悬点载荷、冲程损失、平衡

1、抽油机井相关计算抽油机井相关计算尤立红尤立红20142014年年4 4月月Page 2目目 录录抽油机悬点载荷计算抽油机悬点载荷计算抽油机的平衡计算抽油机的平衡计算抽油机其他相关计算抽油机其他相关计算n抽油机悬点所承受载抽油机悬点所承受载荷的变化能够反映出深井泵荷的变化能够反映出深井泵工作的好坏，通过悬点载荷工作的好坏，通过悬点载荷可以分析抽油泵的工作情况可以分析抽油泵的工作情况，同时也是选择抽油设备的，同时也是选择抽油设备的重要依据。因此，必须了解重要依据。因此，必须了解悬点所承受的载荷及其计算悬点所承受的载荷及其计算方法。方法。Page 3抽油机井一、一、悬点悬点所承受的所承受的载荷载荷的

2、的分析分析 Page 4杆柱重力杆柱重力液柱重力液柱重力泵的沉没泵的沉没压力和井口回压压力和井口回压杆柱的惯性载荷杆柱的惯性载荷液液柱的惯性载荷柱的惯性载荷摩擦载荷摩擦载荷振动载荷振动载荷冲击载荷冲击载荷静静荷荷载载动动载载荷荷回压回压 在计算悬点载荷时，一般只考虑抽油杆柱的重力、液在计算悬点载荷时，一般只考虑抽油杆柱的重力、液柱的重力及抽油杆柱引起的惯性载荷。柱的重力及抽油杆柱引起的惯性载荷。Page 5下冲程下冲程游动阀关闭，游动阀关闭，悬点所承受悬点所承受的是抽油杆柱在的是抽油杆柱在空气中空气中的重的重力力。游动阀打开，抽油杆柱受到游动阀打开，抽油杆柱受到液体浮力的作用，悬点所承受的液体

3、浮力的作用，悬点所承受的是抽油杆在液体中的重力。是抽油杆在液体中的重力。上冲程上冲程Wr= rs g L= qrLWr= Wr-F=r(s-L)g L= qrL( ( 一一 ) ) 抽油抽油杆杆柱重力柱重力Page 6( ( 一一 ) )抽油抽油杆杆柱重力柱重力Wr 抽油杆柱在空气中的重力，抽油杆柱在空气中的重力，N；r抽油杆的截面积，；抽油杆的截面积，；s抽油杆的密度，抽油杆的密度，kg/m3；g 重力加速度，重力加速度，m/s2；L 抽油杆的长度（即下泵深抽油杆的长度（即下泵深度），度），m；qr每米抽油杆在空气中的重力，每米抽油杆在空气中的重力，N/m。Wr 抽油杆柱在液体中的重力，抽油

4、杆柱在液体中的重力，N；F 抽油杆柱所受的浮力，抽油杆柱所受的浮力，N； qr 每米抽油杆柱在液体中的每米抽油杆柱在液体中的重力，重力，N/m；L 井中液体的密度，井中液体的密度，kg/m3。相关计算相关计算1 1、混合液密度、混合液密度2 2、失重系数、失重系数: :考虑抽油杆柱受液体浮力的失重系数。考虑抽油杆柱受液体浮力的失重系数。L=w w+o(1- w)w水的密度，水的密度，kg/m3； o油的密度，油的密度，kg/m3； w含水率，含水率，%。b=(s-L)/s每米抽油杆的质量每米抽油杆的质量直径直径 d (mm)截面积截面积 fr( cm2)空气中每米抽油杆重量空气中每米抽油杆重量

5、qr (kgm-1)162.001.64192.852.3223.803.07253.913.17Page 9下冲程下冲程由于游动阀关闭，固定阀由于游动阀关闭，固定阀打开，液柱载荷通过抽油杆打开，液柱载荷通过抽油杆作用驴头悬点上。作用驴头悬点上。由于固定阀关闭，游动阀打由于固定阀关闭，游动阀打开，液柱载荷通过游动阀转移到开，液柱载荷通过游动阀转移到油管上，因而下冲程悬点不承受油管上，因而下冲程悬点不承受液柱载荷。液柱载荷。上冲程上冲程WL= （p- r）L g L0( ( 二二 ) ) 液柱液柱重力重力WL 作用在活塞上的液柱载荷，作用在活塞上的液柱载荷，N； p 活塞的截面积，。活塞的截面积

