有桿抽油系統(tǒng)-第-章-抽油桿課件

第2章抽油桿有桿抽油系統(tǒng)

ChinaUniversityofPetroleum第2章抽油桿有桿抽油系統(tǒng)ChinaUniversity第2章抽油桿抽油桿是抽油設(shè)備的重要部件，它將抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳遞給井下抽油泵。抽油桿的疲勞強(qiáng)度和使用壽命決定和影響了整套抽油設(shè)備的最大下泵深度和排量。在抽油過(guò)程中，抽油桿柱承受的是不對(duì)稱(chēng)循環(huán)載荷的作用，其工作介質(zhì)為原油、地層水和天然氣。抽油桿主要失效形式為疲勞斷裂或腐蝕疲勞斷裂。抽油桿的斷脫事故會(huì)嚴(yán)重影響原油的生產(chǎn)，增加修井作業(yè)費(fèi)用，提高了原油的成本。為了提高抽油桿工作的可靠性和使用壽命，國(guó)內(nèi)外在抽油桿的材料、制造、使用、管理及維護(hù)等方面開(kāi)展了大量的研究工作，取得了可喜的成果。第2章抽油桿抽油桿是抽油設(shè)備的重要部件，它第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝

2.2特種抽油桿2.3抽油桿失效分析2.4抽油桿柱附屬器具第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝一、抽油桿結(jié)構(gòu)多根抽油桿通過(guò)接箍連成抽油桿柱，上面通過(guò)光桿與抽油機(jī)相連，下接抽油泵的柱塞，其作用是將地面抽油機(jī)的懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞給井下抽油泵，從而帶動(dòng)泵作抽汲運(yùn)動(dòng)。普通抽油桿的桿體為實(shí)心圓形斷面的鋼桿，兩端為鐓粗的桿頭。

普通抽油桿的結(jié)構(gòu)示意圖2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝一、抽油桿結(jié)構(gòu)普通抽油桿的結(jié)構(gòu)示2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝

外螺紋接頭用來(lái)與接箍相連接，卸荷槽用來(lái)減輕由于螺紋和截面變化引起的應(yīng)力集中，提高抽油桿的疲勞強(qiáng)度。推承面臺(tái)肩在接箍與抽油桿連接時(shí)，使得接箍端面與推承面臺(tái)肩的端面間產(chǎn)生足夠大的應(yīng)力，從而有效防止抽油桿在使用過(guò)程中脫扣及井液對(duì)螺紋的腐蝕。扳手方頸用來(lái)裝卸抽油桿時(shí)卡抽油桿鉗用。凸緣是作業(yè)時(shí)用來(lái)抽油桿的吊裝。圓弧過(guò)渡區(qū)是避免構(gòu)件截面和剛度的急劇變化，減小應(yīng)力集中。1-外螺紋接頭；2-卸荷槽；3-推承面臺(tái)肩；4-扳手方徑；5-凸緣；6-圓弧過(guò)渡區(qū)2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝外螺紋接頭用來(lái)與2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的桿體直徑分別為13、16、19、22、25、29mm，長(zhǎng)度一般為8m或7.62m。為了調(diào)節(jié)抽油桿柱的長(zhǎng)度，還有長(zhǎng)度各為0.41、0.61、0.91、1.22、1.83、2.44、3.05、3.66m的短抽油桿。抽油桿結(jié)構(gòu)尺寸2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的桿體直徑分別為13、162.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的主要尺寸（mm）2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的主要尺寸2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝普通抽油桿分為C級(jí)、D級(jí)和K級(jí)三個(gè)等級(jí)。C級(jí)抽油桿用于輕、中負(fù)荷的油井；D級(jí)桿用于中、重負(fù)荷的油井；K級(jí)桿用于輕、中負(fù)荷并有腐蝕性的油井。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝普通抽油桿分為C級(jí)、D級(jí)和K級(jí)三2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝接箍是抽油桿組合時(shí)的連接零件，按其結(jié)構(gòu)特征可分為：普通接箍、異徑接箍和特種接箍。1.普通接箍用于連接等直徑的抽油桿。其中Ⅰ型帶扳手平面；Ⅱ型不帶扳手平面，又稱(chēng)小井眼接箍。2.異徑接箍用于連接不同直徑的抽油桿。同普通接箍一樣，異徑接箍也分為Ⅰ型和Ⅱ型。3.特種接箍特種接箍主要有滾輪式接箍和滾珠式接箍，又稱(chēng)滾輪式扶正器和滾珠式扶正器，用于斜井或普通油井中降低抽油桿柱與油管之間的摩擦力，減少對(duì)油管的磨損。二、接箍2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝接箍是抽油桿組合時(shí)2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝4.接箍的材料及性能要求:一般都選用中碳結(jié)構(gòu)鋼，國(guó)內(nèi)大都選用45鋼。滿(mǎn)足強(qiáng)度要求和連接要求。具有一定的耐磨性。對(duì)于特種接箍還應(yīng)具有扶正與減磨作用。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝4.接箍的材料及性能要求:2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝三、抽油桿制造工藝抽油桿工作時(shí)承受變動(dòng)載荷，并處在不同的腐蝕介質(zhì)中，工作條件惡劣。因次，要求抽油桿柱要有足夠的疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕能力，同時(shí)，還要求有足夠的螺紋連接強(qiáng)度。抽油桿制造工藝是保證抽油桿成品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

抽油桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1.細(xì)長(zhǎng)桿抽油桿是一種長(zhǎng)徑比很大的細(xì)長(zhǎng)桿，剛度低、柔性大，易彎曲，制造過(guò)程中易變形。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝三、抽油桿制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.變截面為了保證抽油桿柱的連接強(qiáng)度及抽油桿螺紋和卸荷槽部位的強(qiáng)度，要求抽油桿端部的截面積要比桿體截面積大很多，即推承面臺(tái)肩外圓處的截面積與桿體截面積的比值為4左右。

3.端部形狀復(fù)雜、要求特殊為了便于作業(yè)時(shí)抽油桿的連接、懸緊、吊裝，抽油桿端部要求帶有外螺紋接頭、扳手方徑和凸緣。因次抽油桿端部是一個(gè)變截面的階梯回轉(zhuǎn)體、正方體與圓弧回轉(zhuǎn)體相互銜接的復(fù)雜形狀。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.變截面2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的工作環(huán)境及其結(jié)構(gòu)對(duì)抽油桿的制造工藝提出了很高的要求。另外，不同等級(jí)的抽油桿除了材料不同外，其工藝方法及工藝流程也有所不同。抽油桿制造的典型工藝流程如圖所示。抽油桿典型工藝流程2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的工作環(huán)2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿典型工藝流程中各工序的主要內(nèi)容如下：（1）材料檢驗(yàn)檢查原材料化學(xué)成分、機(jī)械性能、尺寸精度。（2）冷校直對(duì)驗(yàn)收合格但直線度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求且在允許冷校直范圍內(nèi)的桿料進(jìn)行校直。（3）定長(zhǎng)將校直后的桿料根據(jù)鍛造比確定毛坯長(zhǎng)度。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿典型工藝流程中各工序的主要2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝（4）鍛造桿頭

將桿料的一端放入加熱爐加熱至鍛造始鍛溫度。將被加熱的桿頭鐓粗并鍛造成形，監(jiān)控終鍛溫度。將桿料的另一端加熱至鍛造始鍛溫度。將被加熱的另一端桿頭鐓粗并鍛造成形，監(jiān)控終鍛溫度。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝（4）鍛造桿頭2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝（5）熱處理使整個(gè)抽油桿通過(guò)加熱爐加熱，整體正火、正火+回火或調(diào)質(zhì)處理，使其達(dá)到預(yù)期的機(jī)械性能。（6）熱校直熱處理后的抽油桿在熱狀態(tài)下進(jìn)行拉伸校直，或放置在冷卻臺(tái)上空冷到大約120℃滾動(dòng)校直。（7）裝配抽油桿一端的外螺紋按預(yù)緊力要求上好接箍。（8）上護(hù)帽①抽油桿未上接箍一端外螺紋接頭帶上護(hù)帽，防碰傷螺紋。②接箍端上好護(hù)堵。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝（5）熱處理使整個(gè)抽油桿通過(guò)加2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿典型工藝路線從鋼抽油桿發(fā)明時(shí)起，一直是工業(yè)上通用的工藝路線。

其特點(diǎn)是：工藝流程通用性強(qiáng)，通過(guò)選擇不同的材料，相應(yīng)的調(diào)整熱處理工藝方法，不改變工序就可以制造出C級(jí)、D級(jí)等不同等級(jí)的抽油桿。另外，防腐工序中應(yīng)用熱浸漆、熱浸鋁或涂敷其它防腐材料的工藝方法，便可制造出抗不同介質(zhì)腐蝕的防腐抽油桿。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿典型工藝路2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝在典型抽油桿工藝路線的基礎(chǔ)上，增加表面加熱淬火工序，并調(diào)整部分工序便可形成超高強(qiáng)度抽油桿的制造工藝路線。制造超高強(qiáng)度抽油桿的典型工藝流程，如圖所示。

超高強(qiáng)度抽油桿典型工藝流程2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝在典型抽油桿工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝用壓縮空氣將鋼丸或玻璃丸噴到零件上，以去除氧化皮及其他污物的工藝過(guò)程叫噴丸。也可將鋼鐵丸送至高速旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)上，利用離心力的作用，使高速拋出的鋼丸撞擊零件表面，達(dá)到光飾的目的，這種工藝叫拋丸。這兩種工藝都能使零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，而且沒(méi)有含硅粉末，對(duì)環(huán)境污染小。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝用壓縮空氣將鋼丸或玻璃丸噴到零件2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝主要用途如下：①使零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，可提高它們的疲勞強(qiáng)度及抗拉應(yīng)力腐蝕的能力；②對(duì)扭曲的薄壁零件進(jìn)行校正；③代替一般的冷、熱成型工藝，對(duì)大型薄壁零件進(jìn)行成型加工，不僅可避免零件表面有殘余拉應(yīng)力，而且可獲得對(duì)零件有利的壓應(yīng)力。應(yīng)注意的是：經(jīng)噴丸或拋丸處理過(guò)的零件的使用溫度不能太高，否則壓應(yīng)力在高溫下會(huì)自動(dòng)消失，因而失去預(yù)期的效果。它們的使用溫度由零件的材質(zhì)決定，對(duì)于一般鋼鐵零件約為260—290℃。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝主要用途如下：①使零件表面產(chǎn)生壓第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝

