7/8 in、許用應力為、許用應力為90N/mm90N/mm2 2的抽油桿，試求其最大下的抽油桿，試求其最大下入深度入深度(r/l=0.20)(r/l=0.20)。NlrsnWWWNlrsnWWWWmmAmmdArrlrl

34、rppr295.23)1 (1790825.66)1 (1790451.3848,948.38742min2max222)/(10225.1722maxmaxmmNLAWr)/(10610. 522minmaxmmNLAWWran 計算結果表明：計算結果表明：該例抽油桿的最大下入深度為該例抽油桿的最大下入深度為915.52 m915.52 m。如繼續增加。如繼續增加下入深度，則該直徑抽油桿將不能滿足強度要求，需要換大直徑抽油下入深度，則該直徑抽油桿將不能滿足強度要求，需要換大直徑抽油桿。這樣，既浪費了抽油桿，又增加了懸點載荷。為此，往往采用上桿。這樣，既浪費了抽油桿，又增加了懸點載荷。為此，往往采用上粗下細的多級組合抽油桿。粗下細的多級組合抽油桿。n 選擇組合抽油桿時，要遵循等強度原則，即要求各級桿柱上部斷面選擇組合抽油桿時，要遵循等強度原則，即要求各級桿柱上部斷面上的折算應力上的折算應力 相等。相等。)/(10830. 922maxmmNLacmLc52.91510830. 99021c六、抽油機井的系統效率六、抽油機井的系統效率抽油機井的系統效率：抽油機井的系統效率： 是抽油機井做的有用功率與輸入功率的比值。是抽油機井做的有用功率