【正文】 在以后的學習工作中，應(yīng)該杜絕這種不良的學習習慣，每次遇到新的知識都應(yīng)把他弄懂、吃透。通過此次的設(shè)計，讓我感受到自己的專業(yè)知識學得還不夠扎實，很多理論知識只理解了表面含義，并沒有透徹的深究它的含義。而這一次的畢業(yè)設(shè)計和我們以前做過的課程設(shè)計相比較，更加偏重于實踐，具有很強的應(yīng)運性。在這即將完成之際，回想這幾個月來經(jīng)歷的一點一滴，使我深有感悟。由于本人知識有限且經(jīng)驗不足，資料有限，有些設(shè)計環(huán)節(jié)仍缺少考慮，望各位老師和同學提出寶貴意見，批評改正。工作過程中，泵筒、外管的上下兩端分別被機械鎖緊機構(gòu)和皮碗密封結(jié)構(gòu)密封，所行程的環(huán)形油液帶具有壓力調(diào)節(jié)器的作用，有效緩解泵筒內(nèi)油液的交變壓力造成的泵筒內(nèi)徑收縮、外帳趨勢，并對正泵起到扶正、減振作用。底部以由皮碗、支撐皮碗座圈、支撐皮碗壓帽、密封短節(jié)等構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)。我們此次設(shè)計的機械固定于密封分置的桿式抽油泵是在常規(guī)桿式抽油泵的基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)改造而成的。如取混合液中含水量的百分比，則計算出由上計算所得結(jié)論可求出泵效（排量系數(shù)）：5 結(jié) 論基于抽油泵原理簡單、可靠耐用、使用方便等優(yōu)點，在石油工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；旌弦褐泻康捏w積百分比為 （386）由此得 將上式代入，簡化后得 （387）由上式可見，當時（即無水時），而當時（即全部為水時）。一般由實驗確定，并用表格式圖線形式給出。為了考慮上述的體積變化，采用了體積系數(shù)，原油的體積系數(shù)用來表示，而水的體積系數(shù)用來表示。因為這個壓力降僅當柱塞向上沖程時存在，這么漏失就產(chǎn)生在泵工作循環(huán)的一半時間內(nèi)。盡管泵正常工作，由于油管絲扣、泵的連接部分及泄油器密封不嚴，都會因漏失而降低泵效。固定閥漏失會減少進入泵內(nèi)的液量。柱塞與襯套的間隙漏失、游動閥漏失，都會使從泵內(nèi)噢愛出的液量減少。根據(jù)虎克定律來計算： （383）式中 —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； —泵的排出壓力，Pa； —泵的吸入壓力，Pa； 、—柱塞、抽油桿及油管金屬的橫截面積，； L—抽油桿總長度，m； —液體密度，； E—鋼的彈性模量，； —動液面深度，m.根據(jù)此次設(shè)計可計算得=、=1000、=100m、L=1500m、=、=。因此對于深井，在一定的沖程、沖數(shù)范圍內(nèi)，增加沖數(shù)時，由于振動的影響，泵的排量增加不多，甚至不增加。不論是上沖程還是下沖程，抽油桿振動引起的伸縮對柱塞沖程的影響是一致的，既要增加都增加，要減小都減小。抽油桿柱所受的載荷不同，則伸縮變形的大小不同。因此，確定最大值和最小值的平均數(shù)作為泵筒的充滿系數(shù) = （381）根據(jù)抽油泵工況可得出充滿系數(shù)以中原油田采油三廠的W153井為例，=1/45==600/4000=、余隙容積系數(shù)代入上式（381）得： 柱塞的沖程損失系數(shù) 一般情況下，柱塞沖程小于光桿沖程，它是造成泵效小于1的重要因素。 上述推導時假設(shè)余隙容積中氣體的分離和溶解都是瞬時進行的，所以用上式計算得出的值偏低。這樣就使進入泵筒的混合液體體積減小了。這時，由于油管中壓力一般很大，使存留在余隙容積中的天然氣受壓縮，全部轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈿狻３橛捅玫挠嘞度莘e是當柱塞在下死點時，在固定閥和游動閥間的體積。 （380）式中 R當壓力溫度條件下泵吸入處的氣液體積比。如上所述，泵筒的充滿系數(shù)是考慮被輸送液體中自由氣的影響。因此，在抽汲時總是氣液兩相同時進泵，氣體進泵必然減少進入泵內(nèi)的液體量而降低泵效。下面較詳細地討論上述幾個系數(shù)及其計算方法。