抽油杆、管设计
抽油杆详解(普通抽油杆、空心抽油杆、玻璃钢抽油杆、超高强度抽油杆、加重杆)
抽油杆培训资料内训专用抽油杆的现状及发展C 级抽油杆抽油杆的基本分类普通抽油杆特种抽油杆KD级抽油杆EL级抽油杆超高强度抽油杆空心抽油杆玻璃钢抽油杆其它D 级抽油杆加重杆HS级抽油杆断裂失效类型脱扣钢材的质量内在因素外在因素制造的质量运输保管损伤施工损伤腐蚀介质载荷影响井况偏磨抽油杆失效影响因素抽油杆现状及发展有杆泵采油问题：断、脱抽油杆载荷：1、抽油杆柱自身的重量。
2、油管内活塞以上杆管之间环空液柱的重量。
3、杆柱、液柱的惯性力4、摩擦力、杆柱弹性变形引起的振动5 、冲击载荷、回压、沉没压力等作用：它将抽油机的运动和能量传递给井下抽油泵。
要求：1、杆身直、螺纹清洁光滑、螺纹与杆体同心2、耐疲劳、耐磨、强度高普通抽油杆结构普通抽油杆的杆体为实心圆形断面的钢杆，两端为镦粗的杆头。
卸荷槽圆弧过渡区扳手方颈推承面台肩外螺纹接头凸缘杆头结构：外螺纹接头用来与接箍相连接。
卸荷槽用来减轻由于螺纹和截面变化引起的应力集中，提高抽油杆的疲劳强度。
推承面台肩在接箍与抽油杆连接时，使得接箍端面与推承面台肩的端面间产生足够大的应力，从而有效防止抽油杆在使用过程中脱扣及井液对螺纹的腐蚀。
扳手方颈用来装卸抽油杆时搭扳手用。
凸缘是作业时用来吊装抽油杆。
圆弧过渡区是避免构件截面和刚度的急剧变化，减小应力集中。
卸荷槽圆弧过渡区扳手方颈推承面台肩外螺纹接头凸缘抽油杆的规格：抽油杆的杆体直径分别为13、16、19、22、25、29mm，长度一般为8m或7.62m。
为了调节抽油杆柱的长度，还有长度分别为0.41、0.61、0.91、1.22、1.83、2.44、3.05、3.66m的短抽油杆。
等级材料抗拉强度σbMPa屈服点σsMPa伸长率δ%200mm收缩率ψ%冲击韧性JK 镍钼合金钢588-794≥372≥13≥60≥115.8C 碳钢或锰钢620-794≥412≥13≥50≥81.3D 碳钢或合金钢794-965≥620≥10≥50≥60.8抽油杆的材料及机械性能普通抽油杆分为C、D和K三个等级，C级抽油杆用于轻、中负荷的油井，D级抽油杆用于中、重负荷的油井，K级抽油杆用于轻、中负荷并有腐蚀性的油井。
排油烟管道设计规范
排油烟管道设计规范一、引言二、管道材料选取1.管道材料应具有阻燃、耐腐蚀的特性，一般选用不锈钢304材料。
2.管道内表面应平整，不得有明显的凹凸、孔隙等缺陷。
3.管道的连接部分应采用焊接或螺纹连接，以确保连接处的可靠性和密封性。
三、管道设计1.管道布置要合理，尽量缩短排烟距离，保证烟机排放的油烟能够迅速排至室外。
2.管道应呈弯状布置，避免出现直角或过小的弯角，以减小阻力，提高排烟效率。
3.管道的坡度应保持在2%-5%之间，以保证油烟顺利流向排气孔。
4.管道尽量避免穿过室内梁柱等结构物，在穿越时应采取加固措施，以防止结构受损。
5.管道的直径应根据厨房面积和烟机功率确定，一般情况下，每平方米厨房面积需配备150立方米/小时排油量。
四、排油烟管道布置图纸1.布置图纸应清晰明了，标注清楚管道的尺寸、材料、连接方式等重要信息。
2.布置图纸应包括油烟烟机、油烟管道、排气孔等重要设备和构件的位置和尺寸。
3.清晰标注管道的坡度和弯头位置，确保施工过程中的准确性。
五、管道安装与维护1.管道安装时应保证连接处的密封性，防止油烟泄漏。
