帶壓作業(yè)帶壓作業(yè)管柱扶正裝置設(shè)計

1、摘要摘要 在帶壓作業(yè)過程中，從實際考察工作經(jīng)驗得知，在不壓井修井工作的油管起 升過程中，并不能保證油管與接箍的水平位置不發(fā)生變化，從而會導致接箍探測 器的準確性降低，在控制排壓方面出現(xiàn)錯誤信息，引起閘板失效，造成損失。因 此，有必要在接箍探測器空間位置附近安裝抽油管扶正裝置，以保證接箍探測器 工作的安全性，準確性，可靠性。本設(shè)計的主要目的，就是要解決帶壓作業(yè)過程 中，增加抽油管扶正裝置，提高接箍探測的準確性，保證帶壓作業(yè)過程的安全， 進一步發(fā)揮帶壓作業(yè)過程在修井作業(yè)過程中的優(yōu)勢。 該裝置為了保證管柱的水平位置的穩(wěn)定性，有四個接觸點，使整個扶正體系 達到平衡。同時為了保證接箍可以順利通過扶正裝置

2、，且盡量減少摩擦，接觸部 分采用滾輪構(gòu)。滾輪安裝在活塞上。 關(guān)鍵詞：帶壓作業(yè)；扶正裝置；油套管；接箍探測器 Abstract In the process of operating under pressure, based on the experience of actual surveying work, the level position of oil tube and collar wont be guaranteed to be not changed and reduce accuracy of the collar finder in the lifting process

3、of pressure balanced workover oil tube. This will make errors in the drain pressure controlling and cause accidents. Thus its necessary to install oil tube righting fittings near the spatial location of the collar finder, to ensure safety, accuracy and reliability of the collar finder. The main purp

4、ose of the design is to solve the problems of increasing the oil tube righting fittings and improving accuracy of the collar finder in the process of operating under pressure, thus ensuring the safety of operating under pressure and further to play its advantage in the process of well workover opera

5、tion. The device has four contact points to stablize the level position of the pipe string and to keep the righting system balance. Meantime the contact section use the roller structure to ensure the collar smoothly pass through the righting fittings with minimal friction. The rollers are installed

6、on the pistons. Keywords: Operating under pressure; Righting fittings; Contact point; Collar finder 目 錄 第 1 章概述.1 1.1 帶壓作業(yè)工藝簡介.1 1.2 壓井作業(yè)簡介.1 1.3 不壓井簡介.2 1.4 帶壓作業(yè)管柱扶正裝置.3 第 2 章扶正裝置的方案確定.4 2.1 扶正裝置主要受力機構(gòu)的確定.5 2.2 扶正器的結(jié)構(gòu)方案.7 第 3 章扶正裝置的設(shè)計.11 3.1 設(shè)計方面的一些重要指標.11 3.2 圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計.11 3.3 扶正器的設(shè)計.13 3.4 其他部分的

7、設(shè)計.15 第 4 章總結(jié).23 致謝 .24 參考文獻 .25 第第 1 章章概述概述 1.11.1帶壓作業(yè)工藝簡介帶壓作業(yè)工藝簡介 帶壓修井作業(yè)是利用特殊的修井設(shè)備，密封住井口的高壓液體以防噴出，并 在井口有壓力的情況下進行管柱的起下作業(yè)。不壓井帶壓作業(yè)工藝技術(shù)是當前國 內(nèi)外石油界降低油層污染的主要措施之一。以往油田在進行高壓油、氣井作業(yè)施 工前，為保證安全生產(chǎn)，經(jīng)常要先壓井再作業(yè)。這樣的弊端首先會增加壓井液成 本，其次壓井液容易對地層造成污染，再次進行壓井作業(yè)后的油氣井生產(chǎn)壓力在 短時間內(nèi)很難恢復(fù)到施工作業(yè)前的狀態(tài)，影響油氣采收率，不利于油田增儲上產(chǎn) 1。 液壓式帶壓修井作業(yè)設(shè)備是不壓井

8、作業(yè)工藝技術(shù)的典型設(shè)備,它主要由起升 系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、防噴系統(tǒng)及其他輔助裝置組成。起升系統(tǒng)主要包括 起升液壓缸、固定卡瓦、游動卡瓦等。動力系統(tǒng)主要是由動力機（柴油機或電動 機）驅(qū)動的液壓泵站?？刂葡到y(tǒng)主要包括計算機數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、各種傳感器、 控制面板等。防噴系統(tǒng)包括閘板防噴器和環(huán)形防噴器等。輔助裝置主要有接箍探 測器、升高短節(jié)、平衡管路及節(jié)流管匯等。 采用液壓式帶壓修井作業(yè)設(shè)備進行修井作業(yè)具有如下優(yōu)點：可保持地層能 量，不污染地層，節(jié)約放噴、壓井、洗井等費用及作業(yè)時間；無常規(guī)絞車、傳 動系統(tǒng)等，設(shè)備重量輕；可靠性高，安全性好，效率高、維護成本低。據(jù)國外 報道，某些情況下采用不壓井

9、修井的費用僅為壓井修井費用的五分之一。 目前，國外應(yīng)用在不壓井修井中的液壓不壓井修井機可分為短沖程和長沖程 兩大類，短沖程一般為 1.824.26m，長沖程一般為 10.9812.2m；配套防噴器 密封壓力一般為 21MPa，最高作業(yè)壓力可達 140MPa；膠心壽命較長，一口井最多 只需要一、兩個膠心。修井作業(yè)時，直接將防噴器吊裝在井口法蘭上，安全性、 可靠性及自動化程度均較高。國內(nèi)目前還沒有適合 15MPa 以上的高壓油、水井的 液壓不壓井修井設(shè)備，這方面我們與國外的差距很大，應(yīng)該大力開展這方面的研 究工作。 1.21.2壓井作業(yè)簡介壓井作業(yè)簡介 為了保持油田上的油、水井正常的生產(chǎn)，常常要定

