抽油机曲柄销失效分析及联接设计

分析了游梁式抽油机曲柄销所受载荷及失效形式。指出曲柄销失效的主要原因是曲柄销和锥套的过盈配合面之间出现了松压现象，这种松压现象是由曲柄销受灾变载荷作用所引起，且失效主要发生在曲柄销锥面中部台阶、螺纹根部及锥面小端三处，破坏形式则以弯曲疲劳破坏为主，螺纹根部的破坏具有扭转破坏的特征。提出了曲柄销与曲柄联接的设计准则及螺纹预紧力矩的计算公式。     

抽油机曲柄销疲劳强度实用计算

对抽油机曲柄销的受力状态作了真实的描述,在此基础上提出利用工作应力分布图寻找计算中的最大应力值和最小应力值,计算结果准确可靠。文中的计算举例,对CYJ10-3-53(H)B型抽油机曲柄销进行疲劳强度校核的结果,认为安全系数偏低。     

游梁式抽油机曲柄销联接机构失效分析

通过对游梁式抽油机曲柄销联接机构的微观分析,阐明微动磨损的机理,指出粘着、氧化和微动疲劳在微动磨损中的作用,认为微动疲劳断裂是造成曲柄销联接机构失效的根本原因。     

抽油机曲柄销防松结构的设计

导致抽油机曲柄销损坏的原因有多种, 除少数是因为材料本身缺陷或原始裂纹引起的破坏外, 大多数是由于曲柄销连接发生松动, 破坏了曲柄销与锥套的配合状态, 改变了其受力状况, 最终致使曲柄销发生弯曲疲劳破坏。为此, 在分析抽油机曲柄销结构特点的基础上, 提出相应的预防措施, 设计了新的防转结构曲柄销。现场使用证明, 这种新的曲柄销具有工作可靠、防松效果好、适用范围广以及结构简单等优点, 值得推广使用。     

抽油机曲柄销的可靠性分析

通过实例介绍了一种计算抽油机曲柄销可靠性的设计方法,并在受力分析的基础上,对曲柄销的危险断面作了可靠性概率分析,指出将零件的受力分布、强度分布和使用因素考虑到设计中去,比常用的单值安全系数设计法更加符合实际。利用这种设计计算方法还可以预测曲柄销的失效概率。     

抽油机曲柄销断裂原因分析及预防措施

抽油机曲柄销断裂,严重地影响了原油生产,时常导致机架扭坏、变速箱被拉翻等恶性事故,对井上装置及减速器造成不同程度的损坏,给现场造成更大的经济损失;简要分析了抽油机曲柄销断裂的原因,认为要可以安装一种曲柄销松动早期预报装置,对曲柄销工况进行监测,同时在设计、加工制造、维护使用的过程中都要充分考虑到曲柄销的疲劳破坏。     

游梁式抽油机曲柄销可靠性讨论

近年来,游梁式抽油机曲柄销的失效已经造成相当大的经济损失。文章认为,在过去的设计中没有考虑材料的弹性变形以及由此产生的材料中力的传递,也忽略了加工误差和交变载荷的影响,正是这些因素与曲柄销失效有关。文章对曲柄销的工作情况进行了分析,并结合现场试验结果,提出了提高曲柄销可靠性的若干措施。     

作用在抽油机曲柄销上的扭矩问题

断口特征分析、现场受力测试和观察表明，抽油机曲柄销在玻坏时承受较大的扭矩。通过数值计算和理论分析，指出连杆大头与曲柄销轴承座装配不当，存在较大应力，以及曲柄销轴承选择不合理，轴承预期寿命偏低，致使轴承运转不良等，是引起曲柄销承受较大扭矩的主要原因。据此认为，改善曲柄销的装配质量和提高轴承的寿命，是防止曲柄销承受较大扭矩，延长其使用寿命的重要途径。     

抽油机曲柄销疲劳断裂的机理分析与提高疲劳强度的途径

该文在作抽油机曲柄销受力分析中指出,对曲柄销危险断面进行强度校核时,应按弯曲扭转复合疲劳极限考虑,仅按弯曲疲劳极限计算是不全面的。曲柄销的破坏,疲劳断裂是其根本原因。文章对其疲劳断裂的机理分析有:(1)曲柄销的低周疲劳断裂;(2)表面加工精度和表面层组织结构对疲劳断裂的影响;(3)防松预紧应力对疲劳断裂的影响;(4)腐蚀对疲劳断裂的影响;(5)微动磨损对疲劳裂纹的影响。文中还为提高曲柄销疲劳强度提出了几项具体改进措施。     

游梁式抽油机曲柄销所受扭矩分析

在分析游梁式抽油机连杆大头轴承座因装配不当而产生变形的基础上，用有限元法分析了轴承所受的径向力，得出了曲柄销上所受的扭矩。最后，以ＣＹＪ１０－３－５３ＨＢ游梁式抽油机曲柄销为例进行计算，得出当轴承座径向变形量为０．１ｍｍ时，曲柄销中相应产生的扭矩可达１．０８ｋＮ·ｍ。为消除这种不良影响，应考虑采用其他的联接方式，以避免装配时产生过大的装配应力。     