2.2特種抽油桿2.3抽油桿失效分析2.4抽油桿柱附屬器具第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.2特種抽油桿普通抽油桿的缺點(diǎn)：(發(fā)展特種抽油桿的原因)適應(yīng)不了深井采油、大泵強(qiáng)采需要適應(yīng)不了斜井開(kāi)采的需要適應(yīng)不了高粘油井開(kāi)采需要適應(yīng)不了高腐蝕性油井開(kāi)采需要適應(yīng)不了嚴(yán)重結(jié)蠟油井的開(kāi)采需要2.2特種抽油桿普通抽油桿的缺點(diǎn)：(發(fā)展特種抽油桿的原因)2.2特種抽油桿超高強(qiáng)度抽油桿玻璃鋼抽油桿空心抽油桿電熱抽油桿連續(xù)抽油桿柔性抽油桿不銹鋼抽油桿非金屬帶狀抽油桿鋁合金抽油桿KD級(jí)抽油桿焊接抽油桿特種抽油桿的種類(lèi)2.2特種抽油桿超高強(qiáng)度抽油桿特種抽油桿的種類(lèi)2.2特種抽油桿主要型號(hào)：Oilwell公司生產(chǎn)的EL級(jí)超高強(qiáng)度抽油桿；Norris公司生產(chǎn)的97型超高強(qiáng)度抽油桿；LTV公司生產(chǎn)的HS型超高強(qiáng)度抽油桿。特點(diǎn)：疲勞強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度均較高，分別比APIC級(jí)桿高37%與38.5%；應(yīng)力腐蝕的敏感性小，耐腐蝕性好；適應(yīng)于深井、稠油井和大泵強(qiáng)采井一、超高強(qiáng)度抽油桿2.2特種抽油桿主要型號(hào)：一、超高強(qiáng)度抽油桿2.2特種抽油桿型號(hào)許用應(yīng)力MPaELI0-260279.4ELII0-260344.96970-345HS0-3451)超高強(qiáng)度抽油桿的許用工作應(yīng)力2.2特種抽油桿型號(hào)2.2特種抽油桿在載荷比R＝0.1，頻率20Hz下，以106循環(huán)周次為基數(shù)，測(cè)得EL級(jí)超高強(qiáng)度抽油桿的疲勞強(qiáng)度。EL級(jí)抽油桿的疲勞強(qiáng)度2)疲勞性能型號(hào)疲勞應(yīng)力MPaELI441.0ELII548.82.2特種抽油桿在載荷比R＝0.1，頻率22.2特種抽油桿

對(duì)ELII型超高強(qiáng)度抽油桿進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用API第86號(hào)桿柱。結(jié)果使桿柱總重量減輕了15％，光桿峰值載荷減小了9％，減速箱平均功率減少了6％，抽油桿704天未斷脫。70年代初期，美國(guó)和加拿大使用的ELI型和ELII型超高強(qiáng)度抽油桿，已超過(guò)60.96萬(wàn)米，失效一直很少。3)超高強(qiáng)度抽油桿的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)2.2特種抽油桿對(duì)ELII型超高強(qiáng)度抽油桿進(jìn)行現(xiàn)2.2特種抽油桿

與金屬材料相比，玻璃鋼制品具有重量輕、抗腐蝕、疲勞性能好等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，近十幾年的開(kāi)發(fā)研究，已成功地用玻璃鋼材料試制成抽油桿，現(xiàn)場(chǎng)使用證明，玻璃鋼桿有很大發(fā)展?jié)摿?。迄今已有多家公司生產(chǎn)玻璃鋼抽油桿，其中最具代表性的是美國(guó)Flex公司。二、玻璃鋼抽油桿2.2特種抽油桿與金屬材料相比，玻璃鋼制品具有重量2.2特種抽油桿

1．玻璃鋼抽油桿的結(jié)構(gòu)玻璃鋼抽油桿是由玻璃鋼桿體和兩端帶外螺紋的鋼接頭組合而成，如圖所示。

玻璃鋼抽油桿結(jié)構(gòu)示意圖1—頭部；2—桿體；3—護(hù)套2.2特種抽油桿1．玻璃鋼抽油桿的結(jié)構(gòu)2.2特種抽油桿接頭內(nèi)腔由數(shù)級(jí)錐面組成，利用特殊粘接工藝，使環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑牢固地粘在玻璃鋼桿體上，形成相應(yīng)的錐面。服役時(shí)靠鋼接頭內(nèi)腔與環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑的多級(jí)錐面承受工作應(yīng)力。其結(jié)構(gòu)如圖所示。玻璃鋼抽油桿接頭結(jié)構(gòu)示意圖1—外螺紋；2—臺(tái)肩；3—扳手方徑；4—空腔部分；5—護(hù)套2.2特種抽油桿接頭內(nèi)腔由數(shù)級(jí)錐面組成，利2.2特種抽油桿2．玻璃鋼抽油桿的制造方法拉擠桿體；加工金屬接頭；將兩個(gè)金屬接頭粘接到桿體的兩端。桿體是用玻璃纖維無(wú)捻粗紗做增強(qiáng)料，用樹(shù)脂作基體，以拉擠方法成型。2.2特種抽油桿2．玻璃鋼抽油桿的制造方法2.2特種抽油桿桿體拉擠過(guò)程2.2特種抽油桿桿體拉擠過(guò)程2.2特種抽油桿玻璃纖維通過(guò)梳理板后進(jìn)入浸漬槽，浸漬了樹(shù)脂的玻璃纖維在高頻加熱爐中預(yù)熱，然后在模具內(nèi)成型，最后由牽引機(jī)將固化的玻璃鋼桿向外拉。桿頭粘接工藝：先在鋼接頭內(nèi)孔表面涂一薄層脫膜劑，并將桿體兩端噴砂。預(yù)先估計(jì)好樹(shù)脂粘接劑用量，灌入接頭內(nèi)孔，將桿頭插入鋼接頭內(nèi)孔。樹(shù)脂固化在桿體上，從而完成了鋼接頭和桿體的粘接。2.2特種抽油桿玻璃纖維通過(guò)梳理板后進(jìn)入浸2.2特種抽油桿3．玻璃鋼抽油桿的類(lèi)型按桿身直徑、最高工作溫度和端部接頭的級(jí)別劃分。例如：7／8—93℃-A其中：7／8—桿身直徑；93℃—最高工作溫度；A—端部接頭強(qiáng)度級(jí)別，A級(jí)為620793MPa，B級(jí)為793965MPa。2.2特種抽油桿3．玻璃鋼抽油桿的類(lèi)型2.2特種抽油桿4．性能特點(diǎn)1)重量輕桿體密度為2.022.05×103kg/m3，加上金屬接頭其單位長(zhǎng)度的重量約為普通鋼桿的1/3。因此采用玻璃鋼桿后，可減小抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷，降低峰值扭矩和功率消耗。2.2特種抽油桿4．性能特點(diǎn)2.2特種抽油桿2)玻璃鋼桿的彈性好D級(jí)桿的彈性模量為20.86×104MPa，而玻璃鋼桿的彈性模量為4.96×104MPa，因此玻璃鋼抽油桿具有更好的彈性。玻璃鋼桿比普通桿具有更低的固有頻率。普通抽油桿的工作頻率與固有頻率之比N/N0<0.5，而玻璃鋼桿在0.50.8之間，玻璃鋼桿可以在更接近于系統(tǒng)的固有頻率附近工作，其柱塞沖程將被放大12倍左右，只要合理設(shè)計(jì)桿柱能實(shí)現(xiàn)超沖程，即Sp/S>1。2.2特種抽油桿2)玻璃鋼桿的彈性好2.2特種抽油桿

機(jī)械共振對(duì)柱塞沖程的影響2.2特種抽油桿機(jī)械共振對(duì)柱塞沖程的影響2.2特種抽油桿

由于玻璃鋼桿的剛度比普通鋼桿小得多，所以在相同液柱載荷作用下，玻璃鋼桿的無(wú)量剛伸長(zhǎng)Fo/SKr比鋼桿柱要大得多，減小Fo/SKr值有利于提高Sp/S。因此玻璃鋼抽油桿更適合于小泵深抽。2.2特種抽油桿由于玻璃鋼桿的剛度比普通鋼桿2.2特種抽油桿3)耐腐蝕，減少抽油桿的斷脫事故玻璃鋼桿體抗腐蝕性能好，桿頭采用K級(jí)桿鋼，耐腐蝕。玻璃鋼桿適于在酸性油井（含硫化氫、二氧化碳等）中使用。4)玻璃鋼桿不能承受軸向壓縮載荷由于玻璃鋼桿不能承受軸向壓縮載荷，因此一般與鋼桿組成混合桿柱使用，而且在保證玻璃鋼桿不受壓力的情況下，盡量加大玻璃鋼桿在混合桿柱中的比例。2.2特種抽油桿3)耐腐蝕，減少抽油桿的斷脫事故2.2特種抽油桿玻璃鋼桿存在以下缺點(diǎn)：1)價(jià)格貴；2)使用溫度不能超過(guò)限定溫度；3)報(bào)廢桿不能熔化回收利用。2.2特種抽油桿玻璃鋼桿存在以下缺點(diǎn)：2.2特種抽油桿空心抽油桿是為開(kāi)采稠油井和結(jié)蠟井而研制的。1．空心抽油桿的結(jié)構(gòu)這里只介紹兩種典型結(jié)構(gòu)

