今天給大家分享的這套課程為《有桿抽油系統(tǒng)》，本課程為石油工程里面的一個(gè)專業(yè)課程。這是繼《采油工程》之后，只有在了解采油工程的基本理論、方法等才能選修本套課程。本套有桿抽油系統(tǒng)涉及到的內(nèi)容有：抽油機(jī)的類型、部件、工作原理和設(shè)計(jì)計(jì)算，抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析，平衡理論，無游梁式抽油機(jī)；抽油桿的結(jié)構(gòu)、分類、作用，抽油桿的使用與維護(hù)，抽油桿的失效分析，抽油桿附件等；抽油泵的工作原理、類型，失效分析，各種特種抽油泵的工作原理、抽油泵的附屬設(shè)備；抽油機(jī)井的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)、故障診斷技術(shù)、生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)和有桿抽油系統(tǒng)的系統(tǒng)效率分析與提高技術(shù)。
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。在抽油過程中，抽油桿柱承受的是不對(duì)稱循環(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)等方面開展了大量的研究工作，取得了可喜的成果。
2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝一、抽油桿結(jié)構(gòu)
多根抽油桿通過接箍連成抽油桿柱，上面通過光桿與抽油機(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，兩端為轍粗的桿頭。
2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝
外螺紋接頭用來與接箍相連接，卸荷槽用來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。推承面合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程中脫扣及井液對(duì)螺紋的腐蝕。扳手方頸用來裝卸抽油桿時(shí)卡抽油桿鉗用。凸緣是作業(yè)時(shí)用來抽油桿的吊裝。圓弧過渡區(qū)是避免構(gòu)件截面和剛度的急劇變化，減小應(yīng)力集中。
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。
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。
二、接箍
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l(wèi)型帶扳手平面；Ⅱ型不帶扳手平面，又稱小井眼接箍。
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l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。
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。
o滿足強(qiáng)度要求和連接要求。
o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，制造過程中易變形。
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。
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（4）鍛造桿頭
①將桿料的一端放入加熱爐加熱至鍛造始鍛溫度。②將被加熱的桿頭轍粗并鍛造成形，監(jiān)控終鍛溫度。
③將桿料的另一端加熱至鍛造始鍛溫度。
④將被加熱的另一端桿頭敏粗并鍛造成形，監(jiān)控終鍛溫度。
2.1抽油桿結(jié)構(gòu)及制造工藝（5）熱處理使整個(gè)抽油桿通過加熱爐加熱，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油油桿構(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。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程叫噴丸。也可將鋼鐵丸送至高速旋轉(zhuǎn)的圓盤上，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。