2.管道的支架应牢固可靠，承重能力要符合设计要求。
3.定期对管道进行清洗和维护，确保排油烟管道的畅通。
4.定期检查排气孔的开启情况，清理积尘和杂物。
六、总结合理的排油烟管道设计可以有效地保证厨房空气的质量，保护人员的健康和安全。
在设计过程中，需要充分考虑管道材料的选取、管道的布置、管道的尺寸和坡度等因素。
同时，在安装和维护时需要严格按照相关规范进行操作，确保排油烟管道的正常运行。
有杆抽油系统工艺设计
针对高粘度原油的特点，选择具有较大排量和较 高扬程的抽油泵，同时采用加热和降粘措施来降 低原油粘度。
实施效果
通过工艺设计，该油田的有杆抽油系统实现了对 高粘度原油的有效开采，提高了采收率。
案例三：复杂地形有杆抽油系统工艺设计
背景介绍
某油田处于复杂地形区，地面起伏较大，给有杆抽油系统的建设带 来了一定的难度。
有杆抽油系统工艺设计
目录
CONTENTS
• 有杆抽油系统概述 • 工艺设计基础 • 工艺设计流程 • 工艺设计案例分析 • 工艺设计发展趋势与挑战
01 有杆抽油系统概述
CHAPTER
定义与特点
定义
有杆抽油系统是一种利用抽油杆作为 动力传输元件，通过往复运动将地下 的石油抽取到地面的机械采油方式。
自动化操作
利用机器人技术和自动化设备，实现抽油系统的自动化操作，减少 人工干预和操作成本。
数据驱动优化
通过实时采集和分析生产数据，对抽油系统进行优化调整，提高采 收率和降低能耗。
提高采收率与节能减排
采收率提升
研究和应用新型抽油技 术，提高油井的采收率， 增加油田的产量和经济 效益。
节能减排
采用高效节能技术和设 备，降低抽油系统的能 耗和排放，符合绿色环 保要求。
02 工艺设计基础
CHAPTER
抽油杆选择
根据油井的产液量、井深、井 口压力等条件选择合适的抽油 杆，确保能够满足生产需求。
考虑抽油杆的强度和刚度，以 确保在正常生产过程中不会发 生弯曲或断裂。
选择与现有抽油机相匹配的抽 油杆，以保持系统的协调性和 稳定性。
抽油泵选择
根据油井的产液量、含水率、粘度等参数选择合 适的抽油泵，确保能够有效地将井液抽出。
有杆抽油系统的设计
188.5380.61860620.851.0290.9436400.1β=0.6580P s = 2.537400.1019.8ρl =0.95249801.15L p =11787850钢材的密度7850kg/m 3标准状况下压力：P sc =0.101MPa频率系数F c =1.15声波在抽油杆中的速度a=4980m/s泵挂深度的公式为书中（重力加速度：g=9.8计算沉没压力公式如公式以上公式计算沉没压力，β为可自己设定一个β值，则0＜Q t ＜Q b ，此时产量与流压Q omax =Q b +Q c =Q b +JP b /1.8=而Q t =36m 3/d.一：油井产能预测或流1、确定井底流压（9Mpa）Q b =J(P r -P b )=3、确定下泵深度（1178m）ρl =ρw f w +(1-f w )ρo 设计产量（配产）：Q x =40m 3/d井口套管压力：P c =0.1Mpa则Q t 下的井底流压可通过下式P wf =P r -Q t /J=2、确定沉没压力（2.537Mpa 泵入口温度：80℃GOR（气油比）：40m 3/m 3油管内径：D ti =62mm(2.44Lin)产液指数：J=4.0m 3/(d*Mpa)试井产量：Q t =36m 