【正文】 為了克服普通鋼抽油桿質(zhì)量大、耗能高、失效頻繁、活塞效應(yīng)大、起下作業(yè)速度慢、易偏磨的缺點(diǎn)， 20 世紀(jì) 80 年代初美國利用獨(dú)特的航空航天材料和工程技術(shù)，開始研制碳纖維抽油桿。碳素桿起升單元主要承擔(dān)碳素桿的起下作業(yè)工作；液壓控制單元主要為碳素桿起升單元、光桿起升單元、纏繞盤單元提供液壓動(dòng)力并承擔(dān)上述三個(gè)單元的控制工作；測(cè)控單元完成主要作業(yè)參數(shù) (下泵深度、懸重、工作液溫度、壓力等 )的測(cè)試功能。作業(yè)車采用全液壓控制，引入了智能控制技術(shù)進(jìn)行作業(yè)過程的監(jiān)控，作業(yè)車主要包括纏繞盤單元、光桿起升單元、碳素桿起升單元、液壓控制單元、測(cè)控單元。尤其在這一技術(shù)中的產(chǎn)品性能、節(jié)能效果，與國外的專用作業(yè)車比較有一定的優(yōu)勢(shì) ??14 ，顯示出了其大面積推廣的巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 西安石油大學(xué)研制了一種將桿柱起升 (下放 )與桿柱纏繞分別驅(qū)動(dòng)的新型碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車。勝利石油管理局工程機(jī)械總廠根據(jù)該廠第一代碳纖維抽油桿作業(yè)設(shè)備的不足，研制了第二代全液壓、智能控制作業(yè)設(shè)備。勝利機(jī)械廠試組裝了一臺(tái)連續(xù)油管作業(yè)車，其注入頭、滾筒等主要部件均是從大慶油田 80 年代進(jìn)口的一臺(tái)連續(xù)油管作業(yè)車上拆裝的。 2021 年長慶石油勘探局井下處從美國引進(jìn)的一套連續(xù)油管作業(yè)車于同年 5 月 3 日正式投入靖邊氣田施工，作業(yè)深度 4500 m,主要用于抽吸，氣舉、沖砂、排液等施工，這套設(shè)備的引進(jìn)，不但對(duì)提高生產(chǎn)時(shí)效起到不可低估的作用，還大大減輕了員工勞動(dòng)強(qiáng)度。至今，國內(nèi)共引進(jìn)連續(xù)油管作業(yè)車已超過 29 臺(tái)，主要分布在大慶、 四川、 吉林、 吐哈、 塔里木等油田。 1972 年，我國引進(jìn)了第一臺(tái)波恩公司生產(chǎn)的連續(xù)油管作業(yè)車。該型 CTU適合于 45～ +45℃ 的環(huán)境下作業(yè)，各部件封裝在防碰框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，液壓動(dòng)力系統(tǒng)采用封閉和隔音結(jié)構(gòu) ??23 。 2 圖 11 車裝式連續(xù)油管作業(yè)機(jī) 圖 12 拖車式連續(xù)油管作業(yè)機(jī) 圖 13 橇裝式連續(xù)油管作業(yè)機(jī) 3 圖 14 拖車帶吊車式連續(xù)油管作業(yè)機(jī) 圖 15 拖車帶井架式連續(xù)油管作業(yè)機(jī) 美國 Hydra Rig 公司研制的復(fù)合型 CTU，除了配備常規(guī) CTU 外，還裝備有鉆臺(tái)、天車、井架、游車、液壓大鉗等，注入頭、導(dǎo)向器與控制室置于鉆臺(tái)上， 采用自動(dòng)控制技術(shù)、傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)整套裝備實(shí)施全面監(jiān)控，具有自動(dòng)司鉆功能。此外，一些專用連續(xù)油管設(shè)備的相繼問世，如處理大直徑連續(xù)油管完井管柱的 連續(xù)油管完井作業(yè)機(jī)、能夠操作連續(xù)油管和接頭連接管柱的連續(xù)油管鉆井作業(yè)機(jī)、湖泊和沼澤地區(qū)使用的駁船式作業(yè)機(jī)、北極地區(qū)使用的全封閉式作業(yè)機(jī)等 , 使得地面設(shè)備的品種和型式更加豐富。前 2 種用于陸上，后者主要用于海洋。此后，開始有各式各樣的連續(xù)油管作業(yè)車在油氣田作業(yè)。 I 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................................. 1 連續(xù)抽油桿作業(yè)車的發(fā)展背景 ........................................................................... 1 連續(xù)抽油桿的應(yīng)用情況 ............................................................................. 1 作業(yè) 車基本功能結(jié)構(gòu) ................................................................................. 5 碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車的應(yīng)用前景 ..................................................... 5 碳纖維連續(xù)抽油桿的特點(diǎn)及應(yīng)用前景 ............................................................... 5 碳纖維連續(xù)抽油桿的發(fā)展歷史 ................................................................. 5 碳纖維連續(xù)抽油桿的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用前景 ......................................... 6 2 碳纖維桿作業(yè)車夾持裝置方案對(duì)比分析 ..................................................................... 9 動(dòng)力方案對(duì)比 ....................................................................................................... 9 動(dòng)力源選擇 ................................................................................................. 9 動(dòng)力方案對(duì)比 ............................................................................................. 9 夾緊方案對(duì)比分析 ............................................................................................... 9 雙油缸夾緊 ............................................................................................... 10 單缸夾緊 ................................................................................................... 10 本設(shè)計(jì)所采用的方案 ......................................................................................... 11 本設(shè)計(jì)的工程背景： ............................................................................... 11 本設(shè)計(jì)擬定的初步方案 ........................................................................... 11 3 碳纖維桿作業(yè)車夾持裝 置設(shè)計(jì)分析 ........................................................................... 12 夾持裝置的工作原理 ......................................................................................... 12 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 13 夾持塊整體結(jié)構(gòu)受力分析 ....................................................................... 13 鏈條設(shè)計(jì) ................................................................................................... 14 鏈輪設(shè)計(jì) ................................................................................................... 15 鏈傳動(dòng)的張緊與潤滑 ............................................................................... 16 齒輪組設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 16 齒輪扭矩 ................................................................................................... 17 彎曲疲勞許用應(yīng)力 ................................................................................... 17 齒高比 ....................................................................................................... 17 載荷系數(shù) ................................................................................................... 18 齒形系數(shù) ................................................................................................... 18 比較選擇系數(shù) ........................................................................................... 18 齒輪 尺寸計(jì)算 ........................................................................................... 18 齒輪的校核 ............................................................................................... 19 主動(dòng)鏈輪軸設(shè)計(jì) ................................................................................................. 20 基本參數(shù) ................................................................................................... 20 鏈輪上的力 ............................................................................................... 20 初步確定軸直徑 ....................................................................................... 20 主動(dòng)鏈輪 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................... 20 軸受 力分析簡圖 ....................................................................................... 22 求軸上載荷 ............................................................................................... 22 II 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 ............................................................... 24 液壓馬達(dá)選擇 ..................................................................................................... 25 液壓馬達(dá) 功率 ........................................................................................... 25 液壓馬達(dá) 轉(zhuǎn)速 .............................................