油杆的结构特点及应用前景碳纤维杆作业车夹持装置方案对比分析动力方案对比动力源选择动力方案对比夹紧方案对比分析双油缸夹紧单缸夹紧本设计所采用的方案本设计的工程背景本设计拟定的初步方案碳纤维杆作业车夹持装置设计分析夹持装置的工作原理链传动设计夹持块整体结构受力分析链条设计链轮设计链传动的张紧与润滑齿轮组设计齿轮扭矩弯曲疲劳许用应力齿高比载荷系数齿形系数比较选择系数齿轮尺寸计算齿轮的校核主动链轮轴设计基本参数链轮上的力初步确定轴直径主动链轮轴结构设计轴受力分析简图求轴上载荷西安石油大学本科毕业设计论文按弯扭合成应力校核轴的强度液压马达选择液压马达功率液压马达转速液压马达扭矩液压马达选择液压缸选择夹紧液压缸张紧液压缸缸体材料及固定夹持块支架设计夹持块轴承的选用起杆缠绕器单元的横纵向位移横向位移纵向位移碳纤维连续抽油杆作业车下放作业的平衡设计经济性评价结论参考文献致谢西安石油大学本科毕业设计论文绪论连续抽油杆作业车的发展背景连续抽油杆的应用情况年美国公司制造了首台连续油管作业车叫做连续油管轻便修井机，并用于墨西哥湾岸区用做油井冲洗砂堵试验，当时所用的连续油管外径为。此后，开始有各式各样的连续油管作业车在油气田作业。可分为常规型和复合型种型式，以适应不同的作业用途工况和道路条件的要求，其中，常规型主要有拖车式车装式橇装式种型式。前种用于陆上，后者主要用于海洋。复合型可用和钻杆柱进行作业。此外，些专用连续油管设备的相继问世，如处理大直径连续油管完井管柱的连续油管完井作业机能够操作连续油管和接头连接管柱的连续油管钻井作业机湖泊和沼泽地区使用的驳船式作业机北极地区使用的全封闭式作业机等，使得地面设备的品种和型式更加丰富。图至图展示了几种典型的地面设备，其中图所示的车装式连续油管作业机结构相对较为简单，移运方便灵活，适合我国的道路和井场条件，较小直径的连续油管作业设备通常采取这种结构形式图所示的拖车式连续油管作业机将各个工作机构集中布置在拖车上，采用通用的牵引车移运，适合较好的道路和井场条件，较大直径的连续油管作业设备通常采取这种结构形式图所示的橇装式连续油管作业机采用模块化结构形式，根据连续油管作业机的机构特点，将其主要部件划分为合适的模块，因此制造相对较为简单，用于海上平台的连续油管作业设备通常采用这种结构形式图和图所示的自带吊车和井架的连续油管作业机结构较为复杂，其突出特点是，作业时不需要另外的起吊设备，但移运时对道路和井场条件的要求较高图所示的专用连续油管钻井装备结构齐全而复杂，造价昂贵，移运困难，其突出的结构特点是，这种装置将滚筒置于注入头上方，作业时，省去了注入头的导向器，消除了因导向器引起的弯曲和疲劳破坏，因此能大大提高的使用寿命。西安石油大学本科毕业设计论文图车装式连续油管作业机图拖车式连续油管作业机图橇装式连续油管作业机西安石油大学本科毕业设计论文图拖车带吊车式连续油管作业机图拖车带井架式连续油管作业机美国公司研制的复合型，除了配备常规外，还装备有钻台天车井架游车液压大钳等，注入头导向器与控制室置于钻台上，采用自动控制技术传感技术和数据采集系统，对整套装备实施全面监控，具有自动司钻功能。加拿大公司开发的用于北极或沙漠地区使用的，安装在该公司制造的重型自走式车上。该型适合于的环境下作业，各部件封装在防碰框架结构内，液压动力系统采用封闭和隔音结构。西安石油大学本科毕业设计论文图专用连续油管钻井装备我国引进和利用连续油管作业技术始于世纪年代。年，我国引进了第台波恩公司生产的连续油管作业车。国内开展连续油管技术与装备的研究与开发始于世纪年代初，主要由中国石油集团科学技术研究院江汉机械研究所承担。至今，国内共引进连续油管作业车已超过台，主要分布在大庆四川吉林吐哈塔里木等油田。海洋上使用的也有少数几台。年长庆石油勘探局井下处从美国引进的套连续油管作业车于同年月日正式投入靖边气田施工，作业深度，主要用于抽吸，气举冲砂排液等施工，这套设备的引进，不但对提高生产时效起到不可低估的作用，还大大减轻了员工劳动强度。我国的江汉机械研究所中国石油大学西安石油大学均对连续油管作业车及配套装置进行过理论研究，并取得定进展，但受制造工艺局限，仍然不能满足现场要求。胜利机械厂试组装了台连续油管作业车，其注入头滚筒等主要部件均是从大庆油田年代进口的台连续油管作业车上拆装的。我国已研制成功了三种碳纤维抽油杆作业设备，应用效果较好。胜利石油管理局工程机械总厂根据该厂第代碳纤维抽油杆作业设备的不足，研制了第二代全液压智能控制作业设备。该作业设备具有起下井速度快安全可靠具有起下加重杆的功能，并能对起下井作业的大部分功能进行智能化控制具有数据显示计算存储全程录像等功能整个系统安装在越野车底盘上，其越野性机动性很好。