【正文】 5. 參考文獻[1]. SY/T 5143—1998，中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準[S]. 中國石油天然氣總公司，1998.[2]. —88，中華人民共和國國家標準—石油油管螺紋[S]. 中華人民共和國石油工業(yè)部，1988.[3]. 沈迪成 艾萬誠，等. 抽油泵[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，1994: 206—254.[4]. 李繼志，（第二版）[M].山東：中國石油大學出版社，2006：108120.[5]. [M]. 北京:高等教育出版社，2001.[6]. [M] .山東東營:石油大學出社，2001:135～141[7]. [M].北京:石油工業(yè)出版社，2000:489～512.[8]. 趙懷文，[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995：139.[9]. 陳如恒，[J].內(nèi)江科技，2005，73（2）：123134[10]. 張自學，兆文清，王鋼. 國內(nèi)外新型抽油機[M].北京:石油工業(yè)出版社，1994：145～177.[11]. 孫廣泰，[J].石油機械，1986，12（6）：5760.[12]. [M].北京：石油工業(yè)出版社，：105～106.[13]. 濮良貴，紀名剛. 機械設(shè)計[M].（第七版）. 北京:高等教育出版社，2004.[14]. 鞠魯粵. 工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)[M]．（修訂版）. 北京:高等教育出版社，2009.[15]. 甘永立. 幾何量公差與檢測[M]．(第八版). 上海：上?？茖W技術(shù)出版社，2009.[16]. 劉鴻文. 材料力學[M]. (第四版). 北京:高等教育出版社，2005.[17]. [M]．北京：高等教育出版社，2003:1354.[18]. 吳永健. 機械圖的尺寸注法[M].(第一版). 北京：機械工業(yè)出版社，1981.[19]. Ynezawa Tetsuo，Cargill E J，Gaynor T M，et controlled drilling：A new rotary steerable drilling system for the oil and gas ，2002，74458.[20]. Amir Awan， Jaywant Verma ，et Rotary Steerable Systems Offer a Step Change in Drilling Performance. SPE ，2008，115491.[21]. Bronwyn Cox and Louis Romo， BP America Production Co，et al. Extreme Drilling Environment Forces Evolution of Rotary Steerable Systems and Rotary Steerable Bit Technology. SPE/IADC ，2007，105906.[22]. Woods , H. B ,Lubinski ,A. Use of Stabilizers in Control2 ling Hole Deviation. Dpp ,Mar. ,1955.[23]. Ligrone A ,Oppelt J . The fastest way to the bottom：straight2 hole drilling drilling device drilling concept ,design considera2 tions ,and field experience[ R] . SPE 36826 ,1996 ：115O126.。 在油氣比較高的生產(chǎn)井中，由于氣體的可壓縮性的影響，往往造成游動閥球遲后打開或打不開，嚴重的可造成氣鎖，使泵抽空或嚴重地影響泵的效率，直接影響井的產(chǎn)量。本裝置采用了機械起動和關(guān)閉的標槍閥結(jié)構(gòu)，在上沖程時提前關(guān)閉，下沖程時提前打開。本次設(shè)計是針對含氣量較大的油井設(shè)計的，對管式抽油泵增加了防“氣鎖”裝置。其原理簡單、可靠耐用、管理方便，在石油工業(yè)中得到廣泛應用。倒壇型閉式閥罩是國內(nèi)組合泵常用的結(jié)構(gòu)，由于它的入座泵效損失較大，不宜用于抽汲速度高的工作制中。相對飄忽量越小，導向性能越好。所謂飄忽量是指閥球從球室中心位置徑向移動到球室壁的最大距離，用表示。本設(shè)計采用倒壇形閉式閥罩，如圖39材料選擇45 鍍鎳碳素鋼，熱處理工藝使用調(diào)質(zhì)，硬度為HB229 ~ 269。熱處理用調(diào)質(zhì)工藝，硬度HB229269。 對閥罩的性能要求（1）有良好的導向性能，減少閥球在球室內(nèi)飄忽，提高抽油泵充滿系數(shù)；表310 泵閥設(shè)計計算序號項目帶護錐式（固定閥）1閥球直徑 2密封錐半錐角 3硏合寬度 4硏合深度 5節(jié)徑 6閥座孔徑 7閥口大徑 8閥座端面大徑 9心座距 10球室高度 11閥座厚度 12沉沒度 13密封能力系數(shù) （2）有適度的流道面積，減少液力損失；（3）合理的閥球回跳高度；（4）有足夠的強度，適當?shù)挠捕扰c耐磨性，良好的抗腐蝕能力。