3/d原油相对密度：0.85地层水相对密度：1.02杆柱的使用系数：SF=0.9有杆抽油系统的设计地层平均压力：P r =18MPa原油饱和压力：P b =8.5MPa含水率：f w =60%油层中部深度：H=1860m56.89ηp =0.750.75Q t =53.3952①D p =38.1s*n=32.5②D p =44.5s*n=24则：1、2符合要求选用D p =38.1mm和D p =44.45mm的泵径（2）：柱塞长度选用1.2m，防冲距0.8m。
（3）：根据不同的泵径，选择不同的s、n组合应大于油管内径，则可供选择的泵径为38.1mm，44.45mm，57.15mm则有：1、D p =38.1mm时，s*n=32.52、D p =44.45mm时，s*n=243、D p =57.15mm时，s*n=14.4(舍去)原则上：s*n=20-50m/min由于油管内径D ti =62mm，因而泵径D p 不书中（7-24）s*n=Q t /(1.131*10-3D p 2)s*n=53.3/(1.131*10-3D p 2)如公式（7-23）压力，β为未知数，由于s、n、D p 都是未知的，应采用不同的泵径D p 来确定S、N的组合二、初选抽汲参数1、泵效泵效ηp 采用如下公式计算：ηp =1-0.4(L p /(L p +300))2，此时产量与流压呈线性关系Q t （PD，泵的理论排量）=Q x /ηp b +JP b /1.8=测或流压的确定（9Mpa）（1178m）-f w )ρo 流压可通过下式计算：（2.537Mpa）则有：F o=1252312.523F o=1704563.40.2、n组合。
抽油杆柱下部失稳分析与加重杆设计方法
阻力 ， 增大抗弯强度 ， 再以不小于 ｄ 的数值确 ｚ
定标准杆径 ｄ ｚ 。最后根据
Ｐ － ｃ Ｆ ・ ｚ ｏ－ 。 ｕＰｒ ｚ ‘ ｓ ｇ － ＝ Ｌ （ Ｍ） 得到加重杆长度
Ｐ —抽油杆柱下端所受向上的合力， ； ｕ Ｎ
ｃ— 件直径 ， ； 卜杆 ｍ Ｐｒ 界压 力 ，； ｃ ｆ 占 Ｎ Ｉ ＿ 油杆单根长度， ｒ 由 ．｝ ｍ； ｄ ｒ啪 油杆直径 ， ； ｍ ｄ 计算的加重杆直径 ， 一 ｍ； ｄ 定的加重杆直径 ， ｚ ｍ； Ｆ一力重杆 的断面积 ， ： ｚ＿Ⅱ － Ｉ： ｌ ｌ ｐ＿力重杆 的密度 ， ｇ ３ ｓ＿ｔ ．ｌ ｋ／ ； ｍ Ｌ —加重杆 长度 ，。 ｚ ｍ
其 中， ｐ＝ｖｐ・ Ａ ｖｈ・ｌ ｇ
ａ＝ ， ６ ｒ２ｒ ０ ｍ／
ｅ ）
分析 以上关系式 ， 以看出 ： 可 １． ．１随着 ｖ值增 大 ，ｅ １ ｌ Ｒ 减小 ， 减小 ，ｖ ｈ 减小 ，ｖ Ｐ 增大 ，即液流阻力 Ｐ 与液体的运动粘 ｖ 度 ｖ成正 比。 ｌ １２ 随着 Ｆ ． １ 增大 ， 一方面 （ ， 大（ Ｆ ） 增 对于 标准游动阀， ｏ Ｆ 的值近似常数 ， Ｄｄ）—２ ＝ ｆ ｉ 为（／ ２ ２ ｏ ４， ｖ 大 ； 一方面 ｄ 增 大 ， ｅ 大 ， Ｐ ）Ｐ 增 另 ０ Ｒ增 使 ｖ 减小。通过实例计算表 明， 随着泵径 Ｄ的增 大 ， 液流阻力 Ｐ 静增大 。 ｖ １３ 随着 Ｓｎ ． １ ＊ 值增大 ，ｏ Ｖ 增大 ，ｖ ｈ 增大 ， 但 同时 Ｒ 增大 ， ｅ 增大， ｈ 减小 ， 使 ｖ 通过实例计 算表明，随着抽汲速度 （ 由冲程 Ｓ 和冲次 ｎ 决 定） 的增大， 通过游动阀的局部水力损失 ｈ 静 ｖ 增大， 进而使液流阻力 Ｐ 增大。 ｖ １ － ２柱塞摩擦力 荐 公式计算 。 １ ． ３浮力