6、，。n 上冲程中，在沉没压力作用下，井内液体克服泵的入口设备的上冲程中，在沉没压力作用下，井内液体克服泵的入口设备的阻力进入泵内，此时液流所具有的压力阻力进入泵内，此时液流所具有的压力 叫吸入压力叫吸入压力 。此压力作用在。此压力作用在柱塞底部而产生向上的载荷。柱塞底部而产生向上的载荷。n 液流在地面管线中的流动阻力所造成的井口压力对悬点将产生附液流在地面管线中的流动阻力所造成的井口压力对悬点将产生附加的载荷。其性质与油管内液体产生的载荷相同。上冲程中增加悬载加的载荷。其性质与油管内液体产生的载荷相同。上冲程中增加悬载荷；下冲程中减小抽油杆柱载荷。荷；下冲程中减小抽油杆柱载荷。n 由于沉没压力

7、和井口回压在上冲程中造成的悬点载荷方向相反由于沉没压力和井口回压在上冲程中造成的悬点载荷方向相反，可以相互抵消一部分，所以，在一般近似计算中可以忽略这两项。，可以相互抵消一部分，所以，在一般近似计算中可以忽略这两项。（三）惯性载荷（三）惯性载荷n 抽油机工作时，驴头带动抽油杆和液柱作周期性的变抽油机工作时，驴头带动抽油杆和液柱作周期性的变速运动中会产生惯性力，所以会产生抽油杆和液柱的惯性速运动中会产生惯性力，所以会产生抽油杆和液柱的惯性载荷。一般冲数不太大的情况下，在计算惯性载荷时通常载荷。一般冲数不太大的情况下，在计算惯性载荷时通常忽略液柱引起的惯性载荷。若忽略液柱的惯性载荷，惯性忽略液柱引

8、起的惯性载荷。若忽略液柱的惯性载荷，惯性载荷的大小只与载荷的大小只与抽油杆柱的质量抽油杆柱的质量和和悬点的加速度悬点的加速度有关。有关。Page 11maF （三）惯性载荷（三）惯性载荷1、加速度对悬点载荷的影响：、加速度对悬点载荷的影响：冲冲 程程加速度加速度惯性力惯性力对悬点载荷的影响对悬点载荷的影响上冲程上冲程前半个冲程前半个冲程后半个冲程后半个冲程下冲程下冲程前半个冲程前半个冲程后半个冲程后半个冲程向上向上向上向上向向下下向向下下向向下下向向下下向上向上向上向上增大悬点载荷增大悬点载荷增大悬点载荷增大悬点载荷减小减小悬点载荷悬点载荷减小减小悬点载荷悬点载荷惯性载荷的大小与加速度成正比，

9、方向与加速度的方向相反。惯性载荷的大小与加速度成正比，方向与加速度的方向相反。（三）惯性载荷（三）惯性载荷n2、惯性载荷的计算：、惯性载荷的计算：nr: r: 曲柄半径，曲柄半径，mm mm ； l:l:连杆长度连杆长度,mm,mm； 上冲程上冲程抽油杆的惯性载荷：抽油杆的惯性载荷： 下冲程下冲程抽油杆的惯性载荷：抽油杆的惯性载荷：)1(17902lrsnWIrru)1(17902lrsnWIrrd 当当 时时 41lr44012snWIrru 当当 时时 41lr23902snWIrru二、悬点最大和最小载荷二、悬点最大和最小载荷n 1.1.悬点最大载荷的计算悬点最大载荷的计算ruLrmax