1)前蘇聯(lián)空心抽油桿結(jié)構(gòu)前蘇聯(lián)空心抽油桿結(jié)構(gòu)如圖所示，桿頭一端為內(nèi)螺紋，另一端為外螺紋，組成抽油桿柱時(shí)，不需要接箍。

前蘇聯(lián)空心抽油桿結(jié)構(gòu)圖1、3-焊接桿頭；2-桿體三、空心抽油桿2.2特種抽油桿空心抽油桿是為開(kāi)采稠油井和結(jié)蠟井而研制的。2.2特種抽油桿2)奧地利空心抽油桿結(jié)構(gòu)奧地利空心抽油桿結(jié)構(gòu)如圖所示。外形結(jié)構(gòu)與普通抽油桿相似，需要用接箍將它們連接成抽油桿柱。奧地利空心抽油桿結(jié)構(gòu)圖1-焊接桿頭；2-桿體2.2特種抽油桿2)奧地利空心抽油桿結(jié)構(gòu)奧地利空心抽油2.2特種抽油桿空心抽油桿2.2特種抽油桿空心抽油桿2.2特種抽油桿規(guī)格桿體直徑桿體壁厚螺紋名義直徑d(in)卸荷槽直徑D卸荷槽長(zhǎng)度L1扳手方徑長(zhǎng)度L4扳手方徑寬度S空心抽油桿長(zhǎng)度L常規(guī)抽油桿短抽油桿KG2222423.2418383480007500710010001600200025003100KG2525426.4238KG28284.531.1741KG3232535.9246KG36365.540.6850KG4040643.68582．我國(guó)空心抽油桿的規(guī)格2.2特種抽油桿規(guī)格桿體直徑桿體壁厚螺紋名義直徑2.2特種抽油桿由空心圓管制成，成本較高，具有降低抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。除傳遞動(dòng)力外，還可以通過(guò)其內(nèi)孔加入各種化學(xué)劑等降低原油的粘度，有助于改善井筒中原油的流動(dòng)性質(zhì)。降低原油的粘度，清除油井結(jié)蠟。和無(wú)管泵配套使用，使原油從空心抽油桿的內(nèi)孔流出，空心抽油桿既起抽油桿的作用，又起油管的作用?？招某橛蜅U的流道小，流速快，不易沉積砂粒，適用于含砂油井?？招臈U抗扭能力比普通桿大，適用于驅(qū)動(dòng)井下螺桿抽油泵。便于向井中安裝各種控制器。適用于高含蠟井、稠油井、小井眼井、套管變形井、帶動(dòng)螺桿泵。3．空心桿的使用特點(diǎn)2.2特種抽油桿由空心圓管制成，成本較高，具有降低抽油機(jī)懸2.2特種抽油桿

泵上降粘泵下降粘油套環(huán)空化學(xué)或稀油降粘工藝管(桿)柱結(jié)構(gòu)示意圖1－摻液器；2－深井泵；3－封隔器2.2特種抽油桿泵上降粘2.2特種抽油桿泵上降粘泵下降粘空心桿化學(xué)或稀油降粘工藝管（桿）結(jié)構(gòu)示意圖1—化學(xué)劑入；2—空心抽油桿；3—油管；4—抽油泵；5—環(huán)流泵2.2特種抽油桿泵上降粘泵下2.2特種抽油桿4．空心桿存在問(wèn)題空心抽油桿既當(dāng)抽油桿，又當(dāng)油管時(shí)，必須與相應(yīng)的深井泵相匹配，才能得到合理使用。在制造過(guò)程中必須解決桿體與桿頭的連接質(zhì)量和同心度問(wèn)題。2.2特種抽油桿4．空心桿存在問(wèn)題空心抽油桿既當(dāng)抽油桿，又2.2特種抽油桿電熱抽油桿：是在抽油桿軸向上的孔內(nèi)裝有電阻加熱元件。電熱抽油桿的種類(lèi)：一種是輸入直流電產(chǎn)生電阻熱的直流電熱桿（簡(jiǎn)稱(chēng)直流桿）；另一種是輸入交流電產(chǎn)生集膚效應(yīng)熱的交流電熱桿（簡(jiǎn)稱(chēng)交流桿）兩種桿的異同點(diǎn)：兩種桿的基本功能相同，都是用于開(kāi)采原油時(shí)加熱升溫；結(jié)構(gòu)相似，都是在鋼桿中穿入電阻元件（直流桿）或電纜（交流桿），底部短路，上部在鋼管和電熱元件之間加電源，使電熱桿發(fā)熱。作用：降粘、防止結(jié)蠟。四、電熱抽油桿2.2特種抽油桿電熱抽油桿：四、電熱抽油桿2.2特種抽油桿電熱桿加熱降粘

電熱桿的長(zhǎng)度和每米加熱功率對(duì)井筒溫度分布和降粘效果有較大影響。2.2特種抽油桿電熱桿加熱降粘電熱桿的長(zhǎng)度和每米加有桿抽油系統(tǒng)-第-章-抽油桿課件電熱桿泵上加熱電熱桿過(guò)泵加熱電熱桿加熱結(jié)構(gòu)示意圖

1—電熱桿；2—油管；3—抽油泵；4—環(huán)流泵；5—泵下電熱桿12/16/2022電熱桿泵上加熱電熱桿過(guò)泵加熱12/13/2022542.2特種抽油桿

電熱桿之間連接結(jié)構(gòu)如圖所示。在每根抽油桿的內(nèi)孔中安裝有電阻加熱元件。為避免電阻加熱元件與抽油桿直接接觸，在電阻絲周?chē)须娊^緣體。為使組成桿柱的相鄰抽油桿中的電阻絲連接起來(lái)，在接箍的中心安裝有軸向電導(dǎo)元件，從而使相鄰抽油桿中的電阻絲相連。該電導(dǎo)元件利用絕緣體置于軸向位置，這樣既可以使電阻絲連接起來(lái)，又可以與接箍和抽油桿相隔開(kāi)。電熱抽油桿連接結(jié)構(gòu)圖1．電熱抽油桿連接結(jié)構(gòu)2.2特種抽油桿電熱桿之間連接結(jié)構(gòu)如圖所示2.2特種抽油桿2.2特種抽油桿2.2特種抽油桿形成回路的終端結(jié)構(gòu)如圖所示。一根電纜線與抽油桿的電阻絲相連，另一根電纜線與光桿的外表相連，而每根抽油桿的外表是相連的，所以需要有一種裝置使連接電阻絲的電纜線與連接抽油桿外表的電纜線相連才能構(gòu)成回路。整體式電導(dǎo)體裝置把電阻絲與接箍連接起來(lái)構(gòu)成回路。

電熱抽油桿形成回路的終端結(jié)構(gòu)圖2．形成回路的終端結(jié)構(gòu)2.2特種抽油桿形成回路的終端結(jié)構(gòu)如圖所示有桿抽油系統(tǒng)-第-章-抽油桿課件2.2特種抽油桿

連續(xù)抽油桿是用連續(xù)的圓鋼制成的，沒(méi)有抽油桿接箍，從而減少了抽油桿絲扣連接所引起的事故，加速了起下操作業(yè)過(guò)程，也減小了抽油桿與油管間的摩擦及流體流動(dòng)的阻力。

1．連續(xù)抽油桿的規(guī)格連續(xù)抽油桿的規(guī)格如下表所示。五、連續(xù)抽油桿2.2特種抽油桿

連續(xù)抽油桿是用連續(xù)的圓鋼制成的2.2特種抽油桿規(guī)格mm編號(hào)重量N/m橫截面積mm2短軸半徑±0.5mm長(zhǎng)軸半徑±0.5mm26.9825.4029.3022.2020.6319.057#6#5#4#3#2#44.039.034.329.8925.7721.9557250744538833528535.632.329.725.424.122.918.918.818.518.516.515.2連續(xù)抽油桿的規(guī)格表2.2特種抽油桿規(guī)格重量橫截面積mm2短軸半徑長(zhǎng)軸2.2特種抽油桿1)可大幅度降低抽油桿的失效頻率根據(jù)調(diào)查，普通抽油桿連接部分失效，占抽油桿總失效數(shù)的60%80%。抽油桿能消除螺紋連接從根本上解決這一問(wèn)題。2)可減輕抽油桿與油管的磨損普通抽油桿在油管中工作時(shí)，由于井身軌跡等原因會(huì)造成抽油桿柱與油管發(fā)生接觸。通常接觸只發(fā)生在接箍與油管之間，這樣抽油桿柱對(duì)油管的正壓力集中作用在接箍上，造成接觸部分磨損加劇。2．連續(xù)抽油桿的優(yōu)點(diǎn)2.2特種抽油桿1)可大幅度降低抽油桿的失效頻率2．連續(xù)2.2特種抽油桿從油管橫截面看，由于接箍與油管內(nèi)表面是點(diǎn)接觸，這更加劇了磨損。而連續(xù)抽油桿的橫截面為半橢圓形,曲率半徑為38.1mm，而任何油管的內(nèi)徑均小于76.2mm。因此連續(xù)抽油桿在油管內(nèi)有兩個(gè)以上的接觸點(diǎn),如圖。連續(xù)抽油桿與油管的接觸面積可能為普通抽油桿的100150倍，所以其對(duì)油管磨損的嚴(yán)重程度也遠(yuǎn)小于普通抽油桿。2.2特種抽油桿從油管橫截面看，由于接箍與2.2特種抽油桿

