抽油杆柱组合设计方法

1、中华人民共和国石油天然气行业标准sy/t 590393抽油杆柱组合设计方法1994-06-01 实施1994th-06 发布中国石油天然气总公司发布1主题內容与适用范围(1)2代号(i)3抽油忏柱近似等强度组合设计方法(3)4抽油忏柱等强度组合设计方法(5)附录a 抽油杆柱组合设计表(补充件)(7)附录b 抽油杆柱组合设计示考件)(23)中华人民共和国石油天然气行业标准sy/t 590393抽油杆柱组合设计方法1主耀内容与适用范围本标准规定了抽油杆柱组合设计方法.本标准适用于油田常规油井条件下，游梁式抽油装暫的抽油杆柱组合设计，其它型式抽油装置的 抽油杆柱组合设计亦可参照使用。本标准不适用于斜

2、井离疑油及稠油井抽油装置的抽油杆柱组合设计。2代号2.1物理k代号见表2.2.2组合抽油杆柱代号采用杆柱最f部和敲上部的抽油杆規格代号（见表】）俎成.最下郃抽油杆规 格代号放在前面。例如：19mm, “mm, "mm抽油杆组成的汙柱，则组合抽浊杆柱代号表示为46.抽油杆規格代号45e739抽曲杆宾桧1318222529mm我2序9代 号名味*位1dr抽油聚公称直径2s冲wm3n冲次min*14l.抽曲泵来挂葆度m5 « ad级抽油杆组成的近似尊强度枯籾杆柱的极限下泵深厦m6t抽榆杆最低抗拉强度pa7几粲简与柱3s闻半干廉薬力n8d泵角与柱務在半径方向上的闾敗m9re 10流

3、st系数11p体蜜度4 kg/mj中国石油天拔气总公司1994-01-06批准 r xf »续表2序号i代号1名称|单位1上一號出阀宦孔直包m13抽汲液体动力粘度mp2s：4p;液体通过徘出阀的水力巫力产生的对柱塞底部向上的推力n15哄5紺出阀数冃个16a >摘油泵柱塞嚴面积m»17a 4橹出阀坐孔截面积18 丹作用左抽池杆柱底部的液体上浮力n19a r /最下部一级抽油杆横嚴直积m -209贯力加速度m/s£21p下行程时抽油杆柱底部受的总下行阻力nces需配加愆杆总长度1 m23加垂杆梯截面积-24-ip悯的密度25l.组合杆柱中第i级拍油护柱长岌26第

4、i级抽浊杆柱所占百分比（4怖）%27a抽油杆柱按长度加权平均载面积m -28>抽植杆柱自下而上依次编排戏级ft. 1. 2. m29a 9 ；第i级抽油杆柱橫裁面积m»30a 超它柱金51部分按长度加权平均横般而积m*31柚管柱自下而上依次按停径翁排的级数 1. 2. z32lf第，级浊管柱长度m33a i i第j级柚管柱金凰部分横載页积tn 234妙"抽曲杆柱在液体中的重力n35<?.第i级抽油杆单仪m度的韋力n/m36作用在抽诙泵柱疵上的液体ft荷n37h抽油泉沉没度m38几井口回圧pa39a抽曲机从上冲程开好對全部液柱:技荷加我给愚点时旳&点位移m

5、40e洞的弹性快債pa41叫抽曲机从上冲程开始列全部液体我荷加效给：b点时的曲柄转角rad42v变形分布系数43p.s；n续表2序号代号名称单位44超点最小飲荷n45a皮力波在抽油杆柱中的传橋速度.c-4968m/s46cl _下冲程勿食禹d正系效与抽物机的几何參敷和家的充灣程度有 关.衽抽汲不含代液体时.一般取c-0860.947i-sf古德曼使用系飲.它是个经駐敷值.与油井腐悚条件.抽油杆的 维护接作因x有关.一殼取sf-0.70.9,使用新抽柚杆和在无 烏蚀的曲井中工作时 sf可取1.0m曲柄紬量大担矩ng校枝点衣下碎杆柱扶长岌如权平均徽胚积tn1牧植点以下的嚴上聲一级抢袖杆柱称为第丿级

