檢泵設計標準

1、（3）懸點載荷及抽油桿柱設計計算答：（1）. 根據(jù)懸點最大、最小載荷的計算公式：（它是針對液體粘度較低、直井、游梁抽油機的桿柱載荷公式）。 式中： 第i級桿每米桿在空氣中的質量，Kg/m 第i級桿桿長，m； i 抽油桿級數(shù)，從下向上計數(shù)； PZ泵排出口壓力，Pa；PN泵的沉沒壓力，Pa；N沖次，rpm;S光桿沖程，m；fP活塞截面積，m2；g重力加速度，m/s2； 式中：令fr0=0 Pj第j級抽油桿底部斷面處壓力,Pa： Pt井口壓力，可取Pt106Pa; 0地面油密度，kg/m3; fw體積含水率，小數(shù)；(2)計算懸點最大，最小載荷注： 為下沖程動載荷修正系數(shù)，與抽油機的幾何參數(shù)和泵的充滿

2、程度有關，在抽汲不含氣液體時，一般取 。 為應力波在抽油桿柱中的傳播速度， (3)校核疲勞強度（注：古得曼使用系數(shù)，它是個經(jīng)驗值，與油井腐蝕條件，抽油桿的維護操作因數(shù)有關，一般取 ，使用新油桿和無腐蝕的油井中工作時， 可取1.0）則： 所以抽油桿不會發(fā)生疲勞破壞，符合強度設計要求。（4）抽油機校核計算(1)計算曲柄軸最大扭矩計算公式(12)抽油機校核鉆機最大載荷為大于最大懸點載荷，因此滿足要求。式中： 最大扭矩，N·m;懸點最大載荷，N;懸點最小載荷，N;S沖程，m。(2)抽油機校核鉆機最大載荷為 大于最大懸點載荷 ，因此滿足要求。（5）泵效計算泵效：指生產過程中實際產量與理論產量的

3、比值。其計算公式為： 式中：考慮抽油桿柱和油管柱彈性伸縮后的柱塞沖程與光桿沖程之比，表示桿、管彈性伸縮對泵效的影響；進入泵內的液體體積與柱塞讓出的泵內體積之比，表示泵的充滿程度， ； 泵漏失對泵效影響的漏失系數(shù)，這里取 ；吸入條件下被抽汲液體的體積系數(shù)。故泵效為：（6）.舉升效率計算水功率與光桿功率計算：（a）水功率（有效功率）：是指一定時間內將一定液體具升一定距離所需要的功率。1. 光桿功率計算：P光= SN/60 2.水力功率：P水力Q實際（PZPN）/86.41.137KW3. 井下效率： 4.地面效率：地P光/ P電機 68.98 % 5. 系統(tǒng)效率：總P地/ P井下 74.2 % 6

4、.  3設計計算總結果表采油工程課件 離線作業(yè)0803-設計計算總結果表2009-12-28 0:14班級0803配產量 XX t/d班級內序號66666666666采油指數(shù) 0.897M3(d Mpa) 井深2000m井底流壓XX       MPa靜壓18 MPa下泵深度班級0803班級內序號66666666666井深<?xml:namespace prefix = st1 />2000m靜壓18 MPa油層溫度90含水率0.4套壓0.5MPa油壓1MPa生產氣油比50m3/m3抽油機型號CYJ10353HB

5、泵徑44mm沖程3m沖次6rpm中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準抽油桿柱組合設計方法1  主題內容與適用范圍    本標準規(guī)定了抽油桿柱組合設計方法。    本標準適用于油田常規(guī)油井條件下，游梁式抽油裝置的抽油桿柱組合設計，其它型式抽油裝置的抽油桿柱組合設計亦可參照使用。        本標準不適用于斜井、高凝油及稠油井抽油裝置的抽油桿柱組合設計。2  代號    2.1  物理量代號見表2。2.2  組合

6、抽油桿柱代號采用桿柱最下部和最上部的抽油桿規(guī)格代號(見表1)組成，最下部抽油桿規(guī)格代號放在前面。例如：13mm，18mm，19mm抽油桿組成的桿柱，則組合抽油桿柱代號表示為46。表l抽油桿規(guī)格代號456789抽油桿直徑131619222529 表2序號代  號名  稱單  位1Dp抽油泵公稱直徑m2S沖程m3n沖次min-14Lp抽油泵泵掛深度m5LmaxD級抽油桿組成的近似等強度抽油桿柱的極限下泵深度m6T抽油桿最低抗拉強度Pa7Pm泵筒與柱塞間半干摩擦力N8泵筒與柱塞在半徑方向上的間隙m9Re雷諾數(shù) 10流量系數(shù) 111抽汲液體密