連續(xù)抽油桿在油管中的接觸情況

2.2特種抽油桿連續(xù)抽油桿在油管中的接觸情況2.2特種抽油桿3)可降低抽油桿的工作應(yīng)力連續(xù)抽油桿柱的重量比相應(yīng)普通桿柱減小8%10%。4)可提高安裝和起升抽油桿的速度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度由于連續(xù)抽油桿沒(méi)有接箍，每口井所用的為一根連續(xù)抽油桿柱，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。2.2特種抽油桿3)可降低抽油桿的工作應(yīng)力2.2特種抽油桿5)可減少結(jié)蠟普通桿桿體上結(jié)蠟很少，而多發(fā)生在接箍周?chē)?。這是由于接箍周?chē)鷧^(qū)域壓力降低，且會(huì)導(dǎo)致氣體析出，使這個(gè)區(qū)域被冷卻而結(jié)蠟。而連續(xù)抽油桿沒(méi)有接箍，且表面又噴鍍了一層3M205號(hào)溶性環(huán)氧樹(shù)脂涂料，更利于除蠟。6)可減小流體的流動(dòng)阻力由于連續(xù)抽油桿取消了接箍，使桿、管環(huán)空截面積增大，因而減小了流體的流動(dòng)阻力。2.2特種抽油桿5)可減少結(jié)蠟2.2特種抽油桿3．連續(xù)抽油桿存在的問(wèn)題運(yùn)輸困難裝有連續(xù)抽油桿卷盤(pán)的拖車(chē)高4.58m，寬3.66m，由于鐵路隧道高度有限，有些公路路面狹窄，因此鐵路和公路運(yùn)輸都比較困難。2.2特種抽油桿3．連續(xù)抽油桿存在的問(wèn)題運(yùn)輸困難2.2特種抽油桿3．連續(xù)抽油桿存在的問(wèn)題焊縫局部熱處理質(zhì)量有待進(jìn)一步提高無(wú)論是在制造廠，還是在現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)，都必須對(duì)焊縫進(jìn)行局部熱處理，由于局部加熱而引起的過(guò)渡區(qū)金相組織的變化，會(huì)降低疲勞性能。因此，要進(jìn)一步提高局部熱處理的質(zhì)量。2.2特種抽油桿3．連續(xù)抽油桿存在的問(wèn)題焊縫局部熱處理質(zhì)量2.2特種抽油桿六、其它幾種特種抽油桿1．柔性抽油桿具有代表性的柔性抽油桿是鋼絲繩抽油桿。鋼絲繩抽油桿是由多根高強(qiáng)度的鋼絲作成的一根單根鋼絲繩。斷面如圖所示。2.2特種抽油桿六、其它幾種特種抽油桿1．柔性抽油桿2.2特種抽油桿柔性抽油桿（鋼絲繩抽油桿）的特點(diǎn)：

接頭少，可消除常規(guī)抽油桿接頭的斷脫事故鋼絲繩可連續(xù)起下，減少修井作業(yè)的時(shí)間與工作量鋼絲繩本身缺少穩(wěn)定剛性，易變形與彎曲，配適當(dāng)加重桿可使抽油桿在常拉力工況下工作由于鋼絲繩結(jié)構(gòu)關(guān)系，需專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)井口密封裝置2.2特種抽油桿柔性抽油桿（鋼絲繩抽油桿）的特點(diǎn)：2.2特種抽油桿2．帶狀抽油桿帶狀抽油桿是一種由石墨復(fù)合材料制成的抽油桿。帶狀抽油桿沒(méi)有接頭，這樣可減少由于接頭所引起的桿柱斷脫現(xiàn)象。帶狀抽油桿材料的許用應(yīng)力很高，這樣就可大幅度減輕抽油桿自身重量，（15.2m不足68Kg)從而降低了抽油設(shè)備的工作載荷和能耗。連續(xù)的帶狀抽油桿可繞在直徑2.43m的卷筒上，便于裝卸、運(yùn)輸和起下作業(yè)。耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)抗疲勞強(qiáng)度高，提高了泵抽深度2.2特種抽油桿2．帶狀抽油桿帶狀抽油桿沒(méi)有接頭，這樣可2.2特種抽油桿3．鋁合金抽油桿鋁合金抽油桿的接頭，采用與鋁電勢(shì)相近的不銹鋼，以防止電化學(xué)腐蝕。鋁合金抽油桿具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)重量輕，僅為鋼質(zhì)抽油桿的三分之一；(2)抗鹽水、硫化氫、二氧化碳等介質(zhì)的腐蝕能力是鋼質(zhì)抽油桿的3~5倍。4．KD級(jí)抽油桿KD級(jí)抽油桿既有D級(jí)抽油桿的強(qiáng)度，又有K級(jí)抽油桿耐腐蝕性能。所以KD級(jí)抽油桿可用于負(fù)荷較大且具有腐蝕性的油井。2.2特種抽油桿3．鋁合金抽油桿2.2特種抽油桿5．不銹鋼抽油桿具有抗腐蝕和疲勞性能；適用于強(qiáng)化采油和含CO2較多的油井上使用6．焊接抽油桿前蘇聯(lián)研制。兩種材料制造，接頭易損壞，采用高級(jí)合金材料，抽油桿本體采用45號(hào)鋼，兩者利用摩擦焊實(shí)現(xiàn)焊接連接，強(qiáng)度高，沒(méi)有氣孔等缺陷，大大提高使用壽命。2.2特種抽油桿5．不銹鋼抽油桿第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝

2.2特種抽油桿2.3抽油桿失效分析2.4抽油桿柱附屬器具第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.3抽油桿失效分析產(chǎn)品喪失其規(guī)定功能的現(xiàn)象稱(chēng)為失效。抽油桿的失效類(lèi)型可分為斷裂與脫扣兩類(lèi)，其主要失效形式是疲勞斷裂。

材料或構(gòu)件在交變應(yīng)力的重復(fù)作用下，發(fā)生突然破壞的現(xiàn)象稱(chēng)作疲勞斷裂。疲勞斷裂一般總是起源于構(gòu)件的表層，由于表層的材料缺陷、尺寸和幾何形狀的變化引起應(yīng)力集中，而形成裂紋并不斷擴(kuò)展，直到剩余的材料不再能承擔(dān)應(yīng)力或應(yīng)變而突然發(fā)生斷裂。影響疲勞的因素可歸納為四個(gè)方面，即材料特性、載荷、構(gòu)件的形狀和尺寸以及工作環(huán)境。

2.3抽油桿失效分析產(chǎn)品喪失其規(guī)定功能的現(xiàn)抽油桿的受力分析：（1）在工作時(shí)，抽油桿柱在油管中上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上行時(shí)整個(gè)桿柱全部承受拉應(yīng)力，但應(yīng)力分布是由上至下逐漸增大，靠自重下行時(shí)，桿柱下部又出現(xiàn)壓應(yīng)力，而在桿柱中和點(diǎn)以上仍為拉應(yīng)力，但此時(shí)的拉應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上行程時(shí)的拉應(yīng)力，因此，抽油桿柱在工作時(shí)，上部桿柱承受的是忽大忽小的脈動(dòng)應(yīng)力，而下部桿柱主要承受交變應(yīng)力。2.3抽油桿失效分析抽油桿的受力分析：2.3抽油桿失效分析（2）當(dāng)油稠、泵徑大、下行速度快時(shí)，下行阻力會(huì)很大，需要很長(zhǎng)的抽油桿柱自重才能克服這一阻力。細(xì)長(zhǎng)的抽油桿在自重作用下，將會(huì)產(chǎn)生多次彎曲，使這部分抽油桿工作條件更加惡化，有可能在工作中首先疲勞破壞。另外，桿柱在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)還會(huì)產(chǎn)生與油管壁的摩擦阻力。2.3抽油桿失效分析（2）當(dāng)油稠、泵徑大、下行速度快時(shí)，下行阻力會(huì)很大，需要很長(zhǎng)影響抽油桿疲勞壽命的主要因素（1）鋼材的質(zhì)量影響：包括鋼材的化學(xué)成分、冶煉質(zhì)量、軋制質(zhì)量等（2）制造質(zhì)量影響：主要包括鍛造、熱處理和干頭機(jī)加工質(zhì)量的影響（3）載荷的影響：抽油桿各個(gè)截面承受的應(yīng)力水平和應(yīng)力幅度的影響（4）腐蝕介質(zhì)的影響：抽油井中的腐蝕主要有氧、硫化氫、二氧化碳和微生物腐蝕2.3抽油桿失效分析影響抽油桿疲勞壽命的主要因素（1）鋼材的質(zhì)量影響：包括鋼材的2.3抽油桿失效分析一、失效類(lèi)型抽油桿及其接箍的失效類(lèi)型有兩種：一種是斷裂；另一種是脫扣。抽油桿斷裂主要是疲勞斷裂。抽油桿疲勞斷裂部位通常是在外螺紋接頭、扳手方頸、鍛造熱影響區(qū)和桿體。接箍的疲勞斷裂大多數(shù)是從內(nèi)部與外螺紋接頭第一個(gè)完整螺紋相重合的地方開(kāi)始，也有發(fā)生在外表面的磨損、凹坑、刻痕處或扳手平面的圓角處。2.3抽油桿失效分析一、失效類(lèi)型2.3抽油桿失效分析a.螺紋根部疲勞斷裂