抽油杆、油管、抽油泵管理办法
发行版本：C抽油杆、油管、抽油泵管理办法修改次数：0文件编号：QG/HBYT031-2008页码：1/51 范围本办法规定了抽油杆、油管、抽油泵及井下配套工具的存放、发放、领取、杆柱组合设计、现场施工、作业监督及更新等管理内容与要求。
本办法适用于公司各油气生产单位、采油工艺研究院。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本办法的引用而成为本办法的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本办法，然而，鼓励根据本办法达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件中，其最新版本适用于本办法。
SY/T 5903-93 抽油杆杆柱组合设计方法3 职责3.1 钻采工程部是抽油杆、油管、抽油泵及井下配套工具的归口管理部门，负责组织进行质量技术分析及适用性评价，监督、检查库存、日常保养、发放、回收及修复等管理工作。
3.2 各油气生产单位负责抽油杆、油管、抽油泵及井下配套工具的日常使用及维护管理工作。
3.3 采油工艺研究院负责新区新井的杆柱组合设计；各油气生产单位负责老区新井和老区老井的杆柱组合设计。
4 管理内容中国石油华北油田公司2008-07-04 发布2008-07-04实施QG/HBYT 031-2008 页码：2/54.1 杆柱组合设计杆柱设计时，设计单位要严格执行SY/T 5903-93《抽油杆杆柱组合设计程序》、QG/HBYT046-2008《采油工程方案设计管理程序》。
设计工作必须根据诊断测试结果进行，并注明最大允许使用载荷。
4.2 购置钻采工程部组织抽油杆、油管、抽油泵及井下配套工具的适用性分析，提出技术参数、性能及要求。
电子商务部组织产品的购置，执行QG/HBYT075-2008《物资采购与供应管理程序》。
4.3 拉运杆、管拉运时应用平板车，装车时要保持杆、管平直、不许互相碰撞、蹩劲，防止弯曲。
同时，杆、管两端必须带好护丝以免损坏丝扣。
有杆泵采油有杆泵采油系统选择设计
有杆泵采油有杆泵采油系统选择设计有杆泵采油系统选择设计新投产或转抽的油井，需要合理地选择抽油设备；油井投产后，还必须检验设计效果。
当设备的⼯作状况和油层⼯作状况发⽣变化时，还需要对原有的设计进⾏调整。
进⾏有杆泵采油井的系统选择设计应遵循的原则是：符合油井及油层的⼯作条件、充分发挥油层的⽣产能⼒、设备利⽤率较⾼且有较长的免修期，以及有较⾼的系统效率和经济效益。
这些设备相互之间不是孤⽴的，⽽是作为整个有杆泵抽油系统相互联系和制约的。
因此，应将有杆泵系统从油层到地⾯，作为统⼀的系统来进⾏合理地选择设计，其步骤为：1) 根据油井产能和设计排量确定井底流压；2) 根据油井条件确定沉没度和沉没压⼒；3) 应⽤多相垂直管流理论或相关式确定下泵深度；4) 根据油井条件和设备性能确定冲程和冲次；5) 根据设计排量、冲程和冲次，以及油井条件选择抽油泵；6) 选择抽油杆，确定抽油杆柱的组合；7) 选择抽油机、减速箱、电动机及其它附属设备。
⼀、井底流压的确定井底流压是根据油井产能和设计排量来确定的。
当设计排量⼀定时，根据油井产能便可确定相应排量下的井底流压。