7、度kg/m3  續(xù)表2序號代  號名  稱單  位12do排出閥座孔直徑m13c抽汲液體動力粘度mpa·s14Pt液體通過排出閥的水力阻力產生的對柱塞底部向上的推力N15nk排出閥數(shù)目個16Ap抽油泵柱塞截面積m217Ao排出閥座孔截面積m218Pf作用在抽油桿柱底部的液體上浮力N19Arl最下部一級抽油桿橫截面積m220g重力加速度m/s221Pw下行程時抽油桿柱底部受的總下行阻力N22Lw需配加重桿總長度m23Aw加重桿橫截面積m224r鋼的密度kg/m325Li組合桿柱中第i級抽油桿柱長度m26i%第i級抽油桿柱所占百分比（i%

8、）%27Ar抽油桿柱按長度加權平均截面積m228i抽油桿柱自下而上依次編排的級數(shù)，1，2，M 29A·i第i級抽油桿柱橫截面積m230At油管柱金屬部分按長度加權平均橫截面積m231j油管柱自下而上依次按管徑編排的級數(shù)，1，2，Z 32Lj第j級油管柱長度m33Atj第j級油管柱金屬部分橫截面積m234W抽油桿柱在液體中的重力N35qi第i級抽油桿單位長度的重力N/m36Wl作用在抽油泵柱塞上的液體載荷N37H抽油泵沉沒度m38Po井口回壓Pa39抽油機從上沖程開始到全部液柱載荷加載給懸點時的懸點位移m40E鋼的彈性模量Pa41a抽油機從上沖程開始到全部液柱載荷加

9、載給懸點時的曲柄轉角rad42變形分布系數(shù) 43Pmax懸點最大載荷N續(xù)表2序號代  號名  稱單  位44Pmin懸點最小載荷N45a應力波在抽油桿柱中的傳播速度，a=4968m/s46C下沖程動載荷修正系數(shù)，與抽油機的幾何參數(shù)和泵的充滿程度有關，在抽汲不含氣液體時，一般取C=0.850.9 47SF古德曼使用系數(shù)。它是個經(jīng)驗數(shù)值，與油井腐蝕條件、抽油桿的維護操作因素有關。一般取SF=0.70.9，使用新抽油桿和在無腐蝕的油井中工作時，SF可取1.O 48Mmax曲柄軸最大扭矩N·m49ASJ校核點以下抽油桿柱按長度加權平

10、均截面積m250J校核點以下的最上部一級抽油桿柱稱為第J級 51LJ校核點以下抽油桿柱長度m52WrJ校核點以下抽油桿柱在液體中的重力N53J抽油機從上沖程開始到全部液體載荷加載給校核點時的校核點的位移m54aJ抽油機從上沖程開始到全部液體載荷加載給校核點時的曲柄轉角rad55J校核點以下抽油桿柱與油管柱決定的變形分布系數(shù) 56PmaxJ校核點處抽油桿所承受的最大載荷N57PminJ校核點處抽油桿所承受的最小載荷N58ArJ校核點處抽油桿橫截面積m23  抽油桿柱近似等強度組合設計方法3.1  抽油桿強度級別的選擇  抽油桿強度級別和對應的抗拉

11、強度見表3。表3抽油桿強度級別CDK抽油桿最低抗拉強度620794794965588794  在輕載荷或中載荷有輕微鹽水腐蝕的油井中，選擇C級抽油桿。    在中載荷有腐蝕介質CO2，H2S的油井中，選擇K級抽油桿。  在重載荷有輕微鹽水腐蝕的油井中，選擇D級抽油桿。  3.2  抽油桿柱下部加重桿設計方法與步驟  由已知DP，S，n三參數(shù)并以LP作為Lmax，在附錄A（補充件）表A1中查出合適的抽油桿柱組合形式及各級抽油桿柱所占比例。    計算泵筒與柱塞間半干摩擦力。   

12、;     (1)  計算液體通過排出閥的水力阻力所產生的對柱塞底部的向上推力。      計算雷諾數(shù)    (2)  求流量系數(shù)。        流量系數(shù)可由圖1中的=f(Re)試驗曲線確定，亦可由式(3)或(4)計算求得。圖l 試驗曲線圖l一單鋼球箱式；2一單鋼球標準型；3一雙球    （當Re3×104時）(3)    （當Re>3&#

13、215;104時）(4)  計算液體通過排出閥的水力阻力所產生對柱塞底部的向上推力。(5)(6)(7)  計算作用于抽油桿柱底部液體上浮力。(8)  計算下行程時抽油桿柱底部所受的總下行阻力。(9)  計算需配加重桿長度。(10)3.3  加重桿上部抽油桿柱組合設計方法與步驟  計算各級抽油桿柱長度。根據(jù)按第3.2.1條選定的抽油桿柱型式及各級的抽油桿柱所占比例，計算各級抽油桿柱長度Li。(11)  求抽油桿柱按長度加權平均截面積。(12)  計算油管柱金屬部分按長度的加權平均橫截面積。(13)  計算抽