b.扳手方徑疲勞斷裂2.3抽油桿失效分析a.螺紋根部疲勞斷裂b.扳手方徑疲2.3抽油桿失效分析

c.熱影響區(qū)疲勞斷裂

d.扳手平面圓角處斷裂2.3抽油桿失效分析c.熱影響區(qū)疲勞斷裂2.3抽油桿失效分析e.嚴(yán)重磨損的抽油桿和接箍抽油桿及其接箍的斷裂部位2.3抽油桿失效分析e.嚴(yán)重磨損的抽油桿和接箍2.3抽油桿失效分析1．抽油桿外螺紋接頭斷裂的原因1)預(yù)緊力過(guò)大或不足；2)材料缺陷或熱處理質(zhì)量不符合要求；3)螺紋加工質(zhì)量差；4)臺(tái)肩側(cè)面與接箍端面接觸不緊密，流入井液，引起腐蝕；5)抽汲載荷超載。二、失效原因2.3抽油桿失效分析1．抽油桿外螺紋接頭斷裂的原2.3抽油桿失效分析2．扳手方徑區(qū)斷裂的原因1)由鍛造缺陷引起，主要是折疊和裂紋；2)扳手方徑兩端過(guò)度圓角太小，引起應(yīng)力集中；3)機(jī)械損傷。3．熱影響區(qū)斷裂的原因1)晶粒粗大，表面存在殘余拉應(yīng)力；2)鍛造后在熱影響區(qū)的桿體上有壓痕或局部直徑變小；3)鍛造加熱溫度太高，產(chǎn)生過(guò)熱組織；2.3抽油桿失效分析2．扳手方徑區(qū)斷裂的原因2.3抽油桿失效分析4．桿體斷裂的原因1)由于制造、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程引起彎曲；2)使用過(guò)程中造成的桿體彎曲；3)材料缺陷或熱處理質(zhì)量不符合要求；4)表面刻痕、凹坑引起應(yīng)力集中；5)抽油桿柱設(shè)計(jì)不合理；6)腐蝕。2.3抽油桿失效分析4．桿體斷裂的原因2.3抽油桿失效分析5．抽油桿接頭脫扣原因1)抽油桿臺(tái)肩側(cè)面和接箍端面的垂直度不符合要求；2)預(yù)緊力不足；3)裝配前沒(méi)有將抽油桿外螺紋接頭和接箍清洗干凈；4)選用的螺紋潤(rùn)滑劑不合適；5)液擊、碰泵的沖擊載荷的影響；6)懸繩器的扭擺；7)抽油系統(tǒng)的振動(dòng)；8)抽油桿柱下部彎曲。2.3抽油桿失效分析5．抽油桿接頭脫扣原因2.3抽油桿失效分析6．接箍斷裂的原因1)接箍與油管摩擦；2)預(yù)緊力不足；3)材料缺陷或熱處理質(zhì)量不符合要求；4)表面刻痕、凹坑引起應(yīng)力集中；5)內(nèi)螺紋牙底形狀不佳，引起應(yīng)力集中；6)腐蝕。2.3抽油桿失效分析6．接箍斷裂的原因2.3抽油桿失效分析

抽油桿在工作中承受不對(duì)稱(chēng)循環(huán)載荷作用，因此抽油桿的失效主要表現(xiàn)為疲勞失效，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)使抽油桿柱滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度條件。抽油桿柱設(shè)計(jì)中比較常用的疲勞強(qiáng)度條件有兩個(gè)：當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度條件和API推薦的最大許用應(yīng)力條件。1．當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度條件根據(jù)奧金格的定義，當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算公式為：

三、強(qiáng)度計(jì)算2.3抽油桿失效分析抽油桿在工作中承受不2.3抽油桿失效分析

威爾諾夫斯基將奧金格公式首次用于計(jì)算抽油桿的強(qiáng)度。當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度條件為：式中—當(dāng)量應(yīng)力；—最大循環(huán)應(yīng)力；—循環(huán)應(yīng)力幅；—標(biāo)準(zhǔn)疲勞試件在對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力作用下的疲勞極限；—許用當(dāng)量應(yīng)力；—安全系數(shù)。使用奧金格當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算公式，實(shí)質(zhì)是將抽油桿所承受的不對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力轉(zhuǎn)化為對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力進(jìn)行校核。2.3抽油桿失效分析威爾諾夫斯基將奧金格公2.3抽油桿失效分析2．API推薦的最大許用應(yīng)力條件美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)推薦使用的許用最大循環(huán)應(yīng)力計(jì)算公式為：

式中—使用系數(shù)，無(wú)腐蝕介質(zhì)時(shí)，；存在腐蝕介質(zhì)時(shí)，；—抽油桿最小抗拉強(qiáng)度；—最小循環(huán)應(yīng)力；—許用最大循環(huán)應(yīng)力。2.3抽油桿失效分析2．API推薦的最大許用應(yīng)力條件2.3抽油桿失效分析抽油桿許用最大循環(huán)應(yīng)力強(qiáng)度條件為：許用最大循環(huán)應(yīng)力計(jì)算公式是由修正古德曼圖得出的。

由于目前國(guó)內(nèi)抽油桿制造廠家均已采用等效API規(guī)范的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，抽油桿級(jí)別根據(jù)其抗拉強(qiáng)度劃分為C、D、K級(jí)。因此，現(xiàn)場(chǎng)較普遍地使用許用最大循環(huán)應(yīng)力強(qiáng)度條件進(jìn)行校核。根據(jù)循環(huán)應(yīng)力定義，應(yīng)力幅與最大、最小循環(huán)應(yīng)力的關(guān)系為：2.3抽油桿失效分析抽油桿許用最大循環(huán)應(yīng)力2.3抽油桿失效分析利用上式可將當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度條件改寫(xiě)成：

從而可在-坐標(biāo)系中將這兩個(gè)疲勞強(qiáng)度條件分別表示的曲線進(jìn)行比較，如下圖。在疲勞理論中稱(chēng)這種曲線為等壽命曲線，或疲勞極限曲線。所謂滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度條件是指：實(shí)際循環(huán)應(yīng)力的最大值與最小值在-坐標(biāo)系中所確定的點(diǎn)必須在所給定的相應(yīng)的疲勞極限曲線以下。2.3抽油桿失效分析利用上式可將當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度2.3抽油桿失效分析2.3抽油桿失效分析第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝

2.2特種抽油桿2.3抽油桿失效分析2.4抽油桿柱附屬器具第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.4抽油桿柱附屬器具抽油桿柱附屬器具：抽油光桿抽油光桿卡抽油光桿襯套光桿密封盒抽油桿扶正器加重桿抽油桿減振器抽油桿防脫器等2.4抽油桿柱附屬器具抽油桿柱附屬器具：有桿抽油系統(tǒng)-第-章-抽油桿課件抽油光桿卡抽油井口光桿密封器光桿密封閥可退式抽油桿打撈筒抽油光桿卡抽油井口光桿密封器光桿密封閥可退式抽油桿打撈筒2.4抽油桿柱附屬器具

光桿是將抽油機(jī)懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞給抽油桿的一個(gè)重要部件，它通過(guò)光桿卡、懸繩器與抽油機(jī)連接，并通過(guò)光桿接箍與抽油桿連接。在抽油機(jī)的帶動(dòng)下，光桿在抽油光桿密封盒內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一、光桿2.4抽油桿柱附屬器具光桿是將抽油機(jī)懸點(diǎn)的2.4抽油桿柱附屬器具1．光桿的工作條件及使用要求光桿與抽油桿一樣承受不對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力，同時(shí)又在大氣和井液中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其外表面與光桿密封盒形成滑動(dòng)摩擦。因此，光桿是在大氣腐蝕、井液腐蝕、不對(duì)稱(chēng)循環(huán)載荷以及滑動(dòng)摩擦條件下工作的。這就要求光桿必須具備耐大氣腐蝕、井液腐蝕，具有一定的腐蝕疲勞強(qiáng)度和耐磨性能。同時(shí)應(yīng)保證光桿與抽油桿連接可靠，且連接成的抽油桿柱具有較高的直線度。2.4抽油桿柱附屬器具1．光桿的工作條件及使用要求2.4抽油桿柱附屬器具2.抽油光桿的分類(lèi)按不同的強(qiáng)度和使用條件分為C級(jí)、D級(jí)和K級(jí)三個(gè)等級(jí)。3.抽油光桿的結(jié)構(gòu)形式抽油光桿有兩種結(jié)構(gòu)形式，即普通型抽油光桿和一端鐓粗型抽油光桿。2.4抽油桿柱附屬器具2.抽油光桿的分類(lèi)按不同的強(qiáng)度和使用2.4抽油桿柱附屬器具1．加重桿的用途用大直徑抽油泵或抽稠油時(shí)，柱塞在下沖程時(shí)將受到較大的阻力，隨著泵徑和原油粘度的增大，阻力越大，桿柱下部發(fā)生彎曲，使桿柱承受附加彎曲應(yīng)力，引起抽油桿的早期斷裂。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，減少桿柱斷脫事故，可在抽油桿柱下部采用加重桿。

二、加重桿2.4抽油桿柱附屬器具1．加重桿的用途二、加重桿2.4抽油桿柱附屬器具2．加重桿的型式、基本尺寸加重桿國(guó)內(nèi)外尚未標(biāo)準(zhǔn)化，一般采用圖示的結(jié)構(gòu)型式。加重桿的結(jié)構(gòu)形式2.4抽油桿柱附屬器具2．加重桿的型式、基本尺寸2.4抽油桿柱附屬器具3．加重桿的技術(shù)要求所匹配的重量應(yīng)滿(mǎn)足要求；兩端螺紋應(yīng)按普通抽油桿的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造；材料及熱處理方式的選擇，應(yīng)考慮到與所連接的抽油桿的強(qiáng)度相匹配。2.4抽油桿柱附屬器具3．加重桿的技術(shù)要求所匹配的重量應(yīng)滿(mǎn)2.4抽油桿柱附屬器具1．抽油桿扶正器的基本功能1)使抽油桿處于油管中心，不與油管接觸，減少抽油桿與油管之間的磨損。2)由于抽油桿不直接與油管接觸，可以減少抽油桿的振動(dòng)和彎曲，改善抽油桿的受力狀況。3)扶正適于用于斜井、叢式井和水平井。

