【導(dǎo)讀】量大、適用范圍有一定限制等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了頂部固定底部密封桿式抽油泵。程中不需取出油管，作業(yè)成本低。鎖爪等構(gòu)成的機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)，彈性機(jī)械鎖爪錨定在密封座上，并以密封銅環(huán)支撐。在泵工作時(shí)通過(guò)變徑接頭和心軸等部件，使泵筒總成可繞頂部鎖緊機(jī)構(gòu)這個(gè)。適用于含砂井、含氣井、深井、長(zhǎng)沖程井、低產(chǎn)井和低液井。

　　

【正文】 ?，腐蝕情況系數(shù) Ch=。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 b) 泵筒在井下工作時(shí)一般受拉，即 0min?? ，故它工作在古德曼圖的 Ⅰ區(qū)或Ⅱ區(qū) ，其分界處的平均應(yīng)力 T? 為 40. 89 2. 18 10SbC ??? ? ? （ 335） = 39。n L D S h n L D S h P bC C C C C C C C C? ? ??? （ 336） =637 = nbnsbT ?? ???? ??? )( （ 337） =637()/() = Map 平均應(yīng)力 Tm ?? ??? ,可見(jiàn)，泵筒工作在古德曼圖Ⅱ區(qū) 。 c) 疲勞強(qiáng)度條件 rJK ?? ? （ 338） M P abmnJK 7 4)6 3 ( 5 42)1(2?????? ???? （ 339） ≥145 所以疲勞強(qiáng)度條件滿(mǎn)足。 d) 最大下泵深度 最 大下泵深度時(shí) 0?c? ， 0min ?? ,故有 pVKpVKpVK crcmc ??? ??? ,m a x ，并應(yīng)有rJK ?? ? 。 工作在 Ⅱ區(qū)有 )1(2 bmnJK ???? ?? （ 340） )(2 nbc nbVKp ?? ?? ?? （ 341） 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 mpVKHBnbcnb2 72 7)(23m a x2????? ????? （ 342） 最大下泵深度 maxH 應(yīng) 是從強(qiáng)度出發(fā)所得 max1H 和從疲勞出發(fā)所得 max2H 之中的最小者。因此泵最大下泵深度為 2727m。 泵筒壽命計(jì)算 根據(jù)抽油泵標(biāo)準(zhǔn)和推薦做法來(lái)選擇抽油泵，在一般情況下，泵筒具有足夠的強(qiáng)度、剛度和疲勞強(qiáng)度，通常泵筒的主要破壞形式是磨損和腐蝕。 又因貯運(yùn)不當(dāng)，還會(huì) 造成彎曲和砸扁，但這種情況應(yīng)加強(qiáng)管理來(lái)避免。 所以常用磨蝕的情況來(lái)估算泵筒壽命。 （ 1） 磨蝕速度 把單位時(shí)間內(nèi)磨蝕量的總和稱(chēng)為磨蝕速度，它與泵筒柱塞材料、表面強(qiáng)化工藝和井況 有關(guān)，可以測(cè)定或憑經(jīng)驗(yàn)確定，一般情況下平均磨損速度 1fV 小于 ／ 1000h。 （ 2） 檢泵周期與壽命 抽油泵使用壽命主要取決 于 泵筒，抽油泵經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，間隙漏失量大增，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)使用的程度 ， 就需要檢泵。檢泵時(shí)有兩種情況，一是泵筒未達(dá)到磨蝕極限 1maxδ ，仍可繼續(xù)使用或經(jīng)珩磨圓整修復(fù)后繼續(xù)使用，即做一次檢泵工作，從下井到檢泵所經(jīng)歷的時(shí)間稱(chēng)為檢泵周期。二是泵筒已達(dá)磨損極限 1maxδ （也許已經(jīng)過(guò)或多次經(jīng)過(guò)檢泵）， 需要報(bào)廢，有條件時(shí)可重鍍修復(fù)，從該泵開(kāi)始使用到報(bào)廢所應(yīng)力的時(shí)間稱(chēng)為壽命。 