抽油机曲柄销的破坏形式分析及弯矩计算

分析了抽油机曲柄销的外载、破坏形式及承受弯矩的计算方法等问题。指出曲柄销承受的弯矩应按弹性基础上的梁计算；曲柄销的损坏一般具有先松动后疲劳破坏的特征；曲柄销的外载主要由连杆拉力和螺纹预紧力造成，设计节能型抽油机时应注意曲柄销上载荷的大小。     

几种设计参数对抽油机曲柄销工作性能的影响

以游梁式抽油机曲柄销总成为研究对象,利用Pro/E建立了曲柄销、锥套、曲柄体和螺母垫圈的装配模型,并导入到ANSYS中进行接触分析。分析了在不同曲柄体凸台高度、不同锥套厚度以及不同曲柄销锥面锥度条件下,曲柄销总成各构件之间的受力情况,得出如下结论:在曲柄体悬臂端设置一定高度的凸台有利于提高曲柄销和锥套的接触压力,能有效降低曲柄销在锥套内微动磨损的程度;当锥套厚度在20 mm左右时,不但能有效保护曲柄体悬臂端不被扩孔,而且能获得较高的销与套之间的接触压力;曲柄销锥面锥度为1∶10～1∶11时,可以显著降低曲柄销的等效应力,从而延长曲柄销总成的使用寿命。     

抽油机曲柄销总成接触有限元分析

利用三维建模软件Pro/E与有限元分析软件Ansys的无缝连接,在Pro/E中建立了抽油机曲柄销、锥套、曲柄体和螺母垫片的装配实体模型,并导入Ansys中进行接触分析,得到各实体之间的接触应力分布情况。分析结果表明：曲柄销所受最大等效应力发生在曲柄销锥面中部;锥面小端的最大应力大于除锥面中部外的其他部位。与传统的力学模型计算结果相比,更能有效地解释曲柄销失效主要发生在锥面中部、螺纹根部和锥面小端这一实际情况,并提出了一些设计和加工曲柄销的改进意见。     

一种新的抽油机曲柄销连接结构

曲柄销是抽油机的关键部件,连接失效是曲柄销失效的重要因素之一。介绍了一种新的抽油机曲柄销连接结构和设计方法,该结构可有效地提高曲柄销的强度,减小预紧曲柄销连接所需要的力矩,对提高曲柄销轴的寿命具有重要意义。     

油套管螺纹接头密封面粘扣试验与分析

为了研究油套管螺纹接头不同密封结构参数与密封面粘扣的关系,以Φ346.08 mm×15.88 mm P110套管特殊螺纹接头为例,设计了不同的密封面参数,并进行实物上、卸扣试验,通过试验分析提出可以用摩擦功这一量化指标来表征密封面抗粘扣性能。研究表明,当摩擦功小于387 kJ时,粘扣风险较低;密封结构不匹配会导致密封面接触发生“犁削效果”,即使摩擦功很小也会发生粘扣,属于非正常摩擦磨损。     

抽油杆柱联接螺纹脱扣原因分析及预防措施

抽油杆柱运行中经常发生联接螺纹脱扣现象。对抽油杆柱及联接螺纹进行受力分析。结果表明，脱扣是由于抽油杆在上下行程运行中和点位置发生变化，使得在中和点区间内的螺纹联接轴力方向呈周期性的交替改变，并在动力效应作用下而产生的。为此，提出了加强预紧扭民增设记松装置的预防措施。     

抽油机曲柄销紧固螺母松脱分析与防止措施

对造成抽油机曲柄销紧固螺母松脱的因素进行了分析,提出了防止松脱的技术措施.     

流场诱导API圆螺纹油管接箍失效分析及结构优化

油管柱失效的主要形式是油管螺纹连接失效。目前对油管螺纹连接失效的研究主要集中在载荷作用下的螺纹受力和变形分析,对螺纹连接处流场突变导致失效的研究较少。利用流体动力学计算方法,对API圆螺纹油管接箍流场内部的流体建立控制方程,采用FLUENT软件进行流场模拟,对接箍连接的"J"形区的压力、速度分布情况进行了分析,并提出了改进措施,对流道进行优化。"J"形区的流场模拟计算发现,流体因高速流动产生涡流和压力突变,进一步影响流体性质并冲击接箍内壁。API油管接箍结构优化后,避免了压力和速度的突变,有利于流体流通,为油管的优化设计提供了理论依据。      

油套管特殊螺纹接头工厂端上扣对现场端接箍参数及性能的影响

针对油套管特殊螺纹接头工厂端上扣前后出现的现场端接箍参数发生变化这一现象,进行了全尺寸实物试验和有限元分析,并对现场端接箍参数发生显著变化的样管进行了气密封试验。有限元分析显示,工厂端上扣后,现场端接箍应力水平提高,并会发生一定的膨胀,表现为现场端接箍的密封面直径变化远大于螺纹直径变化,且距离现场端越近表现越明显,这与上扣试验测量数据相吻合。气密封试验结果显示,现场端接箍公差发生显著变化的样管仍然可以保证其在复合加载下的气密封性能;已经经过全尺寸实物评价试验的油套管特殊螺纹接头,在上卸扣试验中同样存在工厂端上扣对现场端密封参数造成影响,整个试验过程已经包含了一端上扣对另一端接箍密封参数带来的影响。研究表明,只要接箍在工厂端上扣前螺纹及密封参数公差在规定范围内,在油田现场应允许现场端接箍参数超出规定范围,此结论可为油田用户提供参考。