抽油机技术规范

游梁式抽油机减速器的要求是在以下各节中指定。
游梁式抽油机减速器包括些列类型：
a)齿轮减速器；
b)链式减速器。
7.2齿轮减速器
7.2.1概述
齿轮减速机通常由一组齿轮设在原动机和曲柄之间，传递旋转力，同时降低速度，增加扭矩。
在本规范中包含的齿轮额定值的公式，只适用于具有渐开线齿轮轮齿形式的设计。
7.2.2标准尺寸、峰值扭矩额定值和速度
7.2.3.2峰值扭矩额定值
7.2.3.2.1概述
齿轮减速器的峰值扭矩额定值，是使用本节中的方程所确定的抗点蚀扭矩额定值、弯曲强度扭矩额定值或静态扭矩额定值中比较小的值。
7.2.3.2.2抗点蚀扭矩额定值
点蚀被认为是一种疲劳现象，而且是一种在轮齿表面的应力作用。
在AGMA1010-E95描述中，说有两种点蚀，初始点蚀和毁坏性点蚀时的载荷额定值。
承受可恢复弯曲的部件应具有0.2Sy的极限应力。
下列公式（1）可用于所有起立柱作用的部件：
式中：
W2=作用于立柱上的最大载荷，lb；
a=横截面积的面积，in2；
Sy=材料的屈服强度，lb/in2；
n=端部限制常数，假设为1；
E =弹性模量，lb/in2；
l=l立柱的无支承长度，in；
r=截面回转半径，in；
E =弹性模量，29000000psi;
ly=惯性的弱轴线力矩，in4；
Gr=剪切模量11200000和
Sx=截面模量，in3；
6.6其他结构部件
6.6.1轴
所有的轴承轴以及其他结构支承轴，应具有在7.4.5.1中给出的限定应力。
6.6.2悬绳器
考虑到钢丝的断裂强度，驴头用的钢丝绳的最小安全系数应是5。
(8)
式中：
F =配对齿轮的最窄的净端面宽度，in。对于人字齿或双斜齿齿轮，净端面宽度是每条螺旋线的端面宽度的总和。
Kh=变形系数，适用于认为由于齿轮淬火，未修正的变形。
当齿轮在切削后经过淬火，而且外形和齿距还没有修正，或要做其他处理以保证脚高的精度，轮齿的变形会影响载荷的分布。这就需要使用变形系数kh。如果没有进行淬火，kh=1；当切削后有一种元素被淬火时，kh=0.95；当切削后有两种元素都被淬火时，kh=0.90。
系统分析的建议，包含在附录H中。
5.2技术要求
5.2.1概述
在本规范发布以后，游梁式抽油机的开发设计，应按照第6和第7章定义的方法和设想进行。
在本规范发布之前设计开发的游梁式抽油机，如制造商存档的一致性/性能记录符合本标准中的要求，可视为达到本标准的要求。
5.2.2冲程和扭矩系数
对于一个减速器的扭矩从测力计试验数据能方便而准确地确定，如果买方有要求，抽油机制造商应提供冲程和趋避欧诺个位置每隔15°的扭矩系数。如图B.2是一个记录数据格式的例子。
式中：
R1=轴承的负载比；
k =轴承的额定系数；
k =1.0，对额定值为33 1/3转/分钟和500小时；
k =3.86，对额定值为500转/分钟和3000小时；
Cb=轴承生产厂规定的动态额定值，lb；和
W1=轴承上的最大载荷，lb。
6.7.3滑动轴承
滑动轴承的设计超出了本设计规范的范围。依据所提供的试验数据和现场的经验，设计滑动轴承应当是抽油机制造厂商的责任，在性能方面它们应能与为同样的工作载荷和转速设计的滚动轴承相比较。
b)冲程长度在100-200in内时，为±5/8in。
c)冲程长度等于或大于200in时，为±3/4in。
6.6.4曲柄
从运作负荷产生的在曲柄上的所有组合应力，应限定为0.15Sy的最大值。
6.7结构件轴承的设计
6.7.1概述
结构件轴承的轴应该用滑动轴承或滚动轴承来支承。
6.7.2滚动轴承
对于承受摆动或转动的轴承，可使用轴承负载比R1，应用公式（3）来确定，但不应比下面给出的最小值还小。对只承受摆动的轴承，轴承负载比R1应为2.0或更大。对承受全旋转的轴承，轴承负载比R1应为2.25或更大：
a）一个完整的成套图纸，文字说明/标准，包括第6和第7章指定的材料类型和屈服强度；
b)游梁式抽油机的安全装配和拆卸提供方法指导，并允许规定的操作和预先排除故障和/或与所述性能不一致。
5.2.5设计变更
最低限度，制造商应考虑以下的设计变更：在应力水平修改或变更部件；材料改变和功能的变化。所有的设计改变和修正，都应在实施前进行确定、记录、评估和批准。设计更改和设计文件变化应要求与原先设计的控制功能相同。
25
25000
40
40000
57
57000
80
80000
114
114000
160
160000
228
228000
320
320000
456
456000
640
640000
912
912000
1280