10、期或不定期的進行修井作 業(yè)（主要是起下油管柱） 。在修有壓力的油井時，為了在打開井口時不發(fā)生井噴， 首先要用比重較大的泥漿替換出井筒中的油液，以使泥漿液柱壓住油層，使其不 發(fā)生井噴，這時才能在井口敞開的情況下安全起下油管柱，這就是壓井作業(yè)。壓 驚作業(yè)的缺點是 （1）修井時間長。在修井前要配制足夠的泥漿，而后進行替換泥漿作業(yè)，起下 油管柱以后還要用原油替換出泥漿并洗井，然后油井才能重新投入生產(chǎn)。這一整 套替換作業(yè)，包括各種設(shè)備準備，工作量很大，所占時間很多。 （2）成本高。為了配制足夠量、性能滿足要求的泥漿，要投入相當大的資金， 并且這些泥漿一般用一次就丟棄了，再加上為了壓井，需要各種洗井設(shè)備，

11、泥漿 配制設(shè)備等，因此使修井成本大大提高。 （3）更為嚴重的是由于泥漿壓井，往往會污染油層。為了防止井噴，泥漿液柱 壓力往往超過油層壓力，這樣，泥漿液就會進入油層，堵塞出油孔隙，修井后如 果這些泥漿堵塞物沖洗不出來，就會使油井減產(chǎn)甚至停產(chǎn)。 在修注水井時，往往是抬掉井口使注水自由放噴，直至壓力降至不噴為止。 這樣做，一是損失了大量的地層能量，延長了修井時間；另外這種突然放噴的做 法，對油層套管及地層都會帶來嚴重后果，導致注水井早期損壞2。 1.31.3不壓井簡介不壓井簡介 所謂不壓井修井就是油井不用泥漿壓井，水井也不放噴，而是在井口自封防 噴器的控制下強行起下油（水）管。 下面我們說一下它的優(yōu)

12、點。不壓井作業(yè)技術(shù)有許多優(yōu)點，對水井作業(yè)前它不 需要停注放壓，免去常規(guī)作業(yè)所需壓井液及其地面設(shè)備的投入，省去了排壓井液 的費用，無污染保護了環(huán)境。它的最大優(yōu)點還在于它可以保護和維持地層的原始 產(chǎn)能，減少酸化，壓裂等增產(chǎn)措施的次數(shù)，為油氣田的長期開發(fā)和穩(wěn)定生產(chǎn)提供 良好的基礎(chǔ)。這樣一方面可為油公司節(jié)約大量的用于壓井的成本，另一方面，由 于原始地層得到了很好的保護，油氣層的產(chǎn)能會得到相應(yīng)的提高，從而可以最大 限度的利用我們地下的油氣資源3。 使用不壓井機的意義 （1）該技術(shù)的使用為油氣田勘探開發(fā)提供了一種新思路，使用傳統(tǒng)壓井方 式，是為了平衡地層壓力，防止井噴現(xiàn)象的發(fā)生。不壓井無法作業(yè)，從而難以實

13、 現(xiàn)許多地質(zhì)要求，影響地質(zhì)分析。不壓井技術(shù)的應(yīng)用，可以在帶壓情況下進行管 柱起下，完成各種評價測試和改變工作制度等的作業(yè)工序。 （2）最大限度保持油氣層原始地層狀態(tài)，正確評價油氣藏。壓井液進入地 層，造成了地層的污染，為后續(xù)資料錄取、完井作業(yè)、試油等環(huán)節(jié)帶來了負面的 影響，從而影響到油藏描述的結(jié)果，直至影響到采收率。采用不壓井作業(yè)使產(chǎn)層 的物性得以最大的保護，避免了常規(guī)開采過程中對新開采的產(chǎn)層造成的破壞，如 新開油氣孔道的堵塞、泥餅現(xiàn)象造成地層解釋錯誤、水敏性礦物膨脹造成產(chǎn)層物 性的下降，從而在進行油層評價時取得準確的數(shù)據(jù)。 （3）最大限度的降低作業(yè)風險。壓井液在作業(yè)過程中受氣侵或油侵，降低

14、密度，一方面發(fā)生井噴的危險性大，另一方面需要重復(fù)壓井，工序復(fù)雜，費用昂 貴。 （4）解決了常規(guī)壓井作業(yè)的一些疑難問題。如氣井作業(yè)中，用壓井液壓井， 一壓就漏，不壓就噴；低滲氣井則很容易壓死。還有由于應(yīng)用不壓井作業(yè)技術(shù)， 避免了高壓油井中壓井泥漿的頻繁更換、循環(huán)和配套設(shè)施的使用，避免了對地面 環(huán)境的污染，以及可以解決注水井長時間放溢流的難題。 （5）避免壓井液的使用，防止產(chǎn)層受到污染，從而提高了產(chǎn)能和采收率， 從而使產(chǎn)層的開采產(chǎn)量和潛能得以最大的保護。 （6）降低勘探開發(fā)成本，提高了油氣田的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益由于作業(yè)時 不需要進行壓井，一是節(jié)約了成本費用，二是縮短了作業(yè)周期。壓井對地層的危 害不

15、言而喻，壓井液費用亦十分可觀，并且作業(yè)后還需抽排壓井液。而水井作業(yè) 時，水井停注放壓時間長，有時甚至放兩三個月或半年，為了保持地層壓力場平 衡，周邊水井也需停注，造成油井減產(chǎn)或停產(chǎn)，對生產(chǎn)影響較大，經(jīng)濟效益低下。 （7）保護環(huán)境，避免了壓井液對地面的污染，符合 HSE 的要求，具有巨大 的社會效益4。 1.41.4帶壓作業(yè)管柱扶正裝置帶壓作業(yè)管柱扶正裝置 在帶壓作業(yè)過程中，從實際考察工作經(jīng)驗得知，在不壓井修井工作的油管起 升過程中，并不能保證油管與接箍的水平位置不發(fā)生變化，會導致接箍探測器的 準確性降低。從而在控制排壓方面產(chǎn)生失誤，引起事故。因此，有必要在接箍探 測器空間位置附近安裝抽油管扶正