10、Iwwp)1 (1790WW2LrlrsnWr)1 (1790WWP2LrmaxlrsnWr41lr1440WWP2LrmaxsnWrn 2.2.悬点最小载荷的计算悬点最小载荷的计算 二、悬点最大和最小载荷二、悬点最大和最小载荷)1 (1790WP2rminlrsnWr41lr2390WP2rminsnWr例题：例题：n 某油井使用某油井使用CYJ5-2.1-13HB型抽油机，泵挂深度型抽油机，泵挂深度L930m，泵径，泵径D=56mm，冲程，冲程1.4m，冲数，冲数9次次/分，分，使用使用 ”油管，油管，19mm抽油杆，原油密度抽油杆，原油密度900kg/m3，油，油井含水井含水33。试计算

11、悬点最大和最小载荷。（。试计算悬点最大和最小载荷。（连杆长度连杆长度L1800mm，当冲程长度，当冲程长度1.4m时，曲柄半径时，曲柄半径r495mm，g=9.8N/kg；钢的密度；钢的密度7850kg/m3）212解题分析解题分析)1 (1790WWP2LrmaxlrsnWr悬点最大载荷：悬点最大载荷：钢液钢液钢WrgLDgLdWrr2L2W4W4)1 (1790WP2rminlrsnWr解题分析解题分析悬点最小载荷：悬点最小载荷： 求得悬点最大载荷后，悬点最小载荷公式中的参求得悬点最大载荷后，悬点最小载荷公式中的参数均为已知条件，而直接求解。数均为已知条件，而直接求解。解题过程：解题过程：

12、0)1 (WWWlff解解：0.331000(10.33)900933 （kg/m3）第一步：计算混合液密度第一步：计算混合液密度第二步：计算抽油杆柱及液柱重量第二步：计算抽油杆柱及液柱重量)( 1 .17865785093378508 .20274rW)(2 .209338 . 99339304056. 0056. 014. 34W)(8 .202748 . 978509304019. 0019. 014. 3422NWrNgLDNgLdWLr钢液钢液钢解题过程：解题过程：第三步：分别计算上下冲程的惯性载荷第三步：分别计算上下冲程的惯性载荷)(7 .1637)18004951 (179099

13、4 . 18 .20274)1 (1790W2NlrsnWr惯上)(2 .931)18004951 (1790994 . 18 .20274)1 (1790W2NlrsnWr惯下解题过程：解题过程：n 第四步：分别计算最大最小载荷第四步：分别计算最大最小载荷)(404367 .16372 .209331 .17865)1 (1790WWP2LrmaxNlrsnWr)(9.169332.9311.17865)1(1790WP2rminNlrsnWrPage 22目目 录录抽油机悬点载荷计算抽油机悬点载荷计算抽油机的平衡计算抽油机的平衡计算抽油机其他相关计算抽油机其他相关计算 上下冲程中悬点载荷不

14、同，造成电动机在上下冲程中悬点载荷不同，造成电动机在上、下冲程中所做的功不相等。上、下冲程中所做的功不相等。一、抽油机不平衡的原因一、抽油机不平衡的原因 1 1、上冲程中电动机承受着极大的负荷，下冲程中抽上冲程中电动机承受着极大的负荷，下冲程中抽油机带着电动机运转，造成功率的浪费，油机带着电动机运转，造成功率的浪费，降低电动机的效降低电动机的效率和寿命；率和寿命； 2 2、由于负荷极不均匀，会使抽油机发生振动，而由于负荷极不均匀，会使抽油机发生振动，而影影响抽油装置的寿命。响抽油装置的寿命。 3 3、破坏曲柄旋转速度的均匀性破坏曲柄旋转速度的均匀性，影响抽油杆和泵正，影响抽油杆和泵正常工作。常

15、工作。二、抽油机不平衡的危害二、抽油机不平衡的危害 在下冲程中把能量储存起来，在上冲程中利用储存的能在下冲程中把能量储存起来，在上冲程中利用储存的能量来帮助电动机做功，从而使量来帮助电动机做功，从而使电动机在上下冲程中都做相等电动机在上下冲程中都做相等的正功。的正功。三、抽油机平衡条件三、抽油机平衡条件下冲程：下冲程：dwmdAAA上冲程：上冲程：wumuAAA平衡条件：平衡条件：mumdAA2duwAAA电动机电动机平衡装置平衡装置油井载荷油井载荷为了使抽油机平衡，在下为了使抽油机平衡，在下冲程中需要冲程中需要储存的能量储存的能量或上冲或上冲程中需要程中需要释放的能量释放的能量应该是应该是悬