6、s.仪幺点以下抽柚杆柱长度m52st:以下mltth柱衣液滋中的念力n63a/榆古机从上冲住开绘対全粧藏体u律加紋给&松点聘的牧根点的 位涉_ m54捕盘机从上冲世开鮒邪金s5潦休战祈加微給校桟点跨的曲柄轲册.rad550/ttttaul下抽檎廿柱与油ittc定的变形分祐系效.56/牧檢点处抽曲杆所祇受的ii大負荷n57/i /牧舷处拎沖仟所承殳的量小収及 丫n68aft胶总点灶抽他杆檢假庞积m 13抽油杆柱近做篇込度齟合设计方法3.1抽油轩度d别的选挪3.1.1抽油杆强度级刖和对应的抗拉强度见表3.表 smpa抽油杆强度级别cdk抽油杆贱低抗竝事度4207847"96s68

7、87943.1.2在轻载荷或中載荷有轻微盐水屑烛的油井中，选择c级抽油杆3.1.3在中载荷有爲恢介质co” h.s的油井中，选拝k级拡油杆3.1.4在重載荷有轻微盐水曆蚀的油井中，选择d级抽油杆。3.2抽浊杆注下部加杠设计方逢与步3.2.1由已知d” 5,几三参数并以厶作为l.在附录a （补允件）表a1中査出合适的抽油杆柱组合形式及各级抽油杆柱所占比侥.3.2.2计算泵筒与柱疼闻半干凍擦力.p.=094（d"6）-14q =“, 亠严：o）3.2.3计算液体通过排出阀的水力阻力所产生的对柱疥底邹的向上推力 3.2.3.1计算番诺数.7?e=-52.83n$p<d?/（d&quo

8、t;j（2 ）3.2.3.2求流系数说*系数“可由09】中的-/（/?e）试酸曲线确定.亦可由式（3）或（4）计算求得.ss1试验曲线图1 一单悄泳箱式8 2矗铠球标准d3双球“0.28（当时）-0.37-ln/?e-l.s8 （当/?e>sx104时）3.2.3.3计算液体通过捋出阀的水力阻力所产生对柱塞底部的向上推力.p产揺辭i 血如（$”）'仇（3）（4）（6）3.2.43.2.5儿（ir/4）d；计算作用于抽油杆柱底部液体上浮力片儿厶血p 计算下行程时抽油杆柱底部所受的总下行81力 几几+几+几（6）（7）（s）r（9）3.2.6计算需配加杆长度.(»0>

9、厶右卩宀3.3加杆上抽谕杆扶個含檢灯方廉与步3.3.1计算各级抽油杆柱长度.根据按第3.2.1条选定的抽油杆柱熨式及各纸的抽油杆柱所占比例.计算各级抽油仟柱长度厶， 厶（厶一£>）" （11）3.3.2(12)求抽油杆柱按长度加权平均薫面积： 切幅丹+乞）3.3.33.3.4卄算油管柱金jr部分按长度的加权平均横截面积.zj虽兴计算抽油杆柱在液体中的重力(13>0*上三匹（厶5+pj'-1pf3.3.5计算作用在抽油系柱塞上的戕体裁荷.+ （15）3.3.6计算抽油机从上冲程开始到裁柱载苟加载完毕时（初变形期）悬点位移。（油管锚定）do"乍&q

10、uot;.（土+土）（油管未锚定）（173.3.7计算抽油机从上冲程开始到液柱栽荷加載完毕时（初变形期）曲柄转角。a严cos"】一2s）（ 183.3.8计算变形分布系数。妙=/l/（/4,+>4）（油骨未锚定）（19 >岁=1 （油管锚定）（20>3.3.9计算悬点*大.绘小敎商"、*；+； + e：'j 兀 舊（ s + *）-（it）8ina j（21 >几,n"；-c昭伽（s + ）-（一必1呦（223.5.10校核疲劳强度.士】w（?+0.5626="）sf （23）知果式（2s）不成立，m1k选再挾油杆柱俎令？

11、tt式成更换高强度抽油杆，按上述抽油杆柱级合设计方法进行计算3.3.11计算曲柄紬最大扭矩mt0os + 0.2s6s（p一p）（24）3.3.12计其示例见附录b（参考件）4抽油杆柱等*度组合设计方法4.1搐油杆强度级别的选择根据3条规定进行抽油杆事度级别的选择4.2抽油杆柱下部如杆设计灯算4.2.1初定油管柱和抽油杆柱组合型式及sf位，输入已知数据。4.2.2 ,根据9.22条32.6条規定方法计算出所需加更杆长度4.3加杆上部掐油杆柱但合设计计算4.3.1用送代法从加重杆頂端抽油杆开始向上，毎増加一个抽油杆长度厶 进行一次4.3.2条4.3.10条计算。4.3.2计算校核点以下抽油杆柱按