16、裝置，以保證接箍探測器工作的安全性，準確 性，可靠性。本設(shè)計的主要目的，就是要解決帶壓作業(yè)過程中，增加抽油管扶正 裝置，提高接箍探測的準確性，從而保證帶壓作業(yè)過程的安全，進一步發(fā)揮帶壓 作業(yè)過程在修井作業(yè)過程中的優(yōu)勢。 圖 1.1 顯示了扶正裝置在帶壓作業(yè)設(shè)備中的位置5。 根據(jù)對扶正裝置工作情況的要求，來確定扶正裝置的工作圖，并進行合理的 安裝形式設(shè)計，再根據(jù)相關(guān)資料和文獻進行參數(shù)對相應(yīng)的零部件進行擬定的計算 和強度校核。進而確定裝置的各部件零件尺寸和裝配尺寸。由于該裝置是應(yīng)用于 現(xiàn)場實際工作的，所以要對現(xiàn)場工作環(huán)境有一定的了解，只有這樣才能更好的完 成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于該裝置是為了保證管柱的

17、水平位置的穩(wěn)定性，所以對管注 的扶正作用應(yīng)該是一個穩(wěn)定的平面體系，也就是說至少應(yīng)該有 3 個以上的接觸受 力點?；趯σ陨锨闆r的了解，本設(shè)計計劃采用兩個水平位置對稱的扶正裝置來 完成設(shè)計，其中每個裝置與管柱有兩個接觸受力點。這樣會有四個接觸點，使整 個扶正體系達到平衡。同時為了保證接箍可以順利通過扶正裝置，且盡量減少摩 擦，接觸部分采用滾輪構(gòu)。滾輪安裝在活塞上?；钊惭b在殼體內(nèi).在扶正彈簧 的作用下活塞帶動滾輪對管柱起扶正作用,活塞與殼體內(nèi)壁通過鍵來連接，保證 軸承扶正部分不會產(chǎn)生徑向旋轉(zhuǎn)?；钊蟮膹椈墒芰榉稣b置的主要扶正力來 源。彈簧采用圓柱螺旋壓縮彈簧。彈簧腔內(nèi)與管柱內(nèi)通過間隙保證液壓

18、力一致。 （扶正裝置工作圖如圖 1.2 所示） 。 圖圖 1.11.1 帶壓作業(yè)扶正裝置位置圖帶壓作業(yè)扶正裝置位置圖 卸荷閥 平衡閥 下閘板防噴器 接箍探測器 1 扶正器 上閘板防噴器 接箍探測器 2 圖圖 1.21.2 扶正裝置扶正頭工作原理圖扶正裝置扶正頭工作原理圖 第第 2 章章 扶正裝置的方案確定扶正裝置的方案確定 前一章主要介紹了帶壓作業(yè)的相關(guān)內(nèi)容和扶正裝置設(shè)計的基本思路，本章將 具體說明扶正裝置的設(shè)計方案如何確定。 2.12.1扶正裝置主要受力機構(gòu)的確定扶正裝置主要受力機構(gòu)的確定 扶正器的工作目的是為了保證管柱的空間位置穩(wěn)定，也就是要承受變力，并 產(chǎn)生反作用力。由于扶正過程是被動的

19、，所以設(shè)計重點在于裝置工作的穩(wěn)定性和 持續(xù)性。在控制方面要求不很嚴格。能夠達到扶正目的結(jié)構(gòu)和作用力的方式很多, 這里選擇采用液壓扶正機構(gòu)和彈簧扶正機構(gòu)為考慮對象,所以主要的設(shè)計方向有 兩種：即液壓扶正機構(gòu)和彈簧扶正機構(gòu)。兩種設(shè)計的共同出發(fā)點在于，承受扶正 力的部分都是一個可移動的活塞，活塞頭部安裝扶正輪，接觸工件。工作中由活 塞將扶正力傳遞給受力機構(gòu)，產(chǎn)生反作用力。起到扶正作用。 不同點在于受力機構(gòu)不同。液壓系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動活塞保持水平位置穩(wěn)定。 圓柱壓縮彈簧工作原理在于通過彈簧壓縮。產(chǎn)生反作用力。 2.1.22.1.2采用液壓系統(tǒng)控制采用液壓系統(tǒng)控制 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點在于可承受較大的作用力，工

20、作穩(wěn)定，且易于控制。不利的 方面在于引入液壓系統(tǒng)，起輔助設(shè)備較多，占地面積會有一定要求。但考慮到扶 正裝置是在修井過程中的地面以上工作，液壓控制是可以實現(xiàn)的。由于工作過程 簡單，所以系統(tǒng)回路也不復(fù)雜。有液壓缸作為工作機構(gòu)扶正油管。并且可由調(diào)壓 閥控制系統(tǒng)內(nèi)部壓力，調(diào)整扶正力大小。 2.1.32.1.3采用圓柱螺旋壓縮彈簧采用圓柱螺旋壓縮彈簧 圓柱螺旋壓縮彈簧相會來說是一種更為簡單有效的工作機構(gòu)。可以是結(jié)構(gòu)設(shè) 計變得簡單，從而同時降低今后的制造，安裝和維護的工作量。對于扶正力的調(diào) 節(jié)，彈簧的設(shè)計方案中應(yīng)采取螺紋來進行。螺紋連接的優(yōu)點同樣是簡單可靠。具 體的調(diào)節(jié)方式為在彈簧殼體尾部安裝一個水平位置