设计排量⼀般是由配产⽅案给出的。
⼆、沉没度和沉没压⼒的确定沉没度是根据油井的产量、⽓油⽐、原油粘度、含⽔率以及泵的进⼝设备等条件来确定。
确定沉没度的⼀般原则是：1) ⽣产⽓油⽐较低的稀油井，定时或连续放套管⽓⽣产时，沉没度应⼤于50 ；2) ⽣产⽓油⽐较⾼，并且控制套管压⼒⽣产时，沉没度应保持在150 以上；3) 当产液量⾼、液体粘度⼤(如稠油或油⽔乳化液时)，沉没度还应更⾼⼀些。
由于稠油不仅进泵阻⼒⼤，⽽且脱出的溶解⽓不易与油分离，往往被液流带⼊泵内⽽降低泵的充满程度，因此，稠油井需要有较⾼的沉没度。
这样，既有利于克服进泵阻⼒，⼜可减少脱⽓，以便保持较⾼的充满程度。
⼀般情况下，稠油井的沉没度应在200 以上。
当沉没度确定后，便可利⽤有关⽅法计算或根据静液柱估算泵吸⼊⼝压⼒。
抽油杆、管设计
结构：杆体、杆头
杆头由6部分组成： 外螺纹结头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方颈、凸 缘、圆弧过渡区。
第二部分
抽油杆设计
抽油杆分类
长度8m、7.62m。
1、按直径分：13、16、19、22、25、29mm；
2、按材质或强度分（普通杆）：
等级 K C D 材料 镍钼合金钢 碳钢或锰钢 碳钢或合金钢 抗拉强度(MPa) 588-794 620-794 794-965 使用范围 轻、中负荷，腐蚀 轻、中负荷 中、重负荷
以H级杆柱为例32mm泵下深2200m、38mm泵下深2000m、44mm泵下深1800m等。
第二部分
抽油杆设计
抽油杆失效分析
失效类型：抽油杆断裂、抽油杆脱扣 ，主要失效形式是疲劳断裂
抽油杆断裂部位：抽油杆接箍（母扣）、抽油杆公扣及根部、卸荷槽、 扳手方颈、圆弧过渡区、抽油杆本体。
抽油杆断裂失效分析
（1）杆头加工存在薄弱环节：如卸荷槽 （2）设计不合理，存在不满足强度要求的部位 （3）疲劳失效 （4）井筒偏磨 （5）井筒腐蚀 （6）其它：活塞卡、管线堵塞等
抽油杆脱扣失效分析
（1）冲次偏高 （2）油稠 （3）腐蚀 （4）小泵拉杆与活塞连接部位 （5）作业质量（扭矩不达标、偏扣） （6）丝扣质量、异物卡等
气举法 其它
柱塞气举 捞油等
第二部分
抽油杆设计
抽油杆用途、结构
抽油杆分类 抽油杆柱设计
抽油杆失效分析
第二部分
抽油杆设计
抽油杆用途、结构
用途：将抽油机驴头悬点的往复运动传递给井下抽油泵
（有杆泵重要部件、将地面动力传递给井下抽油泵的纽带）
（具体到抽油机井，单根抽油杆通过接箍连接成杆柱，上经光 杆与抽油机相连，下接抽油设计
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三部分
油管设计
油管失效类型： 漏失、断裂、脱扣
第二部分
抽油杆设计
抽油杆分类
加重杆（35、38、51mm）、拉杆（19、22mm）
3、按用途分：光杆（25、28、32、38mm）、抽油杆、 4、特种抽油杆:
1）超高强度抽油杆（H级）：抗拉强度=1035-1347MPa，适用于深 井、稠油井等。
2）玻璃钢抽油杆：本体重量轻、耐腐蚀，节能效果明显；价格高、 不能承受轴向压缩载荷、不能熔化回收利用。 3）空心抽油杆（22/55/28/32/36/40mm）：用于电加热热采、 空心 杆短路热洗。 4）防腐抽油杆 5）连续抽油杆 6）柔性（钢丝绳）抽油杆
第三部分 分类：来自油管设计1、按强度：J55、N80；