16、悬点载荷在上下冲程中所做功之点载荷在上下冲程中所做功之和的一半和的一半。三、抽油机平衡条件三、抽油机平衡条件2duwAAA四、平衡系统达到平衡所需要的平衡功四、平衡系统达到平衡所需要的平衡功功功 W = F W = FS S 四、平衡系统达到平衡所需要的平衡功四、平衡系统达到平衡所需要的平衡功当只考虑静载荷做功时，悬点在上冲程中做的功为：当只考虑静载荷做功时，悬点在上冲程中做的功为：sWWALru)(下冲程做的功为：下冲程做的功为：sWArd则由前式得理论上需要的平衡功为：则由前式得理论上需要的平衡功为： sWWAAAlrduw)2(2由于惯性载荷在上下冲程中所做的总功为零，因而在由于惯性载荷

17、在上下冲程中所做的总功为零，因而在这里忽略不计。这里忽略不计。1 1、游梁式抽油机的机械平衡方式、游梁式抽油机的机械平衡方式复合平衡复合平衡( (混合平衡混合平衡) )：游梁尾部和曲柄上：游梁尾部和曲柄上都有平衡重。都有平衡重。机械平衡机械平衡游梁平衡：游梁尾部加平衡重。游梁平衡：游梁尾部加平衡重。曲柄平衡曲柄平衡( (旋转平衡旋转平衡) )：平衡块加在曲柄上。：平衡块加在曲柄上。五、抽油机平衡计算五、抽油机平衡计算五、抽油机平衡计算五、抽油机平衡计算ucrbXcaWWW)2(1 达到平衡所需要的游梁平衡块重达到平衡所需要的游梁平衡块重: : 2.2.游梁平衡方式计算游梁平衡方式计算游梁平衡W

18、bWb：需要装在游梁尾部的平衡块重量；：需要装在游梁尾部的平衡块重量；XucXuc：抽油机结构不平衡值；：抽油机结构不平衡值；a a：游梁前臂长；：游梁前臂长；c c：平衡块到中轴的距离；：平衡块到中轴的距离；WrWr：抽油杆在液体中的重量；：抽油杆在液体中的重量；WlWl：活塞以上液柱重量；：活塞以上液柱重量；ucrbXcaWWW)2(1 达到平衡所需要的游梁平衡块重达到平衡所需要的游梁平衡块重: : 游梁平衡WbWb：需要装在游梁尾部的平衡块重量；：需要装在游梁尾部的平衡块重量；XucXuc：抽油机结构不平衡值；：抽油机结构不平衡值；a a：游梁前臂长；：游梁前臂长；c c：平衡块到中轴的

19、距离；：平衡块到中轴的距离；WrWr：抽油杆在液体中的重量；：抽油杆在液体中的重量；WlWl：活塞以上液柱重量；：活塞以上液柱重量； 3.3.曲柄平衡方式计算曲柄平衡方式计算 平衡半径公式：平衡半径公式：五、抽油机平衡计算五、抽油机平衡计算cbcccbubcblrWWRWXrWrbaWWR2R:R:曲柄平衡半径（平衡块重心到曲柄轴中心的距离）曲柄平衡半径（平衡块重心到曲柄轴中心的距离）WcbWcb：曲柄平衡块总重量；：曲柄平衡块总重量；RcRc：曲柄重心半径；：曲柄重心半径；WcWc：曲柄自身重量（两块）；：曲柄自身重量（两块）；XubXub：抽油机结构不平衡值；：抽油机结构不平衡值；a a：