21、相對穩(wěn)定且可以用螺紋進行調(diào) 節(jié)的活塞，彈簧的一段安裝在扶正活塞上，另一端安裝在尾部活塞上。扶在正裝 置的正常工作中，依靠扶正活塞受力后的水平移動，即由圓柱螺旋壓縮彈簧來承 力，完成扶正工作。在工作之前可依照不同井況，工作前由尾部的螺紋機構(gòu)來調(diào) 節(jié)彈簧的最小工作壓力。是裝置的工作達到更高的穩(wěn)定性和安全性。 2.1.42.1.4設(shè)計方案的比較和最終確定設(shè)計方案的比較和最終確定 對于扶正裝置，首先要解決的問題就是扶正力的大小。在本次設(shè)計中，結(jié)合 現(xiàn)場經(jīng)驗，初步估算單位應(yīng)該會是百公斤，這個方面講兩種方案都可以達到設(shè)計 目的。第二個問題是現(xiàn)場工作客觀因素，尤其是安裝空間。這點上可以看出對于 采用液壓系統(tǒng)

22、的設(shè)計方案是不太易于實現(xiàn)的。因為不壓井修井過程中有許多設(shè)備 是共同工作的，空間要求緊湊。液壓系統(tǒng)的輔助部分對于扶正工作來說顯得有些 多余。第三就是成本上的對比，顯然采用彈簧設(shè)計要經(jīng)濟實惠。所以，在確定了 扶正力大小，證明圓柱螺旋彈簧可行的情況下，還是應(yīng)該采用彈簧機構(gòu)方案來設(shè) 計扶正裝置。 受扶正以下是對扶正力，即抽油桿受力分析，由此得出的結(jié)論證明彈簧機構(gòu) 也可以完成扶正工作，達到穩(wěn)定油桿水平位置的作用 對抽油桿的失穩(wěn)做定量分析。抽油桿的失穩(wěn)包括動力失穩(wěn)和受壓彎曲失穩(wěn)。 動力失穩(wěn)來源于桿體軸向和橫向應(yīng)力載荷變化, 周期和載荷變化量越大, 動力失 穩(wěn)越嚴重; 彎曲失穩(wěn)來源于桿體在螺旋狀井筒中橫向擺

23、動的劇烈程度和頻率6，7。 由于上沖程時抽油桿受自重和液柱對活塞的壓力影響, 始終保持受拉狀態(tài), 失穩(wěn)性不嚴重。在下沖程中,根據(jù)材料力學壓桿穩(wěn)定中的約束概念規(guī)定, 將最下 端抽油桿下部當固定點,上部為自由端進行研究。則抽油桿失穩(wěn)來自于F柱塞和F凡爾: 140-94D . 0 F 柱塞 22223 k f729unSAf1A115nF 凡爾 凡爾柱塞 FFF 式中, D 為柱塞斷面直徑,mm; 柱塞與襯套間隙,mm; nk 為游動凡爾個數(shù),取1 ; S 為光桿沖程,m; n 為沖次,l/ min;為井液密度, kg/ m3 ; u 為流量系數(shù),取 018 ; A 為柱塞面積,m2 ; f 為游動

24、凡爾座孔面積,m2 。中性點以下抽油桿長度 為: 4gdFFFL 2 桿慣液 1440SnFF 2 桿慣 式中, d 為桿直徑,m; F液為管內(nèi)液柱作用在柱塞上的壓力, Pa ; F桿為桿柱重 量,N;桿為抽油桿的密度,kg/ m3 。根據(jù)壓桿理論,桿柱發(fā)生彎曲的臨界載荷為: 22 lEIP 64dl 4 式中, l 為3/ 4 i n 抽油桿單根長度,8 m。 實例計算表明, P n F ,即來自柱塞與凡爾的壓力遠大于抽油桿柱發(fā)生彎曲失 穩(wěn)的臨界載荷,所以下沖程時抽油桿中性點以下始終是嚴重彎曲的,變形長度在中 性點以下L 長.中性點以上特別是井口處,即使是下放過程失穩(wěn)現(xiàn)象也不可能發(fā)生.經(jīng) 驗

25、證實井口的扶正力在314公斤, 液壓扶正機構(gòu)和彈簧扶正機構(gòu)都能夠勝任扶正 工作,考慮現(xiàn)場工作客觀因素，尤其是安裝空間。這點上可以看出對于采用液壓 系統(tǒng)的設(shè)計方案是不太易于實現(xiàn)的。因為不壓井修井過程中有許多設(shè)備是共同工 作的，空間要求緊湊。液壓系統(tǒng)的輔助部分對于扶正工作來說顯得有些多余。第 三就是成本上的對比，顯然采用彈簧設(shè)計要經(jīng)濟實惠。所以，在確定了扶正力大 小，證明圓柱螺旋彈簧可行的情況下，還是應(yīng)該采用彈簧機構(gòu)方案來設(shè)計扶正裝 置8。 2.22.2扶正器的結(jié)構(gòu)方案扶正器的結(jié)構(gòu)方案 扶正器是整個扶正機構(gòu)最直接，最重要的部分。扶正器的設(shè)計成功與否直接 關(guān)系到扶正裝置的設(shè)計能否成功。在設(shè)計中主要考

26、慮了三種連接方案，多一種考 慮就多一分把握。 2.2.22.2.2軸承連接軸承連接 軸承連接是方案是在活塞頭部，即扶正方向安裝銷軸，之后在銷軸兩端安裝 同樣的一對軸承，用軸承來連接扶正輪。方案優(yōu)點在于扶正輪的徑向轉(zhuǎn)動比較穩(wěn) 定，當接箍等直徑比管柱大的元件通過時不必產(chǎn)生較大的摩擦力。比例的方面在 于管道中空間條件較差，不易安裝。同樣密封也是必須考慮的問題。 首先考慮的是在滾動軸承。由前所述，扶正輪與油桿柱（工件）之間是切向 力接觸所以就要求軸承既要承受軸向載荷，也要能夠承受徑向載荷。當然是以徑 向載荷為主，軸向載荷是作為扶正力的分力存在的，且對于整個扶正系統(tǒng)，軸向 的分離將平衡而不影響扶正系統(tǒng)的