2、按直径：60.3、73、89mm；
3、按丝扣：平式扣、加大扣。
常见组合：
第三部分
油管设计
1、73加大+73平式+泵+平式； 2、89加大（平式）+73加大（平式）+泵+73平式； 3、73平式+泵+73平式+导锥； 4、73加大+60.3加大+泵+60.3平式； 5、60.3加大+泵+60.3平式； 6、89加大（平式）+70泵+73平式等。
（1）杆头加工存在薄弱环节：如卸荷槽 （2）设计不合理，存在不满足强度要求的部位 （3）疲劳失效 （4）井筒偏磨 （5）井筒腐蚀 （6）其它：活塞卡、管线堵塞等
抽油杆脱扣失效分析
（1）冲次偏高 （2）油稠 （3）腐蚀 （4）小泵拉杆与活塞连接部位 （5）作业质量（扭矩不达标、偏扣） （6）丝扣质量、异物卡等
结构：杆体、杆头
杆头由6部分组成： 外螺纹结头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方颈、凸 缘、圆弧过渡区。
第二部分
抽油杆设计
抽油杆分类
长度8m、7.62m。
1、按直径分：13、16、19、22、25、29mm；
2、按材质或强度分（普通杆）：
等级 K C D 材料 镍钼合金钢 碳钢或锰钢 碳钢或合金钢 抗拉强度(MPa) 588-794 620-794 794-965 使用范围 轻、中负荷，腐蚀 轻、中负荷 中、重负荷
以H级杆柱为例32mm泵下深2200m、38mm泵下深2000m、44mm泵下深1800m等。
第二部分
抽油杆设计
抽油杆失效分析
失效类型：抽油杆断裂、抽油杆脱扣 ，主要失效形式是疲劳断裂
抽油杆断裂部位：抽油杆接箍（母扣）、抽油杆公扣及根部、卸荷槽、 扳手方颈、圆弧过渡区、抽油杆本体。
抽油杆断裂失效分析
气举法 其它
柱塞气举 捞油等
第二部分
抽油杆设计
抽油杆用途、结构
抽油杆分类 抽油杆柱设计
抽油杆失效分析
第二部分
抽油杆设计
抽油杆用途、结构
用途：将抽油机驴头悬点的往复运动传递给井下抽油泵
（有杆泵重要部件、将地面动力传递给井下抽油泵的纽带）
（具体到抽油机井，单根抽油杆通过接箍连接成杆柱，上经光 杆与抽油机相连，下接抽油泵柱塞）
第二部分
抽油杆设计
抽油杆柱设计
1、设计原则：等强度设计原则 考虑因素：（1）杆柱各部位均满足给定的强度条件，杆柱安全可靠； （2）杆柱重量尽量轻； （3）杆柱弹性伸长造成的冲程损失较小； （4）成本低。
2、杆柱设计应考虑的具体参数 抽油杆类型选择、抽油泵泵径、抽油泵下入深度、原油物性、井斜、 机型及其参数等。 3、常见杆柱组合： （1）25+22+19+加重杆：适用于5 1/2寸套管井 （2）25+22+19：适用于5 1/2寸套管悬挂4寸套井 （3）22+19：适用于全井4寸套井 （4）25+22：适用于稠油井、一般深度井、70mm泵，从而提高杆柱的安 全性。
抽油杆、油管设计
工艺研究所
第一部分
原油开采方法简介 抽油杆设计 油管设计
第二部分 第三部分
第一部分 原油开采方法简介
开采原油的方法：
一、自喷采油法—利用地层本身的能量举升原油； 二、人工举升采油法—人为地用机械设备给井内补充能量，将原油 举升到地面
人 工 举 升 采 油 法
泵法抽油
（1）利用抽油杆柱传递能量（有杆泵）：（往复式）抽 油泵、杆柱驱动单螺杆泵； （2）利用电缆传递能量：电动潜油离心泵、电动潜油螺 杆泵 （3）利用液体传递能量：水力活塞泵、射流泵、涡轮泵