12、长度加权平均載面积。厶,"/（言之+士）（25>厶=乙+厶（26>4.3.3计算油暂柱金展部分按长度的加权平均截面积。之（27）4.3.4计算校核点以下抽油杆柱在掖体中的曲力“；产-"、/"（厶厂"+几）（29）4.3.5计算作用在抽油泵柱塞上的液体戮荷.（厶一h）gg+p：up（ 29 ）4.3.6计算抽油机从上冲程开始到液体载荷加我完毕时（初变形期）校核点位移.儿=瓷芒' （油管锚定）（30）人宀纟僚+务）（油管未错定）3）4.3.7计算抽油机从上冲程开始到加鼓完毕时曲柄转角a a / cos*1 （1 2a /s） （ 32 ）

13、4.3.8计算变形分布系数.（油盘未锚定）（33） 知=1（油管锚定） <34）4.3.9卄算校核点最大.册小找荷p严0；,+“；. + 土 jll"n（ 5 + ）（1-厂）如“ » （ 35）pi,.w：,_c.ls*n（oi, +迅：°"）一（1 "威11"（ 36 ）4.3.10枝弦疲劳强度.今产- +0.5626 空;j sf （37）4.3.11当式（“）不成立时.塔加抽油杆克径一个霁级継续1m4.3.2条4.3j0条计其4.3.12当抽油仟貢径增加到大于选定的抽油杆注组合型式中最大玄絵的抽油杆时，得出该种抽油杆 柱

14、组合型式的极限下泵深度值厶：“4.3.13比较s与厶；当£，>厶；“时，邀新选择抽油杆柱组合型式或更换高强度抽油杆$当epvl；*时，重新选择抽油杆柱组合割式或更换低冬度抽油杆，也可週糕sf值（减小sf 值），继续蛋复4.1条4.3.11条的计算，直到为止，此时计算出的抽油杆柱组合型式即为 适应油井实际工况条件的轸强度组合抽油杆柱。4.3.14计算曲柄轴最大扭矩。=$00s + 0. 236s（/,-p柿.）38占tb例8min7 vnviimiir 1<n<!5min-1la a il抽油杆直泾.mm抽teffm径.mmm113161022|2520m131019

15、2226292443313336204434313623»3693119646931一27034228302234432730290318242830244420232730302344u322484462332331324212332277426102233346381721233129s110511619223315344654一128449一19242236421814263440 179457431464604019d46436一130466342204343234!8t4373)33215470301724一712924244427291954k46262826142124

16、27282154一24232627270446233121644822302954272122302404一302021293104h1720223d258414)7192129各种杆柱所一s杆柱代号>n m 8 wn vn 1m51二mi2- £- 1m mz22n-im7225292hs3332837e-e3882e37一ef一-3<4-3-三一二70_30-一289-一二6631e一-7 s2 3 x一68一33 -上302t一31s2一一e403030-一3 88m-33832629f三79一一2:342e7424一290336-三三46一一24一-i-39673

17、74一22222373883-二23222431-一5»n二一一-9 h一222237373»一一5一一22一上-30f3 24238-62u一二二m343g 一三二537211 h一45_三rr二33227139_三二一 一5693269f5446一一-s flt 2 2二55_46二二一765330二6436二-3482一一二6436-_一 一3 2« 3 4 >wf3253一29一36-35f-0327一一1334135一3333e二o7l130二0327f69-n -一68-3363i,三2430一28-一 一3929二422»29一-58

18、*3763142930一二63 13二712628291 11-793 8 oe-744 iv-3 &3-二4230323一e52上23一-28一3361-2532一303384匚42223293371-h91222382tnm占比例8min： in* 1llmin-l<ii<!5tnin-1曲抽秆直艮 mm抽抽仔買艳.mmm.13191»2225i19mj.3js1.92225 | 29us44852一12145149一it443041i6t428加39t-l"4一5842一1374e.i3»5"1s84二c5s51604673$-

19、t2c9436313316943029322034-71291604一722822s4452728182447.26272474222428282014一26222527一2644一4822so2004一50看2927842820223022343?102128293412172021302404161719202913544951一108553471694263539136530s33715545941一122562381714x67331s3568321904383032)505413018447112914157t28*sy、t 5su续表alibsw杆 柱 §各种杆柱所占比例

20、2m in" 10fi«6m in->5m in* y y&m in8miir yyiimiir1llmiir'vnwi6mitr ijl m抽油杆嵐径.mmn抽愉杆亶艮mmm抽输仟直艮.mtnl. m抽油杆賣径.mm131610222529131618221«!2913ie22225291316102225296834434s19292*74一442828一207447262710054»2520068358328281729$420u17224425242628一us5一2922342613<.07®386347