27、工作。但對于單獨的一個扶正輪和銷軸連結(jié)來 說，如果采用軸承連接，那么軸承就必須能夠承受單向或雙向的軸向載荷。 向心推力轱承軸向預(yù)緊原理向心推力軸承分為角接觸球軸承和圓錐滾子軸承 兩類，前者滾動元件與滾道間為初始點接觸，后者為初始線接觸角接觸球軸承 承受軸向載荷。因此在滾動軸承選擇向心推力球軸承9。如圖2.1所示。 圖圖 2.12.1 向心推力球軸承向心推力球軸承 雙列向心推力球軸承是將2個單列向心推力球軸承的外圈背面相吻合，內(nèi)圈、 外圈均各為一體的結(jié)構(gòu)。因此，這種結(jié)構(gòu)的軸承，具有二個方向的推力負荷能力。 滾動軸承在本次設(shè)計中使用的可能性不大，由于滑動軸承本身具有一些獨特 的優(yōu)點，使得他在不能和

28、不便或使用滾動軸承沒有優(yōu)勢的場合。因此，滑動軸承 在軋鋼機，汽輪機，內(nèi)燃機，鐵路機車和車輛，金屬切削機床，航空發(fā)動機附件， 雷達，衛(wèi)星地面通信站等方面應(yīng)用較廣10。 因為此次的設(shè)計中存在空間限制，安裝滾動軸承很難。因此，在軸承方案的 設(shè)計上主要考慮向心推力球軸承。 考慮軸承的實際上還要有密封上的準備，由于個扶正機構(gòu)是在油中的，機構(gòu) 的正常運轉(zhuǎn)必須考慮安裝密封蓋。 2.2.32.2.3銷聯(lián)接銷聯(lián)接 銷聯(lián)接用途是固定兩零件的相互位置，作為組合加工和裝配時的重要輔助零 件。銷已標準化，類型很多。常用的有：圓柱銷、圓錐銷、槽銷和開口銷等。圓 柱銷利用微量過盈固定在鉸光的銷孔中，如多次裝拆則有損聯(lián)接緊固

29、和精確定位。 圓錐銷帶有 1：50 的錐度，能自鎖，靠錐擠作用固定在鉸光的銷孔中，可多次裝 拆。槽銷開有縱槽，藉材料彈性擠緊在未經(jīng)鉸光的銷孔中，可多次裝拆，多用於 傳遞載荷。彈性圓柱銷是縱向開縫的圓管，比實心銷輕，靠彈性擠緊在未經(jīng)鉸光 的銷孔中，可多次裝拆。開口銷常與帶槽螺母配用，是螺紋防鬆的一種措施。 這種連接結(jié)構(gòu)上比軸承連接要簡單，但穩(wěn)定性不是很高，由于扶正輪會產(chǎn)生 旋轉(zhuǎn)，所以在大多數(shù)工作時間里，銷的軸向受力不平衡。長時間工作容易損壞。 銷聯(lián)接的最大優(yōu)點在于安裝簡單，無論是軸承還是焊接，安裝上都有條件， 軸承安裝需要非常高的精度，而焊接對安裝方式和環(huán)境有比較特使的要求。而銷 聯(lián)接只要在定位

30、上控制得當?shù)脑挘N聯(lián)接的價格優(yōu)勢和安裝優(yōu)勢將顯示出來。 圖圖 2.22.2 銷連接銷連接 2.2.42.2.4焊接焊接 焊接結(jié)構(gòu)是將兩個扶正輪焊接在一根安裝在活塞上的銷軸上。該方案結(jié)構(gòu)最 簡單，成本最低，需要兩個扶正輪和一個銷軸。 在轉(zhuǎn)動方面比較受限制，自由度不高。但考慮到本身浸在油液中，不用考慮 潤滑問題。 手工電弧焊操作，45 鋼與40Cr、ZG270-500三種母材在一起焊接，45 鋼含 碳較高，所以盡可能選擇堿性低氫型焊條，作為填充焊接材料。經(jīng)試驗，選擇代 號為E5015fr507，規(guī)格為04mm05mm 的焊條11。 當然也考慮了其他的焊接工藝。比如，熱浸鍍鋁鋼管的普通焊接工藝。采用

31、 低氫型碳鋼焊條和奧氏體不銹鋼焊條，根部焊道采用電弧焊接法和TIG焊接法， 中間層和最終層焊道，如是薄板用TIG焊接，如是厚板（4mm）以上則用電孤焊。 兩種焊接法通過對焊道檢驗和性能測試表明，熔合線處防腐性能較差，適合于一 般場合的防腐施工。與使用手工電弧焊相比優(yōu)點在于： 1）可提高r作效率34倍 2)焊接質(zhì)量好。如果蒙皮與骨架貼實焊點強度均能達到要求。使用手工電弧 焊則容易焊漏或燒芽。 3)外觀變形小，外形美觀大方符合高擋車的要求，采用手工電弧焊則焊接變 形較大，焊后不美觀。 圖圖 2.32.3 焊接結(jié)焊接結(jié) 構(gòu)構(gòu) 4)勞動強度明顯降低12。 由于扶正輪的厚度為15mm。結(jié)構(gòu)如圖2.4所示

32、。 綜合考慮應(yīng)采用電戶焊接。 綜合考慮應(yīng)采用電戶焊接。 2.2.52.2.5扶正器方案的確定扶正器方案的確定 綜合考慮以上方案，結(jié)合實際工作情況，確定用焊接結(jié)構(gòu)。因為在起降管柱 的速度并不高，在扶正的部分上，由管柱線速度轉(zhuǎn)換出的扶正輪轉(zhuǎn)速也不很高， 因此不需選用軸承連接。 扶正器長期工作在扶正狀態(tài)。在被動受力，承受扶正力的過程中，需要有穩(wěn) 定的受力狀態(tài)合理平衡性，顯然焊接相對于銷聯(lián)接是有優(yōu)勢的。在成本上同樣焊 接最低。所以選擇焊接作為扶正器的安裝方式。 圖圖 2.42.4 扶正輪的結(jié)構(gòu)扶正輪的結(jié)構(gòu) 第第 3 章章 扶正裝置的設(shè)計扶正裝置的設(shè)計 3.13.1設(shè)計方面的一些重要指標設(shè)計方面的一些重