三、抽油桿扶正器2.4抽油桿柱附屬器具1．抽油桿扶正器的基本功能三、抽油桿2.4抽油桿柱附屬器具2．抽油桿扶正器的類(lèi)型抽油桿扶正器按其與油管的摩擦性質(zhì)可分為滾動(dòng)式扶正器和滑動(dòng)式扶正器兩種。滾動(dòng)式抽油桿扶正器又分為滾輪式扶正器和滾珠式扶正器兩種?；瑒?dòng)式扶正器可分為具有刮蠟作用的和不具有刮蠟作用的兩種，前者叫刮蠟器，后者叫扶正器。2.4抽油桿柱附屬器具2．抽油桿扶正器的類(lèi)型插入式抽油桿扶正器抽油桿短接活動(dòng)式刮臘扶正器抽油桿扶正器抽油桿尼龍扶正器扭卡式抽油桿扶正器插入式抽油桿扶正器抽油桿短接活動(dòng)式刮臘扶正器抽油桿扶正器抽油2.4抽油桿柱附屬器具滾動(dòng)式抽油桿扶正器的用途滾輪式扶正器又稱(chēng)滾輪接箍，滾輪式扶正器除了具有普通接箍的連接作用外，在加長(zhǎng)接箍圓周上裝有滾輪，這樣改善了油井中抽油桿與油管之間的工作條件，變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，減少了抽油桿與油管的磨損。滾珠式扶正器是用半嵌在加長(zhǎng)接箍上的肘形座孔里的滾珠代替滾輪，起到與滾輪扶正器相同的作用，而且滾珠滾動(dòng)不受方向的影響，所以更進(jìn)一步減小了桿柱與油管的摩擦力。2.4抽油桿柱附屬器具滾動(dòng)式抽油桿扶正器的用途滾輪式扶正器2.4抽油桿柱附屬器具圖1滾輪式扶正器圖2滾珠式扶正器2.4抽油桿柱附屬器具圖1滾輪式扶正器圖2.4抽油桿柱附屬器具滑動(dòng)式抽油桿扶正器的用途刮蠟器的結(jié)構(gòu)是兩端帶有較大圓角中間有孔的圓柱體，其外圓直徑較油管內(nèi)徑小，內(nèi)孔比抽油桿體稍大。在外圓柱上開(kāi)有數(shù)條均勻的螺旋槽作為油流通道，其中一條較寬的螺旋槽與內(nèi)孔相連，作為往抽油桿上安裝的入口，通道的螺旋槽上寬下窄，它所形成的油流通道總面積，應(yīng)在保證螺旋齒有一定強(qiáng)度的情況下，盡量采用最大值。普通扶正器外圓上無(wú)刮蠟片，不具備刮蠟作用，能夠減少抽油桿與油管的磨損，從而延長(zhǎng)其壽命。2.4抽油桿柱附屬器具滑動(dòng)式抽油桿扶正器的用途刮蠟器的結(jié)構(gòu)2.4抽油桿柱附屬器具圖1刮蠟器圖2普通扶正器2.4抽油桿柱附屬器具圖1刮蠟器2.4抽油桿柱附屬器具3．滑動(dòng)扶正器的安裝要求（1）對(duì)于要求安裝刮蠟器的抽油桿，需要在抽油桿上設(shè)置一定數(shù)量的限位器，限位器之間的距離為沖程的一半。當(dāng)抽油機(jī)的懸點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，刮蠟器既在桿體上相對(duì)桿體做上下滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，又隨著桿體相對(duì)于油管做上下滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣既覆蓋了抽油桿桿體的全長(zhǎng)，也覆蓋了油管內(nèi)壁的全長(zhǎng)，起到清除抽油桿桿體和油管積蠟的作用。2.4抽油桿柱附屬器具3．滑動(dòng)扶正器的安裝要求（1）對(duì)于2.4抽油桿柱附屬器具（2）對(duì)于主要用做扶正作用的刮蠟器，不需要在所有抽油桿上安裝，只要在斜井段和抽油桿柱的彎曲部位安裝一些就可以了。（3）在油井中使用刮蠟器以后，抽油桿在上下沖程時(shí)的阻力增加，這將使懸點(diǎn)最大負(fù)荷增加，使抽油桿在下沖程時(shí)產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力，為此，應(yīng)采取必要的措施，一般應(yīng)在抽油桿下部使用加重桿。3．滑動(dòng)扶正器的安裝要求2.4抽油桿柱附屬器具（2）對(duì)于主要用做扶正作用的刮蠟器，2.4抽油桿柱附屬器具刮蠟器的安裝圖1—限位器；2—抽油桿；3—刮蠟器2.4抽油桿柱附屬器具刮蠟器的安裝圖2.4抽油桿柱附屬器具

抽油桿減振器安裝在抽油光桿上，置于懸繩器和光桿卡之間，其作用是減少抽油桿柱的振動(dòng)。當(dāng)抽油機(jī)驢頭帶動(dòng)抽油桿柱做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于載荷大小和方向的變化引起抽油桿柱產(chǎn)生不同程度的振動(dòng)，這種振動(dòng)給抽油桿柱帶來(lái)附加沖擊載荷，使抽油桿載荷增加并使連接螺紋松脫。抽油桿減振器的作用就是把這種振動(dòng)加以緩沖和減小，從而降低抽油桿柱斷脫的次數(shù)。抽油桿減振器的結(jié)構(gòu)如圖。它主要由彈性元件和安裝彈性元件的殼體或框架組成。彈性元件隨抽油機(jī)型號(hào)規(guī)格和油井井況的變化而有所不同，主要有橡膠的，有蝶型彈簧的等。

四、抽油桿減振器2.4抽油桿柱附屬器具抽油桿減振器安裝在抽油光桿上2.4抽油桿柱附屬器具抽油桿減振器2.4抽油桿柱附屬器具抽油桿減振器2.4抽油桿柱附屬器具

在抽油桿柱上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于井斜、桿柱彎曲以及桿柱振動(dòng)等原因，容易造成抽油桿柱受到一附加扭矩的作用，這一扭矩可能會(huì)形成對(duì)抽油桿柱連接螺紋的旋松力矩。另外，抽油桿本身的螺紋軸線與臺(tái)肩面的垂直度偏差以及組裝抽油桿柱過(guò)程中預(yù)緊力不足，使得抽油桿柱的抗松脫能力大大降低。旋松力矩的存在以及抗松脫能力的降低容易造成抽油桿柱脫扣。而在抽油桿柱適當(dāng)位置安裝防脫器后，可以將桿柱產(chǎn)生的旋松扭矩釋放掉，從而避免了桿柱接頭螺紋的松動(dòng)。

五、抽油桿防脫器2.4抽油桿柱附屬器具在抽油桿柱上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程2.4抽油桿柱附屬器具目前通常使用的抽油桿防脫器結(jié)構(gòu)如圖，短桿和連接套分別與桿柱的兩部分連接，它們之間通過(guò)套筒和止推軸承發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)桿柱附加扭矩大于防脫器轉(zhuǎn)動(dòng)的扭矩時(shí)，短抽油桿或外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，消除了附加扭矩，從而起到了防止抽油桿脫扣的作用。抽油桿防脫器2.4抽油桿柱附屬器具目前通常使用的抽油桿第2章抽油桿有桿抽油系統(tǒng)

ChinaUniversityofPetroleum第2章抽油桿有桿抽油系統(tǒng)ChinaUniversity第2章抽油桿抽油桿是抽油設(shè)備的重要部件，它將抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳遞給井下抽油泵。抽油桿的疲勞強(qiáng)度和使用壽命決定和影響了整套抽油設(shè)備的最大下泵深度和排量。在抽油過(guò)程中，抽油桿柱承受的是不對(duì)稱(chēng)循環(huán)載荷的作用，其工作介質(zhì)為原油、地層水和天然氣。抽油桿主要失效形式為疲勞斷裂或腐蝕疲勞斷裂。抽油桿的斷脫事故會(huì)嚴(yán)重影響原油的生產(chǎn)，增加修井作業(yè)費(fèi)用，提高了原油的成本。為了提高抽油桿工作的可靠性和使用壽命，國(guó)內(nèi)外在抽油桿的材料、制造、使用、管理及維護(hù)等方面開(kāi)展了大量的研究工作，取得了可喜的成果。第2章抽油桿抽油桿是抽油設(shè)備的重要部件，它第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝

2.2特種抽油桿2.3抽油桿失效分析2.4抽油桿柱附屬器具第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝一、抽油桿結(jié)構(gòu)多根抽油桿通過(guò)接箍連成抽油桿柱，上面通過(guò)光桿與抽油機(jī)相連，下接抽油泵的柱塞，其作用是將地面抽油機(jī)的懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞給井下抽油泵，從而帶動(dòng)泵作抽汲運(yùn)動(dòng)。普通抽油桿的桿體為實(shí)心圓形斷面的鋼桿，兩端為鐓粗的桿頭。

普通抽油桿的結(jié)構(gòu)示意圖2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝一、抽油桿結(jié)構(gòu)普通抽油桿的結(jié)構(gòu)示2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝

外螺紋接頭用來(lái)與接箍相連接，卸荷槽用來(lái)減輕由于螺紋和截面變化引起的應(yīng)力集中，提高抽油桿的疲勞強(qiáng)度。推承面臺(tái)肩在接箍與抽油桿連接時(shí)，使得接箍端面與推承面臺(tái)肩的端面間產(chǎn)生足夠大的應(yīng)力，從而有效防止抽油桿在使用過(guò)程中脫扣及井液對(duì)螺紋的腐蝕。扳手方頸用來(lái)裝卸抽油桿時(shí)卡抽油桿鉗用。凸緣是作業(yè)時(shí)用來(lái)抽油桿的吊裝。圓弧過(guò)渡區(qū)是避免構(gòu)件截面和剛度的急劇變化，減小應(yīng)力集中。1-外螺紋接頭；2-卸荷槽；3-推承面臺(tái)肩；4-扳手方徑；5-凸緣；6-圓弧過(guò)渡區(qū)2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝外螺紋接頭用來(lái)與2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的桿體直徑分別為13、16、19、22、25、29mm，長(zhǎng)度一般為8m或7.62m。為了調(diào)節(jié)抽油桿柱的長(zhǎng)度，還有長(zhǎng)度各為0.41、0.61、0.91、1.22、1.83、2.44、3.05、3.66m的短抽油桿。抽油桿結(jié)構(gòu)尺寸2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的桿體直徑分別為13、162.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的主要尺寸（mm）2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的主要尺寸2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝普通抽油桿分為C級(jí)、D級(jí)和K級(jí)三個(gè)等級(jí)。C級(jí)抽油桿用于輕、中負(fù)荷的油井；D級(jí)桿用于中、重負(fù)荷的油井；K級(jí)桿用于輕、中負(fù)荷并有腐蝕性的油井。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝普通抽油桿分為C級(jí)、D級(jí)和K級(jí)三2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝接箍是抽油桿組合時(shí)的連接零件，按其結(jié)構(gòu)特征可分為：普通接箍、異徑接箍和特種接箍。1.普通接箍用于連接等直徑的抽油桿。其中Ⅰ型帶扳手平面；Ⅱ型不帶扳手平面，又稱(chēng)小井眼接箍。2.異徑接箍用于連接不同直徑的抽油桿。同普通接箍一樣，異徑接箍也分為Ⅰ型和Ⅱ型。3.特種接箍特種接箍主要有滾輪式接箍和滾珠式接箍，又稱(chēng)滾輪式扶正器和滾珠式扶正器，用于斜井或普通油井中降低抽油桿柱與油管之間的摩擦力，減少對(duì)油管的磨損。二、接箍2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝接箍是抽油桿組合時(shí)2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝4.接箍的材料及性能要求:一般都選用中碳結(jié)構(gòu)鋼，國(guó)內(nèi)大都選用45鋼。滿(mǎn)足強(qiáng)度要求和連接要求。具有一定的耐磨性。對(duì)于特種接箍還應(yīng)具有扶正與減磨作用。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝4.接箍的材料及性能要求:2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝三、抽油桿制造工藝抽油桿工作時(shí)承受變動(dòng)載荷，并處在不同的腐蝕介質(zhì)中，工作條件惡劣。因次，要求抽油桿柱要有足夠的疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕能力，同時(shí)，還要求有足夠的螺紋連接強(qiáng)度。抽油桿制造工藝是保證抽油桿成品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