20、游梁前臂长；：游梁前臂长； b b：游梁后臂长；：游梁后臂长；r r：曲柄轴中心至曲柄销的距离；：曲柄轴中心至曲柄销的距离；WrWr：抽油杆在液体中的重量；：抽油杆在液体中的重量；WlWl：活塞以上液柱重量；：活塞以上液柱重量；uIdIduIIduII85. 0/ 大小II利用第二条平衡原则利用第二条平衡原则“上、下冲程电流峰值相等上、下冲程电流峰值相等”来检来检测抽油机的平衡情况。测电动机上、下冲程的电流峰值。测抽油机的平衡情况。测电动机上、下冲程的电流峰值。平衡不足平衡不足则平衡过重。则平衡过重。时就认为是平衡了时就认为是平衡了六、平衡测量与调整六、平衡测量与调整和和若若若若1.1.游梁平

21、衡的调整游梁平衡的调整平衡偏轻时平衡偏轻时 : : 应在游梁的尾端加平衡块应在游梁的尾端加平衡块 ; ;平衡偏重时平衡偏重时 : : 应将游梁尾端的平衡块减少。应将游梁尾端的平衡块减少。2.2.曲柄平衡的调整曲柄平衡的调整平衡偏轻时平衡偏轻时 : : 增加平衡半径增加平衡半径 , , 向远离曲柄轴的方向调整平衡向远离曲柄轴的方向调整平衡块块 ; ; 平衡偏重时平衡偏重时 : : 减小平衡半径减小平衡半径 , , 向靠近曲柄轴的方向调整平衡向靠近曲柄轴的方向调整平衡块。块。六、平衡测量与调整六、平衡测量与调整Page 34目目 录录抽油机悬点载荷计算抽油机悬点载荷计算抽油机的平衡计算抽油机的平衡

22、计算抽油机其他相关计算抽油机其他相关计算一、曲柄轴扭矩一、曲柄轴扭矩 减速器的许用扭减速器的许用扭矩矩限制限制着油井生产时着油井生产时所采用的最大抽吸参所采用的最大抽吸参数，也数，也限制限制着保证大着保证大参数生产所需要的电参数生产所需要的电动机功率。动机功率。2 2、国内建立的经验公式、国内建立的经验公式 根据若干井的抽油机的扭矩曲线峰值统计和回归，建立的经验根据若干井的抽油机的扭矩曲线峰值统计和回归，建立的经验公式公式: )(202. 01800minmaxmaxPPSSM一、曲柄轴扭矩一、曲柄轴扭矩 1 1勒玛柴诺夫经验公式勒玛柴诺夫经验公式)(236. 0300minmaxmaxPPS

23、SM二、二、 电动机的选择和功率计算电动机的选择和功率计算 选择电动机时，除了确定适合于抽油机工作特点的类选择电动机时，除了确定适合于抽油机工作特点的类型之外，还要确定适合各型抽油机工作能力的电动机容量型之外，还要确定适合各型抽油机工作能力的电动机容量，即，即功率大小功率大小。负荷为脉动的，而且变化大；负荷为脉动的，而且变化大；启动负荷大，要求有大的启动转矩；启动负荷大，要求有大的启动转矩；露天工作，要求电动机密封质量高，工作可靠。露天工作，要求电动机密封质量高，工作可靠。游梁式抽油机所用电动机的特点：游梁式抽油机所用电动机的特点：封闭式鼠笼型三相异步电动机封闭式鼠笼型三相异步电动机 iMnM

24、nNmr95499549二、二、 电动机的选择和功率计算电动机的选择和功率计算NrNr：电动机功率，：电动机功率，kWkW；MM：传至曲柄轴上的扭矩，：传至曲柄轴上的扭矩，NmNm；n n：冲数，：冲数，r/minr/min； ：传动效率；：传动效率；=1 1* * 2 2； 1 1：皮带轮转动效率；：皮带轮转动效率； 2 2：减速箱传动效率；：减速箱传动效率；n nmm：电动机转数，：电动机转数，r/minr/min；i i：总传动比，：总传动比，i=ii=i1 1* *i i2 2； i i1 1：减速箱传动比；：减速箱传动比； i i2 2： D/d D/d；DD：减速箱皮带轮直径；：减