扁平型 環(huán)槽型 凸緣型圖36 閥座外形結(jié)構(gòu)泵閥結(jié)構(gòu)設(shè)計計算各種結(jié)構(gòu)泵閥設(shè)計計算公式見表310 閥罩的設(shè)計與計算閥罩是對抽油泵泵效有明顯影響的零件。平型是常用的一種，已經(jīng)標準化了。圖35 帶護錐式（5）閥座口研合寬度閥座口研合寬度a大小不但直接影響閥座密封性能和結(jié)構(gòu)，而且會影響閥座加工難度和生產(chǎn)效率，應合理選擇。以提高閥座、閥罩等零件的通用性。推薦2=70176。從閥座孔過流面積的大小、密封性能的優(yōu)劣、泵閥啟閉的靈活程度、密封穩(wěn)定性的好壞和始啟瞬間過流面積的大小等角度綜合考慮，2的理想取值范圍65176。（4）閥座錐角的選擇閥座錐角的大小是否適當，往往直接影響抽油泵泵效的好壞，常用閥座錐角2取值范圍為45176。但無論鎢鈷鉻合金或硬質(zhì)合金閥座均可用帶護錐式。不完全研合式適用于鉻鎢鈷合金制造的閥座。固定閥閥球直徑應根據(jù)結(jié)構(gòu)空間選擇。（5）球與座應達到互換要求。（2）圓度偏差＜50 圓度偏差＜＞50 圓度偏差＜2（3）。根據(jù)《抽油泵》結(jié)合防氣抽油泵氣液混合的工況，泵處于高硫化氫、二氧化碳和磨損的情況下，綜合考慮 選擇鉻鎢鈷合金球及座。（2）鉻鎢鈷合金球及座它有較高的密度，較好的耐磨性和很強的抗腐蝕能力，除在高腐蝕加磨損的介質(zhì)中使用性能比碳化鎢硬質(zhì)合金稍差外，其余指標接近硬質(zhì)合金，制造成本比硬質(zhì)合金低，故有優(yōu)勢，國內(nèi)也有工廠生產(chǎn)。 泵閥的材料目前閥球與閥座主要用高鉻不銹鋼、鉻鎢鈷合金或碳化鎢合金制造，也有用有色金屬制造，用軸承鋼做的球和座已趨向淘汰。 對泵閥的性能要求（1）有良好的密封性能，以保證抽油泵在各種工況下正常工作；（2）有良好的密封穩(wěn)定性，使閥球即使在異常力作用下仍能工作；（3）閥球啟閉靈活、迅速，不得有阻滯現(xiàn)象，更不允許卡死；（4）閥座孔面積較大，入口處阻力較??；（5）閥球開啟瞬間的過流面積較大，提高進油效能；（6）對閥口上沉積物有較強的沖刷能力，保證工作可靠；（7）有較好的耐磨性能，較強的抗腐蝕能力和較大的密度。 泵閥的設(shè)計泵閥由閥球和閥座組成，是抽油泵重要組件和易損件。如0號柱塞基本直徑為d=D，1號為d=……修泵時需要加大柱塞，也用代號表示為：+1號、+2號……。 柱塞的技術(shù)要求柱塞應能適應大批量生產(chǎn)的需要，并可以獲得各種不同的泵隙供用戶選擇，將柱塞外徑分成若干基本尺寸，分別記為0號、1號等。根據(jù)《抽油泵》結(jié)合防氣抽油泵氣液混合的工況，泵處于高硫化氫、二氧化碳和磨損的情況下，綜合考慮 選擇鍍鎳碳素鋼作為硬柱塞體。柱塞表面強化工藝主要是金屬噴焊和鍍鉻，由于噴焊層在厚度、結(jié)合強度、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，使用日見廣泛。（2）要有足夠的強度、剛度；（3）要有較好的耐磨、抗腐蝕能力；（4）盡量減少液力損失。②柱塞與泵筒的磨損速度大體相仿或柱塞略快些。對柱塞的性能要求表36API管式泵最大下泵深度及允許掛尾管重量 （t）下泵深度（m） 泵 徑（mm）3540283621061658135511361500——1600——1700———1800———1900———2000———表37 各種抽油泵最大下泵深度（m）泵型 泵 徑（mm）TH,TP—35402836—2106—16581355RHA253725321810—1254———RWA,RSA20991799—1172—966——RHB,RHT289528912231—1449———RWB,RSBRWT,RST25392216—1326—1008—— 對柱塞的性能要求（1）柱塞的材料。將符合美國API標準的整筒管式抽油泵最大下泵深度和允許加尾管重量見表36 API管式泵最大下泵深度及允許掛尾管重量以及表37各種抽油泵最大下泵深度由此可得對于兩個表滿足條件 柱塞的設(shè)計柱塞是抽油泵重要零件，它與泵筒組成一個運動副，同時它又是游動閥、柱塞上部閥罩等零部件的支持件。 （350） 最大下泵深度應是從強度出發(fā)所得和從疲勞出發(fā)所得之中的小者。 （347） MPa在下泵深度H和筒內(nèi)壓力P均未知時是無法確定工作在某區(qū)的，求解時可先初設(shè)在Ⅰ區(qū)，由表35得 （348） 有 （349）如果,工作在Ⅰ區(qū)，否則工作在Ⅱ區(qū)。如果工作在古德曼圖Ⅰ區(qū)，由表35得最大應力振程為 （344） ） 故在Ⅰ區(qū)滿足疲勞強度要求。[] = 353 / （333） = MPa MPa故滿足強度要求。（4）應力分析從泵筒上取一應力元（如圖34），它受三向應力，危險點在泵筒內(nèi)徑處。因泵筒組自重占軸向載荷的比例不大，可忽略不計；為安全起見，井液浮力不予考慮。 （321）因此 =44mm =危險斷面承載面積： （322） 式中 —— 危險斷面承載面積，mm2； —— 計算內(nèi)經(jīng)，mm； —— 計算外徑，mm。 —— 螺紋螺紋大徑，mm； —— 螺距，mm。如圖（33）所示泵筒危險斷面兩端螺紋處。對于管式泵（TH、TP）受復合抗力。②按泵筒兩端螺紋結(jié)構(gòu)可分為外螺紋和內(nèi)螺紋兩種，本次設(shè)計采用外螺紋。 泵筒強度計算（1）泵筒分類①按泵筒壁厚可分為薄壁筒、