抽油桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1.細(xì)長(zhǎng)桿抽油桿是一種長(zhǎng)徑比很大的細(xì)長(zhǎng)桿，剛度低、柔性大，易彎曲，制造過(guò)程中易變形。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝三、抽油桿制造工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.變截面為了保證抽油桿柱的連接強(qiáng)度及抽油桿螺紋和卸荷槽部位的強(qiáng)度，要求抽油桿端部的截面積要比桿體截面積大很多，即推承面臺(tái)肩外圓處的截面積與桿體截面積的比值為4左右。

3.端部形狀復(fù)雜、要求特殊為了便于作業(yè)時(shí)抽油桿的連接、懸緊、吊裝，抽油桿端部要求帶有外螺紋接頭、扳手方徑和凸緣。因次抽油桿端部是一個(gè)變截面的階梯回轉(zhuǎn)體、正方體與圓弧回轉(zhuǎn)體相互銜接的復(fù)雜形狀。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.變截面2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的工作環(huán)境及其結(jié)構(gòu)對(duì)抽油桿的制造工藝提出了很高的要求。另外，不同等級(jí)的抽油桿除了材料不同外，其工藝方法及工藝流程也有所不同。抽油桿制造的典型工藝流程如圖所示。抽油桿典型工藝流程2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿的工作環(huán)2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿典型工藝流程中各工序的主要內(nèi)容如下：（1）材料檢驗(yàn)檢查原材料化學(xué)成分、機(jī)械性能、尺寸精度。（2）冷校直對(duì)驗(yàn)收合格但直線度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求且在允許冷校直范圍內(nèi)的桿料進(jìn)行校直。（3）定長(zhǎng)將校直后的桿料根據(jù)鍛造比確定毛坯長(zhǎng)度。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿典型工藝流程中各工序的主要2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝（4）鍛造桿頭

將桿料的一端放入加熱爐加熱至鍛造始鍛溫度。將被加熱的桿頭鐓粗并鍛造成形，監(jiān)控終鍛溫度。將桿料的另一端加熱至鍛造始鍛溫度。將被加熱的另一端桿頭鐓粗并鍛造成形，監(jiān)控終鍛溫度。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝（4）鍛造桿頭2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝（5）熱處理使整個(gè)抽油桿通過(guò)加熱爐加熱，整體正火、正火+回火或調(diào)質(zhì)處理，使其達(dá)到預(yù)期的機(jī)械性能。（6）熱校直熱處理后的抽油桿在熱狀態(tài)下進(jìn)行拉伸校直，或放置在冷卻臺(tái)上空冷到大約120℃滾動(dòng)校直。（7）裝配抽油桿一端的外螺紋按預(yù)緊力要求上好接箍。（8）上護(hù)帽①抽油桿未上接箍一端外螺紋接頭帶上護(hù)帽，防碰傷螺紋。②接箍端上好護(hù)堵。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝（5）熱處理使整個(gè)抽油桿通過(guò)加2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿典型工藝路線從鋼抽油桿發(fā)明時(shí)起，一直是工業(yè)上通用的工藝路線。

其特點(diǎn)是：工藝流程通用性強(qiáng)，通過(guò)選擇不同的材料，相應(yīng)的調(diào)整熱處理工藝方法，不改變工序就可以制造出C級(jí)、D級(jí)等不同等級(jí)的抽油桿。另外，防腐工序中應(yīng)用熱浸漆、熱浸鋁或涂敷其它防腐材料的工藝方法，便可制造出抗不同介質(zhì)腐蝕的防腐抽油桿。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝抽油桿典型工藝路2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝在典型抽油桿工藝路線的基礎(chǔ)上，增加表面加熱淬火工序，并調(diào)整部分工序便可形成超高強(qiáng)度抽油桿的制造工藝路線。制造超高強(qiáng)度抽油桿的典型工藝流程，如圖所示。

超高強(qiáng)度抽油桿典型工藝流程2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝在典型抽油桿工藝2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝用壓縮空氣將鋼丸或玻璃丸噴到零件上，以去除氧化皮及其他污物的工藝過(guò)程叫噴丸。也可將鋼鐵丸送至高速旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)上，利用離心力的作用，使高速拋出的鋼丸撞擊零件表面，達(dá)到光飾的目的，這種工藝叫拋丸。這兩種工藝都能使零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，而且沒(méi)有含硅粉末，對(duì)環(huán)境污染小。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝用壓縮空氣將鋼丸或玻璃丸噴到零件2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝主要用途如下：①使零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，可提高它們的疲勞強(qiáng)度及抗拉應(yīng)力腐蝕的能力；②對(duì)扭曲的薄壁零件進(jìn)行校正；③代替一般的冷、熱成型工藝，對(duì)大型薄壁零件進(jìn)行成型加工，不僅可避免零件表面有殘余拉應(yīng)力，而且可獲得對(duì)零件有利的壓應(yīng)力。應(yīng)注意的是：經(jīng)噴丸或拋丸處理過(guò)的零件的使用溫度不能太高，否則壓應(yīng)力在高溫下會(huì)自動(dòng)消失，因而失去預(yù)期的效果。它們的使用溫度由零件的材質(zhì)決定，對(duì)于一般鋼鐵零件約為260—290℃。2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝主要用途如下：①使零件表面產(chǎn)生壓第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝

2.2特種抽油桿2.3抽油桿失效分析2.4抽油桿柱附屬器具第2章抽油桿2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝2.2特種抽油桿普通抽油桿的缺點(diǎn)：(發(fā)展特種抽油桿的原因)適應(yīng)不了深井采油、大泵強(qiáng)采需要適應(yīng)不了斜井開(kāi)采的需要適應(yīng)不了高粘油井開(kāi)采需要適應(yīng)不了高腐蝕性油井開(kāi)采需要適應(yīng)不了嚴(yán)重結(jié)蠟油井的開(kāi)采需要2.2特種抽油桿普通抽油桿的缺點(diǎn)：(發(fā)展特種抽油桿的原因)2.2特種抽油桿超高強(qiáng)度抽油桿玻璃鋼抽油桿空心抽油桿電熱抽油桿連續(xù)抽油桿柔性抽油桿不銹鋼抽油桿非金屬帶狀抽油桿鋁合金抽油桿KD級(jí)抽油桿焊接抽油桿特種抽油桿的種類(lèi)2.2特種抽油桿超高強(qiáng)度抽油桿特種抽油桿的種類(lèi)2.2特種抽油桿主要型號(hào)：Oilwell公司生產(chǎn)的EL級(jí)超高強(qiáng)度抽油桿；Norris公司生產(chǎn)的97型超高強(qiáng)度抽油桿；LTV公司生產(chǎn)的HS型超高強(qiáng)度抽油桿。特點(diǎn)：疲勞強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度均較高，分別比APIC級(jí)桿高37%與38.5%；應(yīng)力腐蝕的敏感性小，耐腐蝕性好；適應(yīng)于深井、稠油井和大泵強(qiáng)采井一、超高強(qiáng)度抽油桿2.2特種抽油桿主要型號(hào)：一、超高強(qiáng)度抽油桿2.2特種抽油桿型號(hào)許用應(yīng)力MPaELI0-260279.4ELII0-260344.96970-345HS0-3451)超高強(qiáng)度抽油桿的許用工作應(yīng)力2.2特種抽油桿型號(hào)2.2特種抽油桿在載荷比R＝0.1，頻率20Hz下，以106循環(huán)周次為基數(shù)，測(cè)得EL級(jí)超高強(qiáng)度抽油桿的疲勞強(qiáng)度。EL級(jí)抽油桿的疲勞強(qiáng)度2)疲勞性能型號(hào)疲勞應(yīng)力MPaELI441.0ELII548.82.2特種抽油桿在載荷比R＝0.1，頻率22.2特種抽油桿

對(duì)ELII型超高強(qiáng)度抽油桿進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用API第86號(hào)桿柱。結(jié)果使桿柱總重量減輕了15％，光桿峰值載荷減小了9％，減速箱平均功率減少了6％，抽油桿704天未斷脫。70年代初期，美國(guó)和加拿大使用的ELI型和ELII型超高強(qiáng)度抽油桿，已超過(guò)60.96萬(wàn)米，失效一直很少。3)超高強(qiáng)度抽油桿的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)2.2特種抽油桿對(duì)ELII型超高強(qiáng)度抽油桿進(jìn)行現(xiàn)2.2特種抽油桿