14、油桿柱在液體中的重力。  (14)  計算作用在抽油泵柱塞上的液體載荷。(15)  計算抽油機從上沖程開始到液柱載荷加載完畢時（初變形期）懸點位移。（油管錨定）(16)（油管未錨定）(17)  計算抽油機從上沖程開始到液柱載荷加載完畢時（初變形期）曲柄轉角。(18)  計算變形分布系數(shù)。   （油管未錨定）(19)（油管錨定）(20)  計算懸點最大、最小載荷。(21)(22)3.10  校核疲勞強度。  (23)    如果式(23)不成立，則重新選擇抽油桿柱組合

15、型式或更換高強度抽油桿，再重復按上述抽油桿柱組合設計方法進行計算。  計算曲柄軸最大扭矩。    (24)  計算示例見附錄B（參考件）    4  抽油桿柱等強度組合設計方法4.1  按油桿強度級別的選擇    根據(jù)3.1條規(guī)定進行抽油桿強度級別的選擇。4.2  抽油桿柱下部加重桿設計計算  初定油管柱和抽油桿柱組合型式及SF值，輸入已知數(shù)據(jù)。  根據(jù)3.2.2條3.2.6條規(guī)定方法計算出所需加重桿長度。4.3  加重桿上部

16、抽油桿柱組合設計計算  用迭代法從加重桿頂端抽油桿開始向上，每增加一個抽油桿長度L,進行一次4.3.2條4.3.10條計算。  計算校核點以下抽油桿柱按長度加權平均截面積。  (25) (26)  計算油管柱金屬部分按長度的加權平均截面積。(27)  計算校核點以下抽油桿柱在液體中的重力。(28)  計算作用在抽油泵柱塞上的液體載荷。(29)  計算抽油機從上沖程開始到液體載荷加載完畢時（初變形期）校核點位移。（油管錨定）(30)（油管未錨定）(31)  計算抽油機從上沖程開始到液體載荷加載完畢時曲柄轉角。(32)

17、  計算變形分布系數(shù)。（油管未錨定）(33)（油管錨定）(34)  計算校核點最大、最小載荷。(35)(36)  校核疲勞強度。(37)  當式(37)不成立時，增加抽油桿直徑一個等級，繼續(xù)重復4.3.2條4.3.10條計算。  當抽油桿直徑增加到大于選定的抽油桿柱組合型式中最大直徑的抽油桿時，得出該種抽油桿柱組合型式的極限下泵深度值Lmax。  比較Lp與Lmax。    當Lp> Lmax時，重新選擇抽油桿柱組合型式或更換高強度抽油桿；    當Lp< Lma

18、x時，重新選擇抽油桿柱組合型式或更換低強度抽油桿，也可調整SF值（減小SF值），繼續(xù)重復4.l條4.3.11條的計算，直到Lp<=Lmax為止，此時計算出的抽油桿柱組合型式即為適應油井實際工況條件的等強度組合抽油桿柱。  計算曲柄軸最大扭矩。    (38)附錄A抽油桿柱組合設計表（補充件）表A1  注：抽油桿柱組合設計表（表A1）在編制計算過程中，其有關參數(shù)選值如下：c=1mPa·s；L=950kg/m3；=0.1mm；nk=2；H=300m；Po=1MPa；a=4968m/s；E=2.058×1011N/m2；T=

19、794MPa；C=0.85；SF=0.9。抽油桿柱組合設計表（表A1）在編制過程中，假設油管柱已錨定。附錄B抽油桿柱組合設計示倒（參考件）    已知抽油桿泵公稱直徑DP=58mm，泵隙為I級（=0.035mm），有兩個排出閥，抽油泵下入深度LP=1800m，動液面深度1500m，井口回壓0.9MPa，采出液體中含少量CO2，液體動力粘度20mPa·s，密度850kg/m3，生產參數(shù)：S=3m，n=9min-1；油管柱未錨定，需設計抽油桿柱。B1  初定抽油桿強度級別     因采出液體中含少量CO2，載荷較重，試

20、選用D級抽油桿，其最低抗拉強度T=794MPa，取SF=0.9。B2  初選抽油桿柱組合型式    由已知DP=58mm，S=3m，n=9min-1，LP=1800m。查表A1，選擇代號為79的抽油桿柱較為合適，其最大下泵深度Lmax=1864m，桿柱由29%的22mm抽油桿，29%的25mm抽抽桿和42%的29mm抽油桿三級組成。B3  計算襯套與柱塞間半千摩擦力B4  計算雷諾數(shù)B5  計算流量系數(shù)因為Re=7014<3×104，根據(jù)式(3)知：=0.28。B6  計算液體通過排出閥的水力阻力所產生的對柱塞底部向上推力B7  計算作用于抽油桿底部液體浮力B8  計算下行程時抽油桿柱底部所受的總下行阻力B9  計算需配