21、14u1m443m292m449222»ires612129694093一26s32327322428312129251431202128“ l" f»6534102027694152esi12217s3341019212228266415182021262125181718202746192327nj一1703 3109一一14933566130341691 *562383466620834«541803一u62iss35149462383一4665w208304654im31039611u3153748一*2783st422413一6743一2073

22、574317635941s8572873 174142264$20384222232j35421933一263341一a78s10soe34一 26936436229364361933一一6535<2.768376s182854一2913一一32333525333331362173352936一6837630182854297362733342633924313623031323293589352365353063一63372613一一633721»36337794343i.2623513353一38273529033726372483382637436s62223503513

23、.-.r1524263531031«2125s8269318202438所占比例8min* <i im in'in'1>抽粉杆宜艮.mm £» *抽油杆玄轻.mm20m13!619221829m131619*26_14133862一12044258一i88s51491414一5448461753133»4816141836102360401594一8238207$2634401764303238"一一2113一6634174467331333s730331954402832一244313252933208416242

24、83236240364361964一653534266340253522044224343428431921253s23942220233529034162124352494716202334130441s911044555一1544一54461284一574316241638461374223642-1744一623814246337_18942933381574333136sm杆柱代号柱 杆 种 各d1n 1m $ <rv11 m 54 mm m-31ii-62203 la22 0 17 s 2 s><上39 t*s-3 s.! _三一3 s 3二46一64一二二-3二叵

25、46一2167一一一e二三一一 一二-23 o 2一上一4261_一42 327二-v-2-4三二32923e583281三u一4三-3422一一371 -4-叟3023-一 一一6643-s45一一36338 86 63223二二34一3433e37e2-一35一5323二上30一34一32_-3 s 28-一 826w一一 3489793334三二三三66一43308一一e三i-l3703三二三一上27336331e-i 32«69593823一-一-巧一26一2623s3一一71一23一26-一_ -.二一一一一-一 e384129三二e3 55 t73一163一一一-一-32

26、62一 一4735二1e3871-504150-一j 2 3 424667j67-一二三-二二-jj一10_一49-,r32-26-一 _一6914i-5321一二f40一一3272一20i40一40二j 一228一一3si imintsy、t5903ls1 厶 w a x抽油杆1锂.mmn 1捕油杆疋径.mm卜1161222629131619222629191467331664一69312114一4029311734432730一222416252831186420232t30一2164一66341734 - 87332394一4324331034 462332236423212432211

27、42620223226346n2124322214需1720223112444357一104448521474554512045842155418384413042435 41一16646337一1344一6536一180430333714843630341814一一6931一1444一70302004 402830一16144427292!14一182528291744222426282044一66341614一683222544424321804472231in"d,s杆 柱各种杆柱所占百2min-i<n<5min-«5m in7ow8mi»7mm

28、m代 号抽油杆直艮.mm抽mi杆h径.mmm131，#222629!-21 1«19| 221 2629n2923663423833<一68>12336313226&3i一3?一3132>3.3<4.158916363031322m3二1)173032一89332s一6634270s6535793673412t322063一4225253338603703182128323103二1923335945181331691s133b 624948一66222>4852181351一46一187311416t2573504120736040一-5726

29、83一2040402203263638一782873 673320236733683063一353332249339303158310363032322583一1226303289326366342593一663479350341263228334225 ” '33二二198sii|=issrski9$s>s>9t_w9£sn一691£c»zl畝or61zt9tss8foszz0z1101wzz83z61ossszliszzulz一wzzbzzzs«9iisiz9»no?16699>izt89一ts8t-229ztzn

30、999!6?lztzqzf>6183929»g”i629ztt一msi62u9831os0l>g812os8szsf9cis>s9ics29一一$8119ct®>19166se9z9811一1sit一it69980tn09»9«l一os0999«»>9110e 0j2111hozitsz1：iis一tost0czz0z83一netkssxz ab* m».6z9z | zzet91cfbez9zzze,*c1tuujuj 7bb 茅r q.jt-.aiwn1哄38slssjyas-9»rr>9ie09>09<0g> r»<esitu(z98£cio?99一9192sz»i8£1£091s»6skus£hzz81s9临fzzzs08zis$3sz61一si9c69616889sz(-1t>9?zi9zzt0z«£9ntztt99一9u0c8z9；sismuit8sioosoorccititltc96z89k89c»u口“8£zsz99>99lt9s8sctoc.rr0» 8cztc09sttz