有時由于抽油泵的襯套錯位以及油管接箍的松開和不密封也會造成排量系數(shù)顯著下降。應(yīng)該指出，除了柱塞和泵筒間的間隙漏失量量外，其它漏失量很難用計算方法來確定。屬于不隨時間變化的因素有：混合液中自由氣的影響抽油桿和油管的彈性變形對柱塞有效沖程長度的影響經(jīng)地面脫氣和冷卻后液體體積收縮的影響。二者的比值稱為排量系數(shù)，即泵效。4 泵的排量和泵效計算 泵的排量計算當抽油泵柱塞向上移動一個有效沖程長度時，排出的液體體積為 （374）當抽油泵柱塞向下移動同樣值時，排出液體體積為 （375）所以，在柱塞上下兩個沖程中，抽油泵排出的液體體積等于 （376）設(shè)柱塞的沖程次數(shù)為,那么抽油泵的每日排液量為 （377）在抽油泵柱塞和抽油機驢頭懸點間有一條長長的傳遞往復運動的抽油桿，抽油桿可看作彈性桿柱，因此，柱塞的運動不但在沖程長度上，而且在相位上和驢頭懸點運動都不一致，就是說柱塞的沖程長度不等于驢頭懸點的沖程長度。表312 各種閥罩性能對比對比項目倒壇型槽型球室型組合型四槽三槽直孔大流道導向性能飄忽量（mm）～～相對飄忽量～～～～～流道面積比～～～～～～液體流動較好較好較好一般較好一般入座泵效損失大較小較小一般較小較小適應(yīng)能力一般較好 較好一般較差較好制造工藝性較好較差較差一般較好較好成本較低較高較高一般較低一般綜合評價較差較好較好一般一般一般（3）閥罩主要技術(shù)參數(shù)的選擇 閥罩是抽油泵所有零件中結(jié)構(gòu)設(shè)計計算最為繁瑣的零件之一，合理的選擇其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)可以簡化反復調(diào)整的過程，從而獲得較好的設(shè)計。 槽型球室型閉式閥罩是一種性能優(yōu)良德爾閉式閥罩，推薦使用。在稠油中不推薦使用。e) 可更換芯子，閥罩體可重復使用，可降低成本，并有利于經(jīng)常保持閥罩性能優(yōu)良。這種閥罩的特點是：a) 與槽型球室型閥罩一樣，它具有良好的導向性能；b) 流道面積較小，～；c) 出油孔面積較大，減少液力損失；d) 芯子一般由耐腐蝕，耐磨損的鎢鈷合金精鑄而成，外表面僅需少量加工，制造比槽型球室閥罩簡單。大流道結(jié)構(gòu)閉式閥罩用于泵閥效果也是好的。整筒泵大部分采用槽型球室型閉式閥罩，最常用的是四槽結(jié)構(gòu)，對于稠油可用三槽結(jié)構(gòu)。e) 斜槽結(jié)構(gòu)和直孔結(jié)構(gòu)制造工藝復雜，一般需要專用設(shè)備。c) 井液自下面上流過斜槽時，液體對閥球有一個向下的分力，使閥球不會緊靠在球室頂端，這樣不但增加了出油孔面積，而且當柱塞反方向時，此分力促使閥球迅速下落，減少入座泵效損失。b) ~；。第三種是從閉式閥罩上端鉆一組直孔，其深入球室部分形成凹槽，流道面積增大，且液體阻力較小，稱為大流道結(jié)構(gòu)。它的出油孔有三種類型，第一種是先鉆出與直槽相對應(yīng)的斜孔，然后在中央鉆一個大孔把它們穿通，使球室頂部形成斜出油槽，故稱為斜槽結(jié)構(gòu)。2）槽型球室閉式閥罩圖37 槽型球室型閉式閥罩 它是一種整體結(jié)構(gòu)的閉式閥罩。倒壇形閉式閥罩是國內(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閥室中心位置徑向移動到球室壁的最大距離，用λ（mm）表示。柱塞閉式閥罩的流道面積與泵筒內(nèi)孔斷面積之比（以下稱流道面積比）~。球室與球之間的環(huán)狀空間形成流道，它的出油孔是4個或3個直孔。 圖36 倒壇式閉式閥罩它是一種整體結(jié)構(gòu)的閉式閥罩。 各種閥罩結(jié)構(gòu)和特點（1）開口閥罩各種開口閥罩的結(jié)構(gòu)都較接近,開口閥罩的特點是：a) 有良好的導向性能；b) 有較大的流道面積；c) 工藝性比較好，制造成本低。閉式閥罩按球室結(jié)構(gòu)可分為倒壇型、槽型球室型和組合型三種。閥罩選用45鋼。 閥罩的材料閥罩一般用碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼等材料制造，組合型閥罩的芯子也要用耐磨合金制造。由于閥罩所處的空間較小，要求結(jié)構(gòu)緊湊，這給設(shè)計帶來一定的困難，所以閥罩設(shè)計著重于結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，并進行強度與壽命驗算。