33、要指標 本章我們要對不壓井修井機的帶壓作業(yè)系統(tǒng)管柱扶正裝置進行設(shè)計。設(shè)計時， 我們應(yīng)當考慮諸多的因素，深入細節(jié)的調(diào)研，還要有嚴謹?shù)姆治龊捅匾挠嬎悖?以確保設(shè)計的合理化和最優(yōu)化，滿足下列要求。 （1）工作安全可靠 （2）性能穩(wěn)定，噪音小，壽命長 （3）扶正性能要準確、可靠，沒有沖擊，保證接箍探測的準確性。 （4）調(diào)整、使用和維修要方便，操縱方面要簡單、省力 （5）結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，成本低 3.23.2圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計 根據(jù)最大、最小扶正力的要求、工作行程確定螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸，已知條 件如下： 彈簧的最大工作載荷（扶正輪的最大扶正力時彈簧載荷）： Pn=300（

34、公斤） ； 彈簧的最小工作載荷（扶正輪的最小扶正力時彈簧載荷）： P1=187.5（公斤） ； 最大工作行程： mm。35L 根據(jù)公式： LPPK n1 計算彈簧的彈性系數(shù)為 =3.2135 5 . 187300K 下表為根據(jù) Pn 查表得出的彈簧設(shè)計數(shù)據(jù)13。 表表 3.1 彈簧設(shè)計數(shù)據(jù)彈簧設(shè)計數(shù)據(jù) 項目數(shù)據(jù) d10 D265 t22.08 Pn314.104 fn8.626 Pd36.413 l204.1 Q1.24 彈簧自由高度為 260 毫米 彈簧的計算部分如下： 彈簧有效圈數(shù)的計算公式為 KdPn 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算得， 取 n11.5。343.11n 彈簧實際剛度的計算公式

35、為 ndPK 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算得，與 3.21 接近，符合設(shè)計要求。3.16K 彈簧實際圈數(shù)為。 5 . 132 2 nn 彈簧實際節(jié)距的計算公式為 ndHt5 . 1 0 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算得，與實際要求接近。 3 . 21t 工作極限負荷下的彈簧變形的計算公式為 KPF jj 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算得 mm。82.116 j F 最大工作負荷下的彈簧變形的計算公式為 KPF nn 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算得 mm。45.93 n F 最大工作負荷下的彈簧高度的計算公式為 nn FHH 0 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算得 mm。55.166 n H 最小工作負荷下的高度

36、的計算公式為 101 FHH 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算得 mm。59.201 1 H 工作極限負荷下的高度的計算公式為 jj FHH 0 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算得 mm。18.143 j H 圓柱螺旋壓縮彈簧展開長度的計算公式為 nlL 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算得 mm。35.2755L 圓柱螺旋壓縮彈簧的細長比計算公式為 DHb 0 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算得，小于 5.3 符合設(shè)計要求4b 圓柱螺旋壓縮彈簧指數(shù)的計算公式為 dDC 2 代入表 3.1 中數(shù)據(jù)計算。5 . 6C 如圖 3.1 所示，為彈簧的設(shè)計結(jié)果： 3.33.3扶正器的設(shè)計扶正器的設(shè)計 扶正器是扶正裝置中的主要力

37、學傳遞機構(gòu)，主要承受軸向載荷，即扶正力。 形象自由度由兩個對稱的導向平鍵來限制，保證扶正器部分不產(chǎn)生徑向轉(zhuǎn)動。扶 正部分由銷軸和扶正輪組成，采用焊接方式連接?；钊膊坑脕戆惭b彈簧。 由于扶正器的存在，扶正裝置本身將分成前后兩個殼體，為了保證不產(chǎn)生壓 差，導致扶正力增大，扶正器的安裝要保證與殼體之間有一定間隙，使前后腔之 中的一壓力相同為 21MPa。扶正器的結(jié)構(gòu)如圖 3.2 所示。 圖圖 3.13.1 彈簧結(jié)構(gòu)彈簧結(jié)構(gòu) 3.3.13.3.1扶正輪銷軸的受力分析扶正輪銷軸的受力分析 扶正輪銷軸，是傳遞扶正壓力的主要部件，它的作用是將管柱（工件）偏移 所施加給扶正輪上的力通過活塞傳遞給彈簧，再由彈

38、簧的反作用力對管柱（工件） 加以扶正，在整個力的傳遞過程中，扶正輪銷軸是一個比較弱的環(huán)節(jié)，所以要進 行強度校核，根據(jù)銷軸的工作情況可知，銷軸主要受切應(yīng)力。確定銷軸的受力圖 如下： 扶正 F 圖圖 3.23.2扶正器結(jié)構(gòu)圖扶正器結(jié)構(gòu)圖 扶正 F 2 1 扶正 F 2 1 圖圖 3.33.3 銷軸受力分析銷軸受力分析 3.3.23.3.2剪切強度計算剪切強度計算 已知，本設(shè)計選用材料為 45 號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，查表得知其=22 Kg/mm2。根據(jù)設(shè)計要求得知扶正力為 P=300 Kg。 理論計算軸截面積 2P F 已知=22 Kg/mm2 代入公式計算得 mm2。 818 . 6 22 1502

39、P F 由已知 mm2。818 . 6 4 2 d 代入公式計算得 mm。685. 8d 設(shè)計銷軸為 16 mm，完全能夠滿足剪切應(yīng)力要求。 3.43.4其他部分的設(shè)計其他部分的設(shè)計 其他部分包括殼體結(jié)構(gòu)、導向平鍵、彈簧殼體的結(jié)構(gòu) 3.4.13.4.1殼體的設(shè)計殼體的設(shè)計 由于扶正器是修井工作裝置中的一件，所以在安裝上應(yīng)該保證一定的通用性， 應(yīng)該能夠與其他設(shè)備、井口的安裝尺寸相吻合，所以采用 395 的大徑法蘭連接， 管腔仍然要保證 186。在連接上采用 M36 的螺栓連接。殼體結(jié)構(gòu)采用比照法設(shè) 計，參照接箍探測器的殼體結(jié)構(gòu)，這里不作詳細說明，殼體結(jié)構(gòu)如圖 3.4 所示： 殼體的主要結(jié)構(gòu)包括：

