【正文】 給定最小桿徑（ 19mm）然后自下而上依次設(shè)計(jì)。有應(yīng)力范圍比的計(jì)算公式即給定的應(yīng)力范圍比（ [ pL ]＝ ）計(jì)算第一級(jí)桿長(zhǎng) L1，若 L1 大于等于泵深 L，則抽油桿為單級(jí)桿，桿長(zhǎng)為 L，并計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比，若 L1 小于泵深 L,則由應(yīng)力范圍比的計(jì)算公式及給定的應(yīng)力范圍比計(jì)算第二級(jí)桿長(zhǎng) L2，若 L2 大于等于（ LL1） ,則第二級(jí)桿長(zhǎng)為L(zhǎng)2，并計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比，若 L2 小于（ LL1） ,則同理進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中若桿徑為 25mm仍不能滿足強(qiáng)度要求，則需改變抽汲參數(shù)。在設(shè)計(jì)中若桿徑小于或等于 25mm并滿足強(qiáng)度要求，則桿柱設(shè)計(jì)結(jié)束。此為桿柱非等強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法。若采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法，則需降低 [ pL ]重新設(shè)計(jì)桿的長(zhǎng)度。 在設(shè)計(jì)抽油桿的過程中油管直徑一般取 ?212 （內(nèi)徑 62mm）。若泵徑大于或等于70mm，則油管全用 3? （內(nèi)徑 89mm），原因是作業(yè)時(shí)大柱塞不能下如小直徑油管中；若采用 25mm抽油桿，則相應(yīng)油管直徑應(yīng)用 3? ，原因是 25mm抽油桿節(jié)箍為 55mm，與 62mm油管間隙太小。當(dāng)采用多級(jí)桿時(shí) 3? 油管長(zhǎng)度比 25mm桿長(zhǎng)多 10m。 為了減小計(jì)算工作量，在本次課程 設(shè)計(jì)中桿柱設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化處理，采用單級(jí)桿設(shè)計(jì) 22 （ 19mm）。 1． 7 抽油機(jī)校核 （ 1） 最大扭矩計(jì)算公式 m i n )( m a xm a x PPSSM ??? （ 48） 式中： maxM —— 最大扭矩， N m。 maxP —— 懸點(diǎn)最大載荷， N。 minP —— 懸點(diǎn)最小載荷， N。 S—— 沖程， m。 （ 2） 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算， 143881000 m ax nMN t ?? （ 49） 式中： Nt—— 需要的電動(dòng)機(jī)功率， W； n—— 沖數(shù)， rpm； 如果計(jì)算的最大扭矩超過抽油機(jī)所配減速箱允許的最大扭矩或計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率超過電動(dòng)機(jī)額定功率則需改變抽油參數(shù)（ fp， s， N 及 L）重行進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 1． 8 泵效計(jì)算 （ 1）泵效及其影響因素 在抽油井生產(chǎn)過程中，實(shí)際產(chǎn)量 Q 一般都比理論產(chǎn)量 Qt 要低，兩者的比值叫泵效，η表示， t?? （ 50） （ 2）產(chǎn)量計(jì)算 根據(jù)影響泵效的三方面的因素，實(shí)際產(chǎn)量的計(jì)算公式為 ll e aklPt BqBSS ???? ? （ 51） 式中： Q—— 實(shí)際產(chǎn)量， m3/d。 Qt—— 理論產(chǎn)量， m3/d。 Sp—— 柱塞沖程， m； S—— 光桿沖程， m； 23 SSp —— 抽油桿柱和油管柱彈性伸縮 引起沖程損失系數(shù)； Bl—— 泵內(nèi)液體的體積系數(shù)； β —— 泵的充滿系數(shù)； qleak—— 檢泵初期的漏失量， m3/d。 1） 理論排量計(jì)算 SNfQ pt 1440? （ 52） 式中： Qt—— 泵的理論產(chǎn)量， m3/d。 2） 沖程損失系數(shù) SSp 的計(jì)算 根據(jù)靜載荷和慣性載荷對(duì)光桿沖程的影響計(jì)算 當(dāng)油管未錨定時(shí)； )()21( 3322112trrrlP fLfLfLfLEWuSS ??????? （ 53） 當(dāng)油管錨定時(shí)： )()21( 3322112rrrlP fLfLfLEWuSS ?????? （ 54） 式中： u＝ ω L/a ω —— 曲柄角速度， rad/s； ω ＝ π N/30； a—— 聲波在抽油桿柱中的傳播速度， 5100m/s； ?lW —— 考慮沉沒度影響后的液柱載荷為上下沖程中靜載荷之差， N。 pflpinZl gfLfPPW ?????? ?)( （ 55） PZ—— 泵排出口壓力， Pa； Pin—— 泵內(nèi)壓力， Pa；當(dāng)液體粘度較低時(shí)，可忽略泵吸入口壓力，故 Pin≈PN； PN—— 泵的沉沒壓力， Pa； fp、 fr、 ft—— 活塞、抽油桿及油管金屬截面積， m2； L—— 抽油桿柱總長(zhǎng)度， m； ρl—— 液體密度， kg/m3。 E—— 鋼的彈性模數(shù)， 1011Pa； Lf—— 動(dòng)液面深度， m； L L L3—— 每級(jí)抽油桿的長(zhǎng)度， m； 24 fr fr2 、 fr3—— 每級(jí)抽油桿的截面積， m2 3)充滿系數(shù) β 的計(jì)算 RKR??? 11? （ 56） 式中： K—— 泵內(nèi)余隙比； R—— 泵內(nèi)氣液比； 050)10( )1)(( TP ZTPfRRRininWSP ? ??? （ 57） PR —— 地面生產(chǎn)氣油比， m3(標(biāo) )/m3。 SR —— 泵內(nèi)溶解氣油比， m3(標(biāo) )/m3。 inP —— 沉沒壓力 Pa。 Wf —— 體積含水率 ,小數(shù)； 0P —— 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的絕對(duì)壓力； P0=105Pa。 0T —— 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的絕對(duì)溫度， T0=293K inT —— 泵吸入口處的的絕對(duì)溫度， K， inT ＝ 273＋ t； Z—— 氣體壓縮因子 4）泵內(nèi)液體的體積系數(shù) Bl wwl ffBfBfBB ??????? )1()1( 00 （ 58） 式中： 0B 、 wB 泵內(nèi)油和水的體積系數(shù) 5）漏失量的計(jì)算 檢泵初期的漏失量為 )6(21600 3 ple ak D e VlPuDeq ?? ???? （ 59） 式中： qleak—— 檢泵初期的漏失量， m3/d。 D—— 泵徑， m； μ—— 液體動(dòng)力粘度； Pa s； 25 l—— 柱塞長(zhǎng)度， m； Δ P—— 柱塞兩端的液柱壓差， Δ P≈PZ— PN， Pa； g—— 重力加速度， m/s2 e—— 徑向間隙， m； Vp—— 柱塞平均速度，30SNVp ?, m/s。 S—— 沖程， m； N—— 沖次， rpm； 1． 9 舉升效率計(jì)算 光桿功率： P 光 = ?rW SN/60 （ 60） 水力功率： P 水力 ＝ Q 實(shí)際 （ PZ— PN） / （ 61） 井下效率： η 井下 ＝ P 光 / P 水力 （ 62） 地面效率： η地 ＝ P 光 / P 電機(jī) （ 63） 系統(tǒng)效率： η 總 ＝ P 地 / P 井下 （ 64） )( NZpL PPfW ??? （ 65）