設(shè)抽油泵經(jīng)過(guò)一個(gè)檢泵周期的使用，其磨蝕量為 1δ ，則允許檢泵次數(shù)為 1max 11hδ δδ δn ?? ? (343） 式中 ： 1maxδ — 泵筒磨蝕極限， mm； 1δ — 每一檢泵周期泵筒磨蝕量， mm； δh — 每次修珩泵筒的珩量， mm； n — 允許檢泵次數(shù)，應(yīng)取比計(jì)算結(jié)果略小的整數(shù) 。 對(duì)于小泵而言，一般 n＞ 1，即可以使 用 一個(gè)或多個(gè)檢泵周期；對(duì)于大泵而言，可能 n＜ 1，即使用一個(gè)檢泵周期后泵筒將報(bào)廢。所以檢泵周期和壽命計(jì)算為 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 1δJfTV? ( 1)SJT n T?? (344） 、柱塞 的設(shè)計(jì)與計(jì)算 柱塞是抽油泵的重要零件，它與泵筒組成一個(gè)運(yùn)動(dòng)副，同時(shí)它又是游動(dòng)閥，柱塞上部閥罩等部件的支持件。抽油泵修復(fù)時(shí)往往通過(guò)加大柱塞尺寸來(lái)恢復(fù)泵隙大小的要求。 . 對(duì)柱塞的性能要求 （ 1）柱塞的材料，強(qiáng)化工藝應(yīng)與泵筒構(gòu)成理想的匹配； ○1 避免因電化學(xué)作用而加速腐蝕、磨損和黏住，像鍍鉻泵筒不可配用鍍柱塞等。 ○2 柱塞 與泵筒的磨損速度大體相仿或柱塞略快些。 ○3 柱塞與泵筒表面摩擦系數(shù)以小些為佳。 （ 2）要有足夠的強(qiáng)度、剛度； （ 3） 要有較好的耐磨、抗腐蝕能力； （ 4） 盡量減少液力損失。 圖 34 柱塞 . 柱塞的材料 柱塞的材料主要有碳素鋼、合金鋼、不銹鋼和有色金屬等，常用的是碳素鋼。 柱塞表面強(qiáng)化工藝主要是金屬?lài)姾负湾冦t，由于噴焊層在厚度，結(jié)合強(qiáng)度、耐磨、抗腐蝕和易形成油膜等方面都優(yōu)于鍍鉻，且與共滲泵筒，鍍鉻 泵筒都能構(gòu)成良好的匹配，使用日漸廣泛。合金鋼淬火柱塞也有少量應(yīng)用。 各種柱塞材料和工藝對(duì)井下介質(zhì)適應(yīng)能力見(jiàn)表 38 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 表 38 柱塞材料選用 序號(hào) 材料及工藝 零件硬度 HRC 碳素鋼 合金鋼淬火 不銹鋼 有色金屬 淬火的 鍍鉻的 鍍鎳的 金屬?lài)姾副Ｗo(hù)螺紋的 普通 鍍鉻 海軍黃銅 海軍黃銅鍍鉻 蒙乃爾合金 蒙乃爾合金鍍鉻 工況 56 67 68 62 56 84B 70 80B 70 70 1 2 無(wú) 無(wú) +磨損 A B A A A B A A A B A X A A A X A A A X A A 3 4 5 6 高硫化氫 高硫化氫 +磨損 低硫化氫 低硫化氫 +磨損 X X X X X X X X B B A A A A A A X X X X C X C X C C C C X X B X C C B B A X A X A A A A 7 8 9 10 高二氧化碳 高二氧化碳 +磨損 低二氧化碳 低二氧化碳 +磨損 X X X X X X B B B B A A A A A A X X X X B A A A B B A A X X B X X X B B A X A X A A A A 11 12 13 14 高硫化氫 +二氧化碳 高硫化氫 +二氧化碳+磨損 低硫化氫 +二氧化碳 低硫化氫 +二氧化碳+磨損 X X X X X X X X B B A A A A A A X X X X C X C X C C C C X X C X X X C X A X A X A A A A 15 16 17 18 高鹽水 高鹽水 +磨損 低鹽水 低鹽水 +磨損 X X C C X C C C A A A A A A A A X X C C X X B X C C B B X X A X C C A A A X A X A A A A 19 氧 X C A A X A A A A A A 注： A— 最佳應(yīng)用； B— 廣泛應(yīng)用； C— 可以應(yīng)用； X— 不推薦應(yīng)用。 