25、速箱皮带轮直径； d d：电动机皮带轮直径；：电动机皮带轮直径； 根据曲柄轴上的扭矩确定所需要的电动机功率的计算公根据曲柄轴上的扭矩确定所需要的电动机功率的计算公式：式：9549nMNer二、二、 电动机的选择和功率计算电动机的选择和功率计算 在变负荷的条件下，电动机选择的一般方法是用等值扭在变负荷的条件下，电动机选择的一般方法是用等值扭矩来计算：矩来计算：N Nr r：所需要的电动机功率，：所需要的电动机功率，kWkW；MeMe：曲柄轴上的等值扭矩，：曲柄轴上的等值扭矩，NmNm；n n：冲数，：冲数，r/minr/min； ：传动效率；：传动效率；=1 1* * 2 2； 1 1：皮带轮转

26、动效率；：皮带轮转动效率； 2 2：减速箱传动效率；：减速箱传动效率；max6 . 0 MMen 电动机的输入和输出功率电动机的输入和输出功率n 电动机的输入功率电动机的输入功率n 电动机的输出功率电动机的输出功率式中式中 U UA A线电压，线电压，V V； I IA A线电流，线电流，A A； cos cos功率因素；功率因素； 电动机功率；电动机功率； N N1 1、N N2 2输入、输出功率，输入、输出功率，W W。cos31AAIUN cos3212AAIUNNN二电动机选择和功率计算二电动机选择和功率计算n 对于油井都要根据油气层的生产能力、配产要求及对于油井都要根据油气层的生产能

27、力、配产要求及合理的生产压差确定合理的下泵深度：合理的生产压差确定合理的下泵深度：(Pc =0时：时：)三、三、 下泵深度计算下泵深度计算sLShgPPHL1000)(合式中式中 L L下泵深度，下泵深度，m; m; H H油层中部深度，油层中部深度，m m； h hs s 泵的沉没度，泵的沉没度，m;m; Ps Ps 油层静压，油层静压，MPa;MPa; P P合合油井合理的生产压差，油井合理的生产压差，MPa;MPa; L L油井中液体的密度，油井中液体的密度，kg/mkg/m3 3; ; g g重力加速度，重力加速度，m/sm/s2 2n 通过采油指数计算下泵深度：通过采油指数计算下泵深

28、度：三、三、 下泵深度计算下泵深度计算sLooShgQJPHL1000)(式中式中 Jo Jo采油指数，采油指数，t/MPadt/MPad； Qo Qo日产油量，日产油量，t/dt/d；ooQJPPQJ所以有因为 :四、冲程损失计算四、冲程损失计算n 所谓所谓冲程损失冲程损失是指是指光光杆冲程杆冲程与与活塞冲程活塞冲程之差。形之差。形成冲程损失的原因主要是上成冲程损失的原因主要是上下冲程过程中抽油杆柱和油下冲程过程中抽油杆柱和油管柱管柱承受交变载荷而产生弹承受交变载荷而产生弹性伸缩性伸缩，使活塞冲程小于光，使活塞冲程小于光杆冲程，从而减少了活塞所杆冲程，从而减少了活塞所让出的体积，使泵效降低。

29、让出的体积，使泵效降低。n 单级抽油杆：单级抽油杆：四、冲程损失计算四、冲程损失计算)11(trlffELW式中式中 冲程损失；冲程损失； W Wl l 活塞以上液柱重量；活塞以上液柱重量； L L 抽油杆柱的总长度，抽油杆柱的总长度，m m； E E 钢的弹性模量，钢的弹性模量，2.062.0610101111PaPa； f ft t油管的金属截面积，油管的金属截面积，m m2 2； D D、d d 分别是油管的外径和内径，分别是油管的外径和内径，m m； n 多级抽油杆：多级抽油杆：n 抽油杆的变形要分段计算后相加，以二级组合杆柱为例：抽油杆的变形要分段计算后相加，以二级组合杆柱为例： 四

30、、冲程损失计算四、冲程损失计算)(2211trrlfLfLfLEW式中式中 f fr1r1、f fr2r2各级抽油杆截面积，各级抽油杆截面积，m m2 2； L1 L1、L2L2各级抽油杆的长度，各级抽油杆的长度，m m； D D、d d 分别是油管的外径和内径，分别是油管的外径和内径，m m；n 抽油杆柱工作时承受着交变载荷，因此，在抽油抽油杆柱工作时承受着交变载荷，因此，在抽油杆内产生了由抽油杆柱顶部的最大应力杆内产生了由抽油杆柱顶部的最大应力max max 和抽油和抽油杆柱顶部的最小应力杆柱顶部的最小应力minmin间的非对称循环应力。间的非对称循环应力。五、抽油杆强度计算五、抽油杆强度

