影响抽油杆使用寿命的各种因素及合理载荷的方法论文

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1、影响抽油杆使用寿命的各种因素及合理载荷的方法毕业论文II目录第1章概述11.1国内外发展状况11.2研究的意义31.3研究的内容3第2章抽油杆疲劳裂纹扩展模型42.1试验方法和结果42.2裂纹扩展期剩余寿命的计算62.3结果分析7第3章载荷对抽油杆寿命的影响103.1影响抽油杆寿命的因素分析103.2载荷对抽油杆的影响及悬点载荷的计算113.3抽油杆使用寿命曲线18第4章应用开发工具224.1Delphi7.0的特点224.2Delphi7.0VCL组件的体系结构224.3BDE组件简介234.4数据访问组件（DataAccessComponent）244.5数据控制组件（

2、DataControlComponent）24第5章抽油杆使用寿命计算软件研制265.1系统数据库表设计265.2文件265.3数据管理265.4设计结果32结论34参考文献35致谢36II第1章概述1.1国内外发展状况抽油杆使用寿命的预侧与估算，国内外都进行过不少研究，特别是近10年来，国内石油大专院校、中科院金属所和油田的一些研究机构作了大量工作取得了许多有实用价位的研究成果，并已应用于生产实践:现在人们已可以对新抽油杆、使用过的旧抽油杆以及有各种缺陷的抽油杆使用寿命作量化的预测、估算及判废。1.美国古德曼(Goodman)提出的107次抽油杆使用寿命值古德曼根据修正的

3、古德曼许用应力图及API推荐的最大许用应力计算公式，并用实验的方式得到了抽油杆的使用寿命可达1000万次而不至于发生断裂破损的结论。此结论一直被采油工作者广泛采纳。如以抽油杆的冲程与冲次进行寿命估算，冲次为10次的抽油机，抽油杆仅有23个月的工作日，这一结论显然与现场生产实际不符。如在辽河油田一些稠油深井中，一些抽油杆的使用寿命低于此极限值；在四川油田，由于腐蚀严重，使用寿命往往也低于此极限值；在玉门及大庆油田，由于工况条件较好，抽油杆的使用寿命又高于107次。特别是一些油田开展旧抽油杆检测与修复工作以来，一些有缺陷的杆被分等使用，旧杆得以重新抛丸强化，使得杆柱的断脱率明显

4、下降，杆的使用寿命得以显著延长。事实上，近些年来由于抽油杆在选材、制造工艺方面的创新与改进，以及在科学管理与合理使用等方面的完善与进步，使得其使用寿命得以显著延长。所以，采用10次作为抽油杆的使用寿命是有其局限性的。它只是指在无腐蚀环境及一定应力比，并在应力值等于最大许用应力的条件与范围内，抽油杆的疲劳寿命值可取107次。2.米勒(Miner)与麦考-斯得克(Marco-Starkey)提出的抽油杆累积损伤理论及其剩余寿命计算公式他们认为，未经使用过的新杆与经一定交变载荷工作一定时间后的旧杆，两者的差别是内部累积损伤程度有所不同，因此其剩余寿命也随之不同。传统的Miner线

5、性累积损伤理论认为损伤率D与循环应力工作频(次)率成线性比，即（1-1）38故剩余寿命（1-2）但Marco-Starkey理论(1945)却认为不然，他认为如果，则当作用同一时，大应力造成的损伤将会大于较小应力或造成的损伤。当杆的应力时间历程不为等幅波时，损伤的累积问题更为复杂。Corten-Dolan累积损伤理论(1956)认为：不同应力幅()各自所作用的频(次)率造成的损伤率，不成线性比例累积。Corten-Dolan寿命估算公式为：（1-3）式中可以为八级载荷谱（）中任一级应力幅的频（次）率，，为最大应力级（）的幅值，为曲线上与相应的疲劳指数，指数为斜线的斜率的倒数

6、（实际使用时以代替之）。3.一种新的抽油杆疲劳强度的可靠度计算摸型该计算模型提出了常规疲劳设计方法；分析了抽油杆承受的随机工作应力并给出了处理方法；提出了抽油杆疲劳极限分布的确定方法；在已知抽油杆应力、一定应力比的疲劳强度分布的前提下，得出了抽油杆在任意应力比下的当量疲劳强度分布，并利用应力—强度干涉模型提出了抽油杆疲劳强度的可靠度计算方法。因为抽油杆的失效形式主要是疲劳破坏，目前抽油杆强度校核的方法大致分两类：一类是前苏联的方法，常用公式有奥金格公式、克鲁曼公式和玛尔卡维茨公式，其中当量应力表达式的参数选择并不完全合理，许用值[]依靠经验而确定，都属于常规疲劳强度设计的范

7、畴。另一类是API推荐的公式（1-4）其中：为最大应力，[]为最大应力许用值，为最小应力，为腐蚀系数，为抗拉强度，该公式只有静强度指标而无疲劳性能指标。在上面分析认识基础上，并结合现代疲劳强度理论可建立新的计算模型。现提出的新理论认为，抽油杆疲劳强度的可靠度计算取决于三个因素，即工作应力的分布、一定应力比下疲劳极限的分布和任意应力比下当量疲劳强度的模型。38计算模型共推导出19项计算公式，并由上述公式即可计算出抽油杆柱悬点处抽油杆疲劳强度的可靠度。1.2研究的意义目前在多种采油方式中，机械采油最为重要，尤其是有杆泵