西安石油大学研制了种将杆柱起升下放与杆柱缠绕分别驱动的新型碳纤维连续抽油杆作业车。这种作业车采用全液压控制，引入了智能控制技术进行作业过程西安石油大学本科毕业设计论文的监控，包括作业参数悬重杆长等数字化测量显示扶正器安装位置自动控制安全操作自动报警等，针对作业车对中井口难的实际情况，将起升下放装置和缠绕盘设计成可移动式其主要特点是起升下放载荷能力大，起升下放作业时杆柱受力状况改善，杆柱缠绕盘负载扭矩大幅降低，作业过程自动化程度高速度快，设备对井场环境的适应性强，易损件少，便于维修，兼顾杆的运输和作业两项功能，减少设备投资，持续作业时间长。尤其在这技术中的产品性能节能效果，与国外的专用作业车比较有定的优势，显示出了其大面积推广的巨大经济价值。作业车基本功能结构碳纤维连续抽油杆作业车是可移动式液压驱动的连续碳纤维抽油杆的起下运输设备。作业车采用全液压控制，引入了智能控制技术进行作业过程的监控，作业车主要包括缠绕盘单元光杆起升单元碳素杆起升单元液压控制单元测控单元。作业车单元主要给车上的作业设备提供原动力并承担全套作业设备的运输工作缠绕盘单元主要承担碳素杆的缠绕工作光杆起升单元主要承担光杆和加重杆的起下作业工作碳素杆起升单元主要承担碳素杆的起下作业工作液压控制单元主要为碳素杆起升单元光杆起升单元缠绕盘单元提供液压动力并承担上述三个单元的控制工作测控单元完成主要作业参数下泵深度悬重工作液温度压力等的测试功能。碳纤维连续抽油杆作业车的应用前景我国目前碳纤维连续抽油杆作业车数量较少，但其应用需求很大，因此其应用前景很好，具有很好的市场开发价值。碳纤维连续抽油杆的特点及应用前景碳纤维连续抽油杆的发展历史为了克服普通钢抽油杆质量大耗能高失效频繁活塞效应大起下作业速度慢易偏磨的缺点，世纪年代初美国利用独特的航空航天材料和工程技术，开始研制碳纤维抽油杆。经过多年的努力，于年代初研制成功碳纤维抽油杆专用的油井作业设备和碳纤维抽油杆钢抽油杆混合抽油杆柱设计软件，并进行了矿场试验，试验效果较好。我国从年开始研制碳纤维抽油杆，现有四个制造厂胜利石油管理局工程机械总厂龙口博德复合材料有限公司山东东辰集团碳纤维科技开发公司和嘉兴中宝碳纤维有限责任公司。它们研制成功碳纤维抽油杆配套设备和碳纤维抽油杆钢抽油杆混合抽油杆柱设计软件，并进行了矿场试验。试验结果表明应用碳纤维抽油杆可以达到节电和增产的效果，非常适用于深井的原油开采。根据科技查新的结果，我国碳纤维抽油杆的研制和应用水平目前居国际领先水平。实验结果表明碳纤维连续抽油杆是种很有发展前途的特种抽油杆。在我国，西安石油大学本科毕业设计论文由于油田的超深井和高度腐蚀井采油逐渐增加，因此碳纤维连续抽油杆在我国的应用前景十分广阔。碳纤维连续抽油杆的结构特点及应用前景碳纤维抽油杆的结构碳纤维复合材料或称碳纤维增强塑料连续抽油杆简称抽油杆，呈带状，可缠绕到滚筒上见图，它的横截面为矩形见图。增强材料心部为碳纤维上下表面覆盖玻璃纤维布，以提高碳纤维抽油杆的横向强度左右两侧面和棱角覆盖芳纶纤维布或玻璃纤维布，以提高抽油杆的耐磨性能。基体为乙烯树脂，采用拉挤工艺生产。图缠绕在滚筒上的抽油杆转轴支承环滚筒抽油杆图抽油杆的横戴面碳纤维玻璃纤维布芳轮纤维布或玻璃纤维布碳纤维抽油杆两端部的连接结构见图，其两表面上各贴条用碳纤维复合材料做的加强带，并打个螺钉孔。钢接头的端符合抽油杆规范，以便和钢抽油杆抽油光杆相连接另端开个槽，有个内螺纹孔。将碳纤维抽油杆的端部插入钢接头的槽中，用个螺钉固定。图抽油杆的端部连接结构西安石油大学本科毕业设计论文抽油杆加强带螺钉钢接头碳纤维抽油杆的技术特点碳纤维连续抽油杆是种带状矩形截面的抽油杆，其主要增强相是碳纤维，树脂是基体，经过拉挤成型，具有强度高重量轻抗疲劳性能好耐腐蚀等优点，与普通抽油杆相比，碳纤维连续杆具有优越的技术优势。柔性好，连续可盘绕由于碳纤维抽油杆是柔性连续的，最小曲率半径为，可盘绕和运输。极大地减少了中间接头钢杆平均米个接头，而碳纤维连续杆只有两个接头减少了接头断脱事故的几率，延长了杆的使用寿命和修井周期。重量轻节能碳纤维连续抽油杆千米重量不足公斤，而千米钢杆重量高达吨，再加上接箍的活塞作用减少，抽油机的电耗大幅度降低，可以大大降低光杆载荷和减速器的扭矩，达到节电的目的。同等条件下可降低抽油机规格，减少设备投资。耐腐蚀，耐疲劳表几种抽油杆材料物理性能表抽油杆种类密度弹性模量次载荷循环后剩余度抽油杆普通钢抽油杆钢连续抽油杆玻璃钢抽油杆高矿化度的地层水含有腐蚀介质，它们的存在对钢材会产生强大地腐蚀作用，降低钢杆的使用寿命。碳纤维抽油杆为高分子复合材料，在的酸碱溶液和原油中浸泡个月，无任何变化，具有很强的耐腐蚀作用。从几种抽油杆材料的物理性能表可以看出碳纤维抽油杆的密度最小，强度最高