根據(jù)使用要求，也可僅一面有臺肩。環(huán)槽型的環(huán)槽中可以安裝O形密封圈，增加外圓密封能力，但有時它與端面密封發(fā)生干涉，密封效果未必很好，故現(xiàn)在較少使用 。平型是最常用的一種，已經(jīng)標準化了。（5） 閥座口研合寬度閥座口研合寬度的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(yīng)合理選擇。（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45~。當然無論鉻鎢鈷合金或硬質(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或硬質(zhì)合金制造的閥座。根據(jù)抽油泵及其組件規(guī)范，㎜，㎜。根據(jù)計算結(jié)果取最接近的標準球，見表312 閥球直徑規(guī)格。（2） 閥球直徑的選擇閥球直徑大小對液體流動設(shè)計、泵閥開啟靈活性和結(jié)構(gòu)布置合理性有較大的影響。（7）球與座應(yīng)達到互換要求。常規(guī)實驗（用于批量檢驗），5秒鐘內(nèi)真空度不下降。（5），；。表311 閥球、座的材料及硬度材料6Cr18Mo9Cr18Mo35鉻鎢鈷合金40鉻鎢鈷合金碳化鎢合金閥球 HRC5763 HRC5668HRA=88閥座HRC5258 HRC5461 HRA=88 (2)。因此本設(shè)計中泵閥選用高鉻不銹鋼，閥球用9Cr18Mo，閥座用6Cr18Mo。各種閥球及座的材料對井下介質(zhì)的適應(yīng)能力見表310。（2）鉻鎢鈷合金球及座它有較好的密度，較好的耐磨性和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于高鉻不銹鋼、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，入口處阻力較小；(5) 閥球開啟瞬間的過流面積較大，提高進油效能；(6) 對閥座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。允許最大應(yīng)力振程 （353）實際應(yīng)力振程 （354）,此疲勞強度足夠，其安全系數(shù)為 （355）、泵閥的設(shè)計與計算泵閥由閥球與閥座組成，是抽油泵重要組件和易損件。公螺紋柱塞的危險斷面在螺紋卸荷槽處，危險斷面承載面積為 （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 （347）計算得 （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，無法測定最大和最小載荷，推薦用下式估算 (348) 可用古德曼圖圖解法或解析法確定安全系數(shù)。表39 柱塞噴（鍍）層厚度及硬度項目表面處理方法噴（鍍）層厚度（㎜）表面硬度（HRC）心部硬度（HB）金屬噴焊≥58～66207～240鍍鉻≥≥62. 柱塞強度計算（1）危險斷面柱塞分公螺紋和母螺紋兩種。0號柱塞的基本尺寸是公稱尺寸，㎜。選用泵筒材料45鋼金屬噴焊。合金鋼淬火柱塞也有少量應(yīng)用。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。 柱塞與泵筒表面摩擦系數(shù)以小些為佳。. 對柱塞的性能要求（1）柱塞的材料，強化工藝應(yīng)與泵筒構(gòu)成理想的匹配； 避免因電化學作用而加速腐蝕、磨損和黏住，像鍍鉻泵筒不可配用鍍柱塞等。所以檢泵周期和壽命計算為 (344）、柱塞的設(shè)計與計算柱塞是抽油泵的重要零件，它與泵筒組成一個運動副，同時它又是游動閥，柱塞上部閥罩等部件的支持件。設(shè)抽油泵經(jīng)過一個檢泵周期的使用，其磨蝕量為，則允許檢泵次數(shù)為 (343）式中 ： —泵筒磨蝕極限，mm； —每一檢泵周期泵筒磨蝕量，mm； —每次修珩泵筒的珩量，mm； n —允許檢泵次數(shù)，應(yīng)取比計算結(jié)果略小的整數(shù)。檢泵時有兩種情況，一是泵筒未達到磨蝕極限，仍可繼續(xù)使用或經(jīng)珩磨圓整修復后繼續(xù)使用，即做一次檢泵工作，從下井到檢泵所經(jīng)歷的時間稱為檢泵周