與金屬材料相比，玻璃鋼制品具有重量輕、抗腐蝕、疲勞性能好等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，近十幾年的開(kāi)發(fā)研究，已成功地用玻璃鋼材料試制成抽油桿，現(xiàn)場(chǎng)使用證明，玻璃鋼桿有很大發(fā)展?jié)摿ΑＦ褚延卸嗉夜旧a(chǎn)玻璃鋼抽油桿，其中最具代表性的是美國(guó)Flex公司。二、玻璃鋼抽油桿2.2特種抽油桿與金屬材料相比，玻璃鋼制品具有重量2.2特種抽油桿

1．玻璃鋼抽油桿的結(jié)構(gòu)玻璃鋼抽油桿是由玻璃鋼桿體和兩端帶外螺紋的鋼接頭組合而成，如圖所示。

玻璃鋼抽油桿結(jié)構(gòu)示意圖1—頭部；2—桿體；3—護(hù)套2.2特種抽油桿1．玻璃鋼抽油桿的結(jié)構(gòu)2.2特種抽油桿接頭內(nèi)腔由數(shù)級(jí)錐面組成，利用特殊粘接工藝，使環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑牢固地粘在玻璃鋼桿體上，形成相應(yīng)的錐面。服役時(shí)靠鋼接頭內(nèi)腔與環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑的多級(jí)錐面承受工作應(yīng)力。其結(jié)構(gòu)如圖所示。玻璃鋼抽油桿接頭結(jié)構(gòu)示意圖1—外螺紋；2—臺(tái)肩；3—扳手方徑；4—空腔部分；5—護(hù)套2.2特種抽油桿接頭內(nèi)腔由數(shù)級(jí)錐面組成，利2.2特種抽油桿2．玻璃鋼抽油桿的制造方法拉擠桿體；加工金屬接頭；將兩個(gè)金屬接頭粘接到桿體的兩端。桿體是用玻璃纖維無(wú)捻粗紗做增強(qiáng)料，用樹(shù)脂作基體，以拉擠方法成型。2.2特種抽油桿2．玻璃鋼抽油桿的制造方法2.2特種抽油桿桿體拉擠過(guò)程2.2特種抽油桿桿體拉擠過(guò)程2.2特種抽油桿玻璃纖維通過(guò)梳理板后進(jìn)入浸漬槽，浸漬了樹(shù)脂的玻璃纖維在高頻加熱爐中預(yù)熱，然后在模具內(nèi)成型，最后由牽引機(jī)將固化的玻璃鋼桿向外拉。桿頭粘接工藝：先在鋼接頭內(nèi)孔表面涂一薄層脫膜劑，并將桿體兩端噴砂。預(yù)先估計(jì)好樹(shù)脂粘接劑用量，灌入接頭內(nèi)孔，將桿頭插入鋼接頭內(nèi)孔。樹(shù)脂固化在桿體上，從而完成了鋼接頭和桿體的粘接。2.2特種抽油桿玻璃纖維通過(guò)梳理板后進(jìn)入浸2.2特種抽油桿3．玻璃鋼抽油桿的類(lèi)型按桿身直徑、最高工作溫度和端部接頭的級(jí)別劃分。例如：7／8—93℃-A其中：7／8—桿身直徑；93℃—最高工作溫度；A—端部接頭強(qiáng)度級(jí)別，A級(jí)為620793MPa，B級(jí)為793965MPa。2.2特種抽油桿3．玻璃鋼抽油桿的類(lèi)型2.2特種抽油桿4．性能特點(diǎn)1)重量輕桿體密度為2.022.05×103kg/m3，加上金屬接頭其單位長(zhǎng)度的重量約為普通鋼桿的1/3。因此采用玻璃鋼桿后，可減小抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷，降低峰值扭矩和功率消耗。2.2特種抽油桿4．性能特點(diǎn)2.2特種抽油桿2)玻璃鋼桿的彈性好D級(jí)桿的彈性模量為20.86×104MPa，而玻璃鋼桿的彈性模量為4.96×104MPa，因此玻璃鋼抽油桿具有更好的彈性。玻璃鋼桿比普通桿具有更低的固有頻率。普通抽油桿的工作頻率與固有頻率之比N/N0<0.5，而玻璃鋼桿在0.50.8之間，玻璃鋼桿可以在更接近于系統(tǒng)的固有頻率附近工作，其柱塞沖程將被放大12倍左右，只要合理設(shè)計(jì)桿柱能實(shí)現(xiàn)超沖程，即Sp/S>1。2.2特種抽油桿2)玻璃鋼桿的彈性好2.2特種抽油桿

機(jī)械共振對(duì)柱塞沖程的影響2.2特種抽油桿機(jī)械共振對(duì)柱塞沖程的影響2.2特種抽油桿

由于玻璃鋼桿的剛度比普通鋼桿小得多，所以在相同液柱載荷作用下，玻璃鋼桿的無(wú)量剛伸長(zhǎng)Fo/SKr比鋼桿柱要大得多，減小Fo/SKr值有利于提高Sp/S。因此玻璃鋼抽油桿更適合于小泵深抽。2.2特種抽油桿由于玻璃鋼桿的剛度比普通鋼桿2.2特種抽油桿3)耐腐蝕，減少抽油桿的斷脫事故玻璃鋼桿體抗腐蝕性能好，桿頭采用K級(jí)桿鋼，耐腐蝕。玻璃鋼桿適于在酸性油井（含硫化氫、二氧化碳等）中使用。4)玻璃鋼桿不能承受軸向壓縮載荷由于玻璃鋼桿不能承受軸向壓縮載荷，因此一般與鋼桿組成混合桿柱使用，而且在保證玻璃鋼桿不受壓力的情況下，盡量加大玻璃鋼桿在混合桿柱中的比例。2.2特種抽油桿3)耐腐蝕，減少抽油桿的斷脫事故2.2特種抽油桿玻璃鋼桿存在以下缺點(diǎn)：1)價(jià)格貴；2)使用溫度不能超過(guò)限定溫度；3)報(bào)廢桿不能熔化回收利用。2.2特種抽油桿玻璃鋼桿存在以下缺點(diǎn)：2.2特種抽油桿空心抽油桿是為開(kāi)采稠油井和結(jié)蠟井而研制的。1．空心抽油桿的結(jié)構(gòu)這里只介紹兩種典型結(jié)構(gòu)

1)前蘇聯(lián)空心抽油桿結(jié)構(gòu)前蘇聯(lián)空心抽油桿結(jié)構(gòu)如圖所示，桿頭一端為內(nèi)螺紋，另一端為外螺紋，組成抽油桿柱時(shí)，不需要接箍。

前蘇聯(lián)空心抽油桿結(jié)構(gòu)圖1、3-焊接桿頭；2-桿體三、空心抽油桿2.2特種抽油桿空心抽油桿是為開(kāi)采稠油井和結(jié)蠟井而研制的。2.2特種抽油桿2)奧地利空心抽油桿結(jié)構(gòu)奧地利空心抽油桿結(jié)構(gòu)如圖所示。外形結(jié)構(gòu)與普通抽油桿相似，需要用接箍將它們連接成抽油桿柱。奧地利空心抽油桿結(jié)構(gòu)圖1-焊接桿頭；2-桿體2.2特種抽油桿2)奧地利空心抽油桿結(jié)構(gòu)奧地利空心抽油2.2特種抽油桿空心抽油桿2.2特種抽油桿空心抽油桿2.2特種抽油桿規(guī)格桿體直徑桿體壁厚螺紋名義直徑d(in)卸荷槽直徑D卸荷槽長(zhǎng)度L1扳手方徑長(zhǎng)度L4扳手方徑寬度S空心抽油桿長(zhǎng)度L常規(guī)抽油桿短抽油桿KG2222423.2418383480007500710010001600200025003100KG2525426.4238KG28284.531.1741KG3232535.9246KG36365.540.6850KG4040643.68582．我國(guó)空心抽油桿的規(guī)格2.2特種抽油桿規(guī)格桿體直徑桿體壁厚螺紋名義直徑2.2特種抽油桿由空心圓管制成，成本較高，具有降低抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。除傳遞動(dòng)力外，還可以通過(guò)其內(nèi)孔加入各種化學(xué)劑等降低原油的粘度，有助于改善井筒中原油的流動(dòng)性質(zhì)。降低原油的粘度，清除油井結(jié)蠟。和無(wú)管泵配套使用，使原油從空心抽油桿的內(nèi)孔流出，空心抽油桿既起抽油桿的作用，又起油管的作用。空心抽油桿的流道小，流速快，不易沉積砂粒，適用于含砂油井?？招臈U抗扭能力比普通桿大，適用于驅(qū)動(dòng)井下螺桿抽油泵。便于向井中安裝各種控制器。適用于高含蠟井、稠油井、小井眼井、套管變形井、帶動(dòng)螺桿泵。3．空心桿的使用特點(diǎn)2.2特種抽油桿由空心圓管制成，成本較高，具有降低抽油機(jī)懸2.2特種抽油桿

泵上降粘泵下降粘油套環(huán)空化學(xué)或稀油降粘工藝管(桿)柱結(jié)構(gòu)示意圖1－摻液器；2－深井泵；3－封隔器2.2特種抽油桿泵上降粘2.2特種抽油桿泵上降粘泵下降粘空心桿化學(xué)或稀油降粘工藝管（桿）結(jié)構(gòu)示意圖1—化學(xué)劑入；2—空心抽油桿；3—油管；4—抽油泵；5—環(huán)流泵2.2特種抽油桿泵上降粘泵下2.2特種抽油桿4．空心桿存在問(wèn)題空心抽油桿既當(dāng)抽油桿，又當(dāng)油管時(shí)，必須與相應(yīng)的深井泵相匹配，才能得到合理使用。在制造過(guò)程中必須解決桿體與桿頭的連接質(zhì)量和同心度問(wèn)題。2.2特種抽油桿4．空心桿存在問(wèn)題空心抽油桿既當(dāng)抽油桿，又2.2特種抽油桿電熱抽油桿：是在抽油桿軸向上的孔內(nèi)裝有