選用泵筒材料 45 鋼 金屬?lài)姾?。 . 柱塞的技術(shù)要求 柱塞應(yīng)能適應(yīng)大批量的需要，并可以獲得各種不同的泵隙供用戶(hù)選擇，將柱塞外徑分為若干基本尺寸，分別記為 0 號(hào)、 1 號(hào)??。 0 號(hào)柱塞的基本尺寸是公稱(chēng)尺寸，以后代號(hào)增加 1 號(hào)其基本尺寸減少 ㎜。 0 號(hào)柱塞的基本直徑為 d=D,1 號(hào)為d=??修泵是需要加大柱塞，也用代號(hào)表示，為： +1 號(hào)、 +2 號(hào)?? 每加大一西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 號(hào)基本直徑增加 ㎜ . （ 1）外徑制造偏差為 ； （ 2）形位偏差： 圓度偏差為 ； 柱塞中部徑向跳動(dòng) ； （ 3） 外圓表面粗糙度不大于 ； （ 4） 噴鍍層厚度及硬度見(jiàn)表 39。 表 39 柱塞噴（鍍）層厚度及硬度 項(xiàng)目 表面處理方法 噴（鍍）層厚度（ ㎜ ） 表面硬度 （ HRC） 心部硬度 （ HB） 金屬?lài)姾? ≥ 58～ 66 207～ 240 鍍鉻 ≥ ≥62 . 柱塞強(qiáng)度計(jì)算 （ 1）危險(xiǎn)斷面 柱塞分公螺紋和母螺紋兩種。 推薦公螺紋計(jì)算直徑 ?? Dd （ 345） = = 用計(jì)算得的螺紋大徑 d，按抽油泵專(zhuān)用螺紋選擇標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。公螺紋柱塞的危險(xiǎn)斷面在螺紋卸荷槽處，危險(xiǎn)斷面承載面積 F 為 )(4 22OJ DDF ??? （ 346） 式中 : F承載面積， mm2； DJ卸荷槽直徑， mm； DO柱塞內(nèi)孔直徑， mm； 推薦柱塞內(nèi)孔直徑 mmDDO?????? （ 347） 計(jì)算得 222 0 7)(4mmF??? ? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 （ 2）交變載荷及應(yīng)力 柱塞最大載荷發(fā)生在柱塞上行程時(shí)，無(wú)法測(cè)定最大和最小載荷， 推薦用下式 估算 KNHDQ2323m a x??????? (348) 0min?Q M P aFQ)( 9 6 3/6m a xm a x?????? 0/m inm in ?? FQ? 可用古德曼圖圖解法或解析法確定安全系數(shù)。 柱 塞 計(jì) 算 直 徑 mmDDd O ??? , 則 柱 塞 直 徑 系 數(shù) 為 2? ??? ddC D （ 349） 其他系數(shù)與泵筒相同，則實(shí)際耐久極限 ?? bphSDLn CCCCC ?? （ 350） 古德曼圖的 Ⅰ 區(qū) 、 Ⅱ 區(qū)分界處平均應(yīng)力 MP anbnsbT )( ?? ?? ?? ???? （ 351） 柱塞平均應(yīng)力 M P am )( m inm a x ??? ??? （ 352） 所以柱塞工作在古德曼圖Ⅱ區(qū)。允許最大應(yīng)力振程 M P abmnJK 0 1)6 3 ( 5 42)1(2??????? ???? （ 353） 實(shí)際應(yīng)力振程 M P ar inm a x ??? ??? （ 354） JKr ?? ? ,此疲勞強(qiáng)度足夠，其安全系數(shù)為 ??? rJKn ?? （ 355） 、 泵閥 的設(shè)計(jì)與計(jì)算 泵閥由閥球與閥座組成，是抽油泵重要組件和易損件。它對(duì)抽油泵的泵效與工作西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 可靠性有很大的影響