螺桿泵井桿柱受力分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、螺桿泵井桿柱受力分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)螺桿泵井桿柱受力分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)20122012年年9 9月月1 1、桿柱受力分析、桿柱受力分析 桿柱受力分析桿柱受力分析 桿柱受力分析桿柱受力分析 結(jié)論：當(dāng)生產(chǎn)參數(shù)確定后，軸向力的動(dòng)態(tài)參數(shù)僅為P。. .計(jì)算分析計(jì)算分析軸向力軸向力 . .計(jì)算分析計(jì)算分析扭矩扭矩 結(jié)論：當(dāng)泵型與泵掛確定后，扭矩的動(dòng)態(tài)參數(shù)僅為P、n。 桿柱受力分析桿柱受力分析 桿柱受力分析桿柱受力分析 結(jié)論：計(jì)算抽油桿復(fù)合應(yīng)力時(shí)，便于操作，扭矩可直接使用實(shí)測(cè)扭矩。 桿柱受力分析桿柱受力分析 . .計(jì)算分析計(jì)算分析復(fù)合應(yīng)力復(fù)合應(yīng)力 2 2、桿柱簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)、桿柱簡(jiǎn)單設(shè)計(jì) 通過計(jì)算分析，我們發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)壓差是

2、影響扭矩的動(dòng)態(tài)因素，其影響值很大。 GLB800-14 GLB800-14 型泵轉(zhuǎn)子扭矩曲線型泵轉(zhuǎn)子扭矩曲線 結(jié)論：1、減小生產(chǎn)壓差就能減小扭矩，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)解放地層、解除堵塞；2、在桿柱的優(yōu)化時(shí)，應(yīng)考慮生產(chǎn)壓差的影響。桿柱設(shè)計(jì)：生產(chǎn)壓差的影響桿柱設(shè)計(jì)：生產(chǎn)壓差的影響 桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì)桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì) 1、扭矩引起的剪應(yīng)力在復(fù)合應(yīng)力中占主要部分；2、生產(chǎn)過程中，扭矩引起的剪應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正應(yīng)力；3、螺桿泵桿柱扭矩至上而下變化不大，如果桿柱直徑變小，勢(shì)必引起剪應(yīng)力的增大，反而造成了應(yīng)力集中；結(jié)論：建議不采用2級(jí)或3級(jí)桿柱。 桿柱設(shè)計(jì)：應(yīng)力集中影響桿柱設(shè)計(jì)：應(yīng)力集中影響 復(fù)合應(yīng)力公式：d d=(=(2 2+

3、3+32 2) )1/2 1/2 （MPaMPa） 式中:軸向力引起的正應(yīng)力； 扭矩引起的剪應(yīng)力。剪應(yīng)力公式：=16M/D3(1-(d4/D4)；正應(yīng)力公式：=N/A=4N/(D2-d2) 桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì)桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì) 桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì)桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì) 1、通過“實(shí)測(cè)扭矩”和“計(jì)算復(fù)合應(yīng)力”判斷桿的受力情況，并以此為優(yōu)化桿柱提供依據(jù)；2、屈服極限扭矩與應(yīng)力共同參考，保證其安全系數(shù)n2；3、簡(jiǎn)單桿柱的設(shè)計(jì)原則：小于300的泵：泵掛小于1200米，采用25D桿；350-500的泵：泵掛小于800米，壓差小于3，采用25H桿； 泵掛大于1000米，壓差大于3，采用36空心桿；大于600的泵：泵掛小于800米，采

4、用36空心桿。（GLB300-26型螺桿泵，100r/min生產(chǎn)，日理論產(chǎn)液43m3）類 別屈服極限應(yīng)力(Mpa)屈服極限扭矩(N.m)25mmD級(jí)抽油桿875109725mmH級(jí)抽油桿1231140336mm空心抽油桿21502397簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)優(yōu)化簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)優(yōu)化 桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì)桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì) 按照桿柱設(shè)計(jì)原則，匹配抽油桿，有效的防止了抽油桿桿斷。截止2012年8月，桿斷僅3井次，據(jù)扭矩與使用時(shí)間判斷為抽油桿、扶正器質(zhì)量問題。3 3、結(jié)論與認(rèn)識(shí)、結(jié)論與認(rèn)識(shí) 結(jié)論與認(rèn)識(shí)結(jié)論與認(rèn)識(shí) 螺桿泵井桿柱強(qiáng)度分析和計(jì)算，為桿柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，根據(jù)安全系數(shù)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中主要因素的影響，對(duì)螺桿泵井生產(chǎn)桿柱進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。 但油井實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，地下因素千變?nèi)f化，下一步我們將繼