40、 1）螺栓孔 1：用于連接其他修井設(shè)備，如接箍探測器等。 2）螺栓孔 2：用于連接彈簧殼體，與其一起組成扶正裝置的外部機構(gòu)。 3）扶正器內(nèi)徑：也就是油井內(nèi)徑，其尺寸為 mm，抽油管，接箍等驚186 嚇設(shè)備可以正常通過。 4）殼體材料：殼體材料選用 35 號鋼。由工作條件 21MPa 和加工難易程度， 制造成本綜合考慮，在同樣滿足工作要求的情況下，35 鋼比 45 鋼更易于加工， 成本也更低，也就是說更適合于本次設(shè)計。 3.4.23.4.2導向平鍵的選擇導向平鍵的選擇 導向平鍵用于動聯(lián)接。用螺釘固定在軸槽中，導向平鍵與輪轂的鍵槽采用間 隙配合，輪轂可沿導向平鍵軸向移動。為了裝拆方便，鍵中間設(shè)有起

41、鍵螺孔。導 向平鍵適用于輪轂移動距離不大的場合。當輪轂軸向移動距離較大時，可用滑鍵 固定在輪轂上，滑鍵隨輪轂一起沿軸上的鍵槽移動，故軸上應(yīng)銑出較長的鍵槽。 在扶正器的設(shè)計上，導向平鍵要限制扶正器的旋轉(zhuǎn)自由度，進而輔助扶正器 扶正抽油管?？紤]實際工作情況，導向平鍵應(yīng)固定在活塞上，而在殼體內(nèi)壁上開 出較長的槽。 導向平鍵的具體結(jié)構(gòu)如圖 3.5 所示。 圖圖 3.43.4箱體結(jié)構(gòu)圖箱體結(jié)構(gòu)圖 螺栓孔 1 螺栓孔 2 扶正器內(nèi)徑 圖圖 3.53.5導向平鍵結(jié)構(gòu)圖導向平鍵結(jié)構(gòu)圖 彈簧殼體的設(shè)計在帶壓作業(yè)過程中，從實際考察工作經(jīng)驗得知，在不壓井修 井工作的油管起升過程中，并不能保證油管與接箍的水平位置不發(fā)

42、生變化，會導 致接箍探測器的準確性降低。從而在控制排壓方面產(chǎn)生失誤，引起事故。因此， 有必要在接箍探測器空間位置附近安裝抽油管扶正裝置，以保證接箍探測器工作 的安全性，準確性，可靠性。本設(shè)計的主要目的，就是要解決帶壓作業(yè)過程中， 增加抽油管扶正裝置，提高接箍探測的準確性，從而保證帶壓作業(yè)過程的安全， 進一步發(fā)揮帶壓作業(yè)過程在修井作業(yè)過程中的優(yōu)勢。 該裝置為了保證管柱的水平位置的穩(wěn)定性，有四個接觸點，使整個扶正體系 達到平衡。同時為了保證接箍可以順利通過扶正裝置，且盡量減少摩擦，接觸部 分采用滾輪構(gòu)。滾輪安裝在活塞上。 3.4.33.4.3彈簧殼體的設(shè)計彈簧殼體的設(shè)計 殼體內(nèi)要承受 21MPa

43、的液壓，同時還要保證活塞和彈簧在其中可以進行水平 方向上的自由運動。為了達到既要結(jié)構(gòu)簡單又要達到設(shè)計功能，殼體內(nèi)壁在設(shè)計 上分成三部分，第一部分是安裝尾部彈簧調(diào)整活塞，用來實現(xiàn)扶正壓力的調(diào)整和 檢修分解；由于是螺紋聯(lián)接，且有密封圈保證密封，所以強度上要求相對較低。 第二部分是包含彈簧的部分，其中還有油液，也就是主要承受液壓強的部分。設(shè) 計中采用了 15mm 的壁厚。內(nèi)壁最后一部分是開鍵槽的部分，這部分的內(nèi)徑除了 開槽部分外，厚度取 20mm。在保證承壓的同時，與扶正器活塞結(jié)構(gòu)相配合，對 于活塞的移動距離起限制作用。防止當修井工作的井下部分都提出井口之后，扶 正器之間產(chǎn)程接觸和損傷。 彈簧殼體的

44、結(jié)構(gòu)如圖 3.6 所示： 圖圖 3.63.6彈簧箱體結(jié)構(gòu)圖彈簧箱體結(jié)構(gòu)圖 1、彈簧殼體強度計算 彈簧殼體作為主要受力配件即承受油管內(nèi)的油汽壓力，又要承受彈簧的彈力， 所以要求殼體有足夠的強度，能長時間承受油汽壓力及短期動態(tài)試驗壓力而不致 產(chǎn)生永久變形，要有足夠的剛度，能夠承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力，而不 致于產(chǎn)生彎曲；內(nèi)表面與活塞密封件及導向環(huán)的摩擦力作用下，能長期工作，而 磨損極少，有高的幾何精度，以確保活塞密封；某些焊接式結(jié)構(gòu)的缸筒，焊接上 法蘭或管接頭后不致產(chǎn)生裂紋或有過大的變形。 缸體的材料 液壓缸缸體常用型材為 35、45 無縫鋼管，遇焊接結(jié)構(gòu)時應(yīng)采 用 35 鋼，粗加工后經(jīng)調(diào)質(zhì)

