西安石油大学采油工程课程设计
表3-1 根据抽油机、抽油泵选择抽油杆、油管尺寸
国产游梁式抽油机技术规范及基本参数表：
表3-2 机型及参数
抽油机型号 悬点最大载荷 悬点最大冲次 悬点最大冲程 减速器额定扭矩 CYJ7-2.1-26F P=70KN
n?12次/min S=2.1m M=26kN.m 3.2 确定冲程和冲次
选择抽油机的抽汲工作参数：选最大冲程S=2.1m作为初选冲程，则：
sn22.1n2aF??0.225??0.225?n?13.817901790
因此，求得的正常抽汲方式的工作参数选用Dp=28mm,s=2.1m, n?6次/min.
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3.3 抽油杆柱设计（采用近似等强度组合设计方法）
所对应的抽油杆直径为22×19×16。在《采油工程（第二版）》中推荐：合金钢抽油杆比例为13×87。另外，最大悬点载荷为70KN,光杆最大冲程为2.1m,最大冲次
?112min,减速箱曲柄轴最大允许扭矩为26KN·m.
在设计抽油杆柱时必须满足：
（1）抽油杆应具有足够的抗疲劳强度的能力； （2）抽油杆的重量应尽量小。
由《采油工程手册（上册）》P—436查得，抽油杆柱有关参数：
表3-3 每米抽油杆的质量
直径（mm） 16 19 22 杆柱截面积（cm2） 单位长度的重量（kg/m） 2.01 2.84 3.80 1.67 2.35 3.14 根据前面推荐的比例并经过计算， 2wmaxd12?d270222?192281.4X1?????Bd1?d20.0732Lp22?19LpB?0.065878Lp(1?0.128?l?0.225)?0.065878?Lp(1?0.128?0.892?0.225)?0.0732Lp22Wmaxd2?d370192?162330.3X2?????Bd1d20.0732Lp19?16Lp
X3?1?281.4330.3?LpLp可得：
直径为22mm杆柱的长度为281m，直径为19mm的杆柱长度为330m，直径为16的
杆柱长度为1289m
各级抽油杆柱在空气中的质量：
W?16?1289?9.81?1.67?21117.30?N?W?19?330?9.81?2.35?7445.79?N?W?22?281?9.81?3.14?8462.79?N?
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在计算时，选择经验公式：
pmax?(wr?wl')(1?sn)137 （3-1）
（因为它可用于中深低速的油井，而且考虑了液柱的动载） 对于第一个截面：
380
杆柱自重 Wr=21117.30+7445.79+8462.79=37025.88N 液柱在柱塞面积上的重力(柱塞面积为6.16 cm2):
Wl'=6.16×0.0001×1900×9.8×892=10231.17(N)
P'max?(Wr?Wl)(1?sn137) =(37025.88+10231.17) ×(1+2.1×6/137)
=51603.32(N)
2Pmin?Wr'?Ird??fsnrrL(?s??l)g?wr1790(1?l) =(2.00×1289+2.85×330+3.8×281) ×(7.85-0.892) 9.81×0.1-(37025.88×2.1×62×0.75)/1790
=30132（N)
?Pmaxmax?f?51603?135.80（N/mm2） r380?Pminmin?f?30132?79.29(N/mm2) r380循环应力的应力幅： ??max??min135.80?79.29a?2?2?28.26(N/mm2) 折算应力：
?c??a?max?28.26?135.80?61.95(N/mm2) ?2c?90N/mm
因此，它满足工程要求。
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（3-2）
（3-3）
（3-4） （3-5） （3-6）
（3-7）
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对于第二个截面：284
杆柱自重 Wr=21117.30+7445.79=28563.09 (N)
液柱在柱塞面积上的重力(柱塞面积为6.16cm):
2Wl'=6.16×0.0001×1900×9.8×892=10231(N)
Pmax?(Wr?Wl')(1?sn)137
=(28563+10231) ×(1+2.1×6.4/137) =42599(N)
Pmin?Wr?Ird??'sn2rfrL(?s??l)g?Wr(1?)
1790l=(2.85×330+2.00×1289)×(7.85-0.892) ×9.81×0.1 -(28563.09×2.1×6.02×0.75)/1790
=23112(N)
?maxPmax42599???149.47(N/mm2) fr285Pmin23112??81.09（N/mm2） fr285?min?循环应力的应力幅： ?a??max??min2?149.47?81.09?34.19(N/mm2)
2
折算应力：
?c??a?max?71.49(N/mm2)
?c﹤90N/mm
2因此，它满足工程要求。 对于第三个截面：
201
杆柱自重 Wr=21117N)
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液柱在柱塞面积上的重力(柱塞面积为6.16cm):
2Wl'=6.16×0.0001×1900×9.8×892=10231N)
Wmax?(Wr?Wl')(1?sn)137
=(21117+10231) ×(1+2.1×6.0/137) =34231(N)
Wmin?Wr?Ird??'sn2rfrL(?s??l)?Wr(1?)1790l
=(2.00×1289)×(7.85-0.892) ×9.81×0.1 -(21117×2.1×6.02×0.75)/1790
=16928(N)
?max?Pmax342312??171.55(N/mm)fr200
?min?循环应力的应力幅： ?a?折算应力：
Pmin16928??84.64（N/mm2） fr200?max??min2?171.55?84.64?43.46(N/mm2)
2?c??a?max?86.35(N/mm2)
?c﹤90N/mm
2因此，它满足工程要求。 由于所用的抽油杆柱设计结果：
表3-4 抽油杆柱设计结果
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