今天给大家分享的这套课程为《有杆抽油系统》，本课程为石油工程里面的一个专业课程。这是继《采油工程》之后，只有在了解采油工程的基本理论、方法等才能选修本套课程。本套有杆抽油系统涉及到的内容有：抽油机的类型、部件、工作原理和设计计算，抽油机的运动规律分析，平衡理论，无游梁式抽油机；抽油杆的结构、分类、作用，抽油杆的使用与维护，抽油杆的失效分析，抽油杆附件等；抽油泵的工作原理、类型，失效分析，各种特种抽油泵的工作原理、抽油泵的附属设备；抽油机井的动态预测技术、故障诊断技术、生产参数优化设计技术和有杆抽油系统的系统效率分析与提高技术。        

抽油杆是抽油设备的重要部件，它将抽油机的运动和能量传递给井下抽油泵。抽油杆的疲劳强度和使用寿命决定和影响了整套抽油设备的最大下泵深度和排量。在抽油过程中，抽油杆柱承受的是不对称循环载荷的作用，其工作介质为原油、地层水和天然气。抽油杆主要失效形式为疲劳断裂或腐蚀疲劳断裂。抽油杆的断脱事故会严重影响原油的生产，增加修井作业费用，提高了原油的成本。为了提高抽油杆工作的可靠性和使用寿命，国内外在抽油杆的材料、制造、使用、管理及维护等方面开展了大量的研究工作，取得了可喜的成果。

2.1抽油杆结构及制造工艺一、抽油杆结构

多根抽油杆通过接箍连成抽油杆柱，上面通过光杆与抽油机相连，下接抽油泵的柱塞，其作用是将地面抽油机的悬点的往复运动传递给井下抽油泵，从而带动泵作抽汲运动。

普通抽油杆的杆体为实心圆形断面的钢杆，两端为辙粗的杆头。

2.1抽油杆结构及制造工艺

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。推承面合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卡抽油杆钳用。凸缘是作业时用来抽油杆的吊装。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。

2.1抽油杆结构及制造工艺

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，还有长度各为0.41、0.61、0.91、1.22、1.83、2.44、3.05、

3.66m的短抽油杆。

2.1抽油杆结构及制造工艺普通抽油杆分为C级、D级和K级三个等级。

-C级抽油杆用于轻、中负荷的油井；

-D级杆用于中、重负荷的油井；

-K级杆用于轻、中负荷并有腐蚀性的油井。

二、接箍

接箍是抽油杆组合时的连接零件，按其结构特征可分为：

普通接箍、异径接箍和特种接箍。

1.普通接箍用于连接等直径的抽油杆。其中l型带扳手平面；Ⅱ型不带扳手平面，又称小井眼接箍。

2.异径接箍用于连接不同直径的抽油杆。同普通接箍一样，异径接箍也分为l型和Ⅱ型。

3.特种接箍特种接箍主要有滚轮式接箍和滚珠式接箍，又称滚轮式扶正器和滚珠式扶正器，用于斜井或普通油井中降低抽油杆柱与油管之间的摩擦力，减少对油管的磨损。

2.1抽油杆结构及制造工艺4.接箍的材料及性能要求：

。一般都选用中碳结构钢，国内大都选用45钢。

o满足强度要求和连接要求。

o具有一定的耐磨性。对于特种接箍还应具有扶正与减磨作用。

2.1抽油杆结构及制造工艺三、抽油杆制造工艺

抽油杆工作时承受变动载荷，并处在不同的腐蚀介质中，工作条件恶劣。因次，要求抽油杆柱要有足够的疲劳强度和抗腐蚀能力，同时，还要求有足够的螺纹连接强度。抽油杆制造工艺是保证抽油杆成品质量的关键环节。

抽油杆的结构特点：

1.细长杆

抽油杆是一种长径比很大的细长杆，刚度低、柔性大，易弯曲，制造过程中易变形。

2.1抽油杆结构及制造工艺

2.变截面

为了保证抽油杆柱的连接强度及抽油杆螺纹和卸荷槽部位的强度，要求抽油杆端部的截面积要比杆体截面积大很多，即推承面台肩外圆处的截面积与杆体截面积的比值为4左右。

3.端部形状复杂、要求特殊

为了便于作业时抽油杆的连接、悬紧、吊装，抽油杆端部要求带有外螺纹接头、扳手方径和凸缘。因次抽油杆端部是一个变截面的阶梯回转体、正方体与圆弧回转体相互衔接的复杂形状。

2.1抽油杆结构及制造工艺抽油杆的工作环境及其结构对抽油杆的制造工艺提出了很高的要求。另外，不同等级的抽油杆除了材料不同外，其工艺方法及工艺流程也有所不同。抽油杆制造的典型工艺流程如图所示。

2.1抽油杆结构及制造工艺抽油杆典型工艺流程中各工序的主要内容如下：

（1）材料检验检查原材料化学成分、机械性能、尺寸精度。

（2）冷校直对验收合格但直线度不符合标准要求且在允许冷校直范围内的杆料进行校直。

（3）定长将校直后的杆料根据锻造比确定毛坯长度。

2.1抽油杆结构及制造工艺（4）锻造杆头

①将杆料的一端放入加热炉加热至锻造始锻温度。②将被加热的杆头辙粗并锻造成形，监控终锻温度。

③将杆料的另一端加热至锻造始锻温度。

④将被加热的另一端杆头敏粗并锻造成形，监控终锻温度。

2.1抽油杆结构及制造工艺（5）热处理使整个抽油杆通过加热炉加热，整体正火、正火+回火或调质处理，使其达到预期的机械性能。

（6）热校直热处理后的抽油杆在热状态下进行拉伸校直，或放置在冷却台上空冷到大约120℃滚动校直。

（7）装配抽油杆一端的外螺纹按预紧力要求上好接箍。

（8）上护帽

①抽油杆未上接箍一端外螺纹接头带上护帽，防碰伤螺纹。

②接箍端上好护堵。

2.1油油杆构及制造工艺

抽油杆典型工艺路线从钢抽油杆发明时起，一直是工业上通用的工艺路线。

其特点是：工艺流程通用性强，通过选择不同的材料，相应的调整热处理工艺方法，不改变工序就可以制造出C级、D级等不同等级的抽油杆。另外，防腐工序中应用热浸漆、热浸铝或涂敷其它防腐材料的工艺方法，便可制造出抗不同介质腐蚀的防腐抽油杆。

2.1抽油杆结构及制造工艺在典型抽油杆工艺路线的基础上，增加表面加热淬火工序，并调整部分工序便可形成超高强度抽油杆的制造工艺路线。制造超高强度抽油杆的典型工艺流程，如图所示。2.1抽油杆结构及制造工艺用压缩空气将钢丸或玻璃丸喷到零件上，以去除氧化皮及其他污物的工艺过程叫喷丸。也可将钢铁丸送至高速旋转的圆盘上，利用离心力的作用，使高速抛出的钢丸撞击零件表面，达到光饰的目的，这种工艺叫抛丸。这两种工艺都能使零件表面产生压应力，而且没有含硅粉末，对环境污染小。2.1抽油杆结构及制造工艺主要用途如下：①使零件表面产生压应力，可提高它们的疲劳强度及抗拉应力腐蚀的能力；②对扭曲的薄壁零件进行校正；③代替一般的冷、热成型工艺，对大型薄壁零件进行成型加工，不仅可避免零件表面有残余拉应力，而且可获得对零件有利的压应力。