1280000
1824
1824000
2560
2560000
3648
3648000
表3齿轮减速器峰值扭矩额定值下抽油速度
每分钟冲程
峰值扭矩额定值，in-lb
每分钟冲程
峰值扭矩额定值，in-lb
20
320000或更小
16
456000
16
640000
15
912000
14
1280000
13
1842000
11
2560000或更大
7.2.3额定系数
7.2.3.1概述
本规范中的许用应力是最大允许值。本规范中其他额定系数的较小的保守值应不予采用。
5.2.3设计要求
设计要求应根据包括第6、第7章和其他有关规定界定的标准进行设计。采用的附加部件的尺寸公差，应确保游梁式抽油机正常的运转。这项规定适用于制造商组装设备和更换部件或组件（分总成）的组装。
5.2.4设计文件
设计文件应包括方法、假设、计算和设计要求。设计文件应由有资格的人员而不是用原来的设计人员进行审查和核实。根据下面的列表，设计文件在最后制造日期之后应保存10年。
（l/r）=应限定在对大为90，当（l/r）的值等于或小于30时，可以假设立柱处于简单的压缩状态。
6.4游梁额定设计载荷
一下公式（2）可以用来确定通常游梁的额定值，如图1所示：式中：
W=光杆载荷的游梁额定值，lb；
fcb=弯曲时许用的压应力，lb/in2（见表1最大许用应力）；
Sx=游梁的截面模数，in3。除了在临界区中的拉紧轮缘上不允许有孔或焊缝外可以使异相型横梁的总截面（见图1）；
可以用以下公式（4）或相当的公式（17）来测定齿轮抗点蚀的额定值：
Tac=C1C2C3(4)
式中：
Tac=输出轴以抗点蚀性味基础的允许的传递扭矩，in-lb;
C1=点蚀的速度系数，公式（5）；
C2=点蚀接触宽度系数，公式（8）；和
C3=外斜齿轮的点蚀应力数，公式（11）。
点蚀的速度系数C1，由下式给出：
5产品要求
5.1功能要求
要订购符合本规定的产品，用户/购买者应确定使用的良好作业环境条件，并指定要求和/或确定制造商的特定产品。这些要求可能会籍由平面图纸、数据表或其他适当的文件手段转达。
为了确保抽油机与其他元件有适应的接口，如完整的抽油杆和井底往复泵，抽油机应规定下列要求：
a）要求确认适用于井底泵的起重能力；
g)规定的最大冲程长度。
降低齿轮的等级、结构承载能力和最大冲程长度的综合要求，在订购特定的游梁式抽油机看时，使用在表A.1提供的一组规格数字的表示来识别。
建议应提供本规范的如表A.1给定的减速器等级、结构能力和冲程长度的游梁式抽油机，虽然这些项目的组合构成游梁式抽油机与表中指定的不必相同。
在附录B提供曲柄均衡评级的推荐格式（见图B.1），并记录抽油机的冲程和扭矩因素（见图B.2）。抽油机扭矩系数应用的建议和实例计算，包含在附录C至福建F中，抽油机减速器扭矩值的计算实例在附录G中。
式中：
np=小齿轮转速，rpm；
N0=输出轴转速，rpm；等于抽油机速度，冲程/分钟；
de=外径减去放大的小齿轮的2倍标准齿顶高，in；和
C5=抗点蚀性的速度系数。
(6)
式中：
Vt=节距线距离（不得使用放大的小齿轮节距直径），英尺/分钟。
式中：
d=小齿轮工作节距直径，in。
点蚀接触宽度系数C2，由下式给出：
6游梁式抽油机的结构要求
6.1概述
游梁式抽油机的结构要求在以下各节指定。在本规范中只考虑：光杆载荷作用在结构和/或齿轮减速器上载荷。光杆载荷评级在API11B的规范中规定。
通过辅助装置（如压缩机，冲程异径接头）附在减速器、游梁或者其他结构部件，作用在游梁式抽油机上的附加载荷，不是本规范考虑的范围。
除了冲程长度外，没有给出任何尺寸性的要求。
对给定尺寸的抽油机减速器应具有在此提供的计算的能力，尽可能接近实际的，但不得小于表2中的相应的峰值扭矩。齿轮峰值扭矩额定值应根据正常抽油机速度而定（每分钟冲程），见表3。
表2抽油机减速器的规格和额定值
规格
峰值扭矩额定值，in-lb
规格
峰值扭矩额定值，in-lb
6.4
6400
10
10000
16
16000
6.2除游梁外所有构件的设计载荷
除非另有规定，抽油机的所有几何尺寸，都通过检查抽油机的上冲程，上述不敬爱呢在曲柄的每个15度位置时的载荷，确认为在不见上的最大载荷。
曲柄所有上冲程位置，应使用光杆载荷，PR。
对于具有双向旋转和非对称扭矩系数的抽油机，设计计算用的旋转方向应是其结果能在结构部件上产生最大载荷的方向。而且应适当考虑作用在所有结构轴承和支承轴承的结构件上承载的方向。
Cm=从式（9）和式（10）得到的抗点蚀性的载荷分布系数，从图2可知，F可读到16in。