螺杆泵井杆柱受力分析及优化设计.ppt

* * 汇报结束 螺杆泵井杆柱受力分析及优化设计 2012年9月 1、杆柱受力分析 杆柱受力分析 杆柱受力分析 结论：当生产参数确定后，轴向力的动态参数仅为△P。 ①.计算分析——轴向力 ②.计算分析——扭矩 结论：当泵型与泵挂确定后，扭矩的动态参数仅为△P、n。 杆柱受力分析 杆柱受力分析 结论：计算抽油杆复合应力时，便于操作，扭矩可直接使用实测扭矩。 杆柱受力分析 ③.计算分析——复合应力 2、杆柱简单设计 通过计算分析，我们发现，生产压差是影响扭矩的动态因素，其影响值很大。 GLB800-14 型泵转子扭矩曲线 结论： 1、减小生产压差就能减小扭矩，实际生产中应解放地层、解除堵塞； 2、在杆柱的优化时，应考虑生产压差的影响。 ※杆柱设计：生产压差的影响 杆柱优化设计 1、扭矩引起的剪应力在复合应力中占主要部分； 2、生产过程中，扭矩引起的剪应力远远大于正应力； 3、螺杆泵杆柱扭矩至上而下变化不大，如果杆柱直径变小，势必引起剪应力的增大，反而造成了应力集中； 结论：建议不采用2级或3级杆柱。 ※杆柱设计：应力集中影响 复合应力公式： σd=(σ2+3τ2)1/2 （MPa） 式中:σ——轴向力引起的正应力； τ——扭矩引起的剪应力。 剪应力公式：τ=16M/πD3(1-(d4/D4))；正应力公式：σ=N/A=4N/π(D2-d2) 杆柱优化设计 杆柱优化设计 1、通过“实测扭矩”和“计算复合应力”判断杆的受力情况，并以此为优化杆柱提供依据； 2、屈服极限扭矩与应力共同参考，保证其安全系数n≥2； 3、简单杆柱的设计原则： 小于300的泵：泵挂小于1200米，采用25D杆； 350-500的泵：泵挂小于800米，压差小于3，采用25H杆； 泵挂大于1000米，压差大于3，采用36空心杆； 大于600的泵：泵挂小于800米，采用36空心杆。 （GLB300-26型螺杆泵，100r/min生产，日理论产液43m3） 2397 2150 36mm空心抽油杆 1403 1231 25mmH级抽油杆 类 别 屈服极限应力(Mpa) 屈服极限扭矩(N.m) 25mmD级抽油杆 875 1097 ※简单设计优化 杆柱优化设计 按照杆柱设计原则，匹配抽油杆，有效的防止了抽油杆杆断。截止2012年8月，杆断仅3井次，据扭矩与使用时间判断为抽油杆、扶正器质量问题。 3、结论与认识 结论与认识 螺杆泵井杆柱强度分析和计算，为杆柱的优化设计提供了依据，根据安全系数结合生产实际中主要因素的影响，对螺杆泵井生产杆柱进行了简单的设计。 但油井实际生产时，地下因素千变万化，下一步我们将继续总结工作，深入分析，细化螺杆泵井的杆柱设计，为螺杆泵井长期稳定生产提供保障。