31、计算rfPmaxmaxrfPminminn 式中：式中：max max 抽油杆柱顶部的最大应力；抽油杆柱顶部的最大应力；n min min抽油杆柱顶部的最小应力；抽油杆柱顶部的最小应力；n fr fr 抽油杆截面积，抽油杆截面积，m m2 2；n Pmax Pmax悬点最大载荷，悬点最大载荷，KNKN；n Pmin Pmin悬点最小载荷，悬点最小载荷，KNKN； n 在交变载荷作用下，抽油杆柱往往是由于疲劳而发生破在交变载荷作用下，抽油杆柱往往是由于疲劳而发生破坏，而不是在最大拉应力下破坏。因为如果是在最大拉应力坏，而不是在最大拉应力下破坏。因为如果是在最大拉应力下发生破坏，那么抽油杆的断裂事

32、故将要发生在拉应力最大下发生破坏，那么抽油杆的断裂事故将要发生在拉应力最大的上部。但是实践表明，在上部、中部和下部都有断裂。因的上部。但是实践表明，在上部、中部和下部都有断裂。因此，抽油杆柱必须根据疲劳强度来进行计算。此，抽油杆柱必须根据疲劳强度来进行计算。n 非对称循环应力条件下的抽油杆强度条件为非对称循环应力条件下的抽油杆强度条件为:五、抽油杆强度计算五、抽油杆强度计算1c 非对称循环疲劳极限应力，亦即抽油杆的许用应力，它与抽油杆的材非对称循环疲劳极限应力，亦即抽油杆的许用应力，它与抽油杆的材质有关。质有关。1n 其中其中:n 式中式中 : n n ，分别为抽油杆柱的折算应力分别为抽油杆柱

33、的折算应力 ,循环应力的应力幅值；循环应力的应力幅值；五、抽油杆强度计算五、抽油杆强度计算2minmaxamaxacca抽油杆应力变化抽油杆应力变化例题例题: n 已知泵径为已知泵径为70 mm70 mm， 冲程冲程s=2.7 ms=2.7 m，冲次，冲次n=9minn=9min-1-1，井液密度，井液密度=960 =960 kg/mkg/m3 3。如采用。如采用7/8 in7/8 in、许用应力为、许用应力为90N/mm90N/mm2 2的抽油杆，试求其最大下的抽油杆，试求其最大下入深度入深度(r/l=0.20)(r/l=0.20)。NlrsnWWWNlrsnWWWWmmAmmdArrlrl

34、rppr295.23)1 (1790825.66)1 (1790451.3848,948.38742min2max222)/(10225.1722maxmaxmmNLAWr)/(10610. 522minmaxmmNLAWWran 计算结果表明：计算结果表明：该例抽油杆的最大下入深度为该例抽油杆的最大下入深度为915.52 m915.52 m。如继续增加。如继续增加下入深度，则该直径抽油杆将不能满足强度要求，需要换大直径抽油下入深度，则该直径抽油杆将不能满足强度要求，需要换大直径抽油杆。这样，既浪费了抽油杆，又增加了悬点载荷。为此，往往采用上杆。这样，既浪费了抽油杆，又增加了悬点载荷。为此，往往采用上粗下细的多级组合抽油杆。粗下细的多级组合抽油杆。n 选择组合抽油杆时，要遵循等强度原则，即要求各级杆柱上部断面选择组合抽油杆时，要遵循等强度原则，即要求各级杆柱上部断面上的折算应力上的折算应力 相等。相等。)/(10830. 922maxmmNLacmLc52.91510830. 99021c六、抽油机井的系统效率六、抽油机井的系统效率抽油机井的系统效率：抽油机井的系统效率： 是抽油机井做的有用功率与输入功率的比值。是抽油机井做的有用功率