45、處理。缸體毛壞材料也可采用鍛鋼、鑄鋼或鑄鐵件， 鋼材可用 ZG35B，鑄鐵可用 HT200350 以及球墨鑄鐵，特殊場合還可用鋁合金 ZL105，及合金鋼 30CrMo 等。本設(shè)計選用的是 35 號厚壁無縫鋼管。 缸體的強度計算 1）殼體的厚度 根據(jù)公式 210 CC 式中：0缸筒強度要求的最小值（m） ；C1缸筒外徑公差余量（m） ；C2 腐蝕余量（m） 。 0的計算有以下幾種情況 當時，按簿壁鋼筒計算08 . 0 D 計算公式如下 2 max0 DP 當 /D=0.080.3 時，按實用公式計算，公式如下 max max 0 33 . 2P DP 當 /D0.3 時，按厚壁筒計算，公式如下

46、 1 max3 2 0 P D 式中 D缸筒內(nèi)徑（m） ； Pmax缸筒內(nèi)最高工作壓力，當工作壓力 P16MPa 時，Pmax=1.5 Pa； P16MPa 時，Pmax=1.25 Pa。 材料的許用應(yīng)力（MPa） ， n b b缸筒材料的抗拉強度（MPa） n安全系數(shù)，可參考下表選取 變載荷 材料靜載荷 不對稱對稱 沖擊載荷 鋼35812 鑄鐵461015 本設(shè)計當中預(yù)計彈簧殼體承壓部分厚度為 mm，缸內(nèi)徑為 1590D mm。 由經(jīng)驗公式 0.308 . 0 D 將設(shè)計數(shù)據(jù) 和 D 代入計算得出，滿足設(shè)計要求。16667 . 0 9015D 式中，缸筒內(nèi)徑 D=90mm；缸筒內(nèi)最高工作壓力

47、 Pmax=211.25=26.25 MPa。材 料的許用應(yīng)力為；b材料的抗拉強度查表得 MPa；n安 n b 530 b 全系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場工作情況為不對稱變載荷所以取5n 帶入公式計算得 MPa 1065530 m01427 . 0 5 . 165 3625 . 2 25.2631063 . 2 09 . 0 25.26 0 考慮到外壁公稱余量和腐蝕余量取彈簧箱承壓部分壁厚為 15 mm。 2、彈簧殼體缸筒厚度校核 1）為避免發(fā)生塑性變形，額定工作壓力應(yīng)滿足經(jīng)驗公式 PLn PP42 . 0 35 . 0 式中 PPL為缸筒發(fā)生塑性變形的壓力 D D P sPL 1 lg3 . 2 式中 s

48、 缸筒材料倔服強度，經(jīng)查表得出 35 號鋼的倔服強度 s=315MPa；D1 缸 筒外徑 130mm；D 缸筒內(nèi)徑 90mm。 將已知帶入公式中計算的 MPa；進而得出。滿足不發(fā) 5 . 90 PL P nPL PP3 . 4 生塑性變形的條件，故可以使用。 2）彈簧殼體徑向變形量 D 應(yīng)滿足 )( 22 1 22 1 r DD DD E P D T 式中 D 缸筒徑向變形量（m） ；PT缸筒耐壓試驗壓力（MPa） ；E 缸筒材料 彈性摸量（MPa） ；r 材料的泊桑比，鋼材 r=0.3；本設(shè)計中 Pr=1.25P=26.25MPa。 將已知代入公式中計算得出 mm4 . 0)3 . 0 09

49、 . 0 120 . 0 09 . 0 120 . 0 ( 130928 25.26 )( 22 22 22 1 22 1 r DD DD E PP D T 能夠滿足密封圈的要求。 3、彈簧箱缸體防爆裂壓力校核 彈簧箱缸體的爆裂壓力 PE應(yīng)大于耐壓試驗壓力，根據(jù)公式 D D P bE 1 lg3 . 2 將已知 MPa； m； m 帶入以上公式計算得知，通過530 b 12 . 0 1 D09 . 0 D 計算得 MPa。PE遠大于 PT（PT=26.25MPa） 。所以 3 . 152 09 . 0 12 . 0 lg5303 . 2 E P 缸體不會爆裂。 3.4.43.4.4密封形式的選

50、擇密封形式的選擇 1、結(jié)構(gòu)的確定 密封是帶壓作業(yè)設(shè)計的重要部分，活塞與殼體、殼體和殼體之間的密封的好 壞直接影響帶壓作業(yè)管柱扶正裝置的工作效率和其工作安全性。當密封性不好時， 會導致內(nèi)外腔油壓不均衡，泄漏后更會導致安全事故。長時間會的密封失效會導 致零件壽命降低甚至損壞。這樣就要對連接件進行定期互換，這樣不但需要大量 的連接件和密封件，而且需要大量的維修時間，這樣就影響了此系統(tǒng)的正常工作。 無論從換件費、維修費還是從影響系統(tǒng)的正常工作方面都造成了大量的經(jīng)濟損失。 密封結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的工作壓力選用與其合適的密封圈。由于此系統(tǒng)的工作壓 力為，所遇選擇型密封圈，由于型密封圈不但可以滿足其密封要求，MP

51、a21 而且經(jīng)濟實用。 根據(jù)以上分析得知液壓系統(tǒng)密封性的重要性，所以選擇了如圖 3.7 所示的結(jié) 構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、密封性好。由于機構(gòu)中的密封都是靜密封，所 以活塞與缸體之間要并不需要導向機構(gòu)，同時要求活塞要有很高的表面精度，以 提高密封機構(gòu)本身的工作性能。同樣由于是靜密封，所以活塞與殼體之間微小的 運動可以忽略不計，活塞和殼體的摩擦損耗不很嚴重。所以在設(shè)計中再用這種多 密封圈密封機構(gòu)。 缸體 活塞 密封圈 圖圖 3.73.7多密封圈密封結(jié)構(gòu)多密封圈密封結(jié)構(gòu) 2、型密封圈的尺寸和材料O 由于此密封圈要對的缸體內(nèi)徑進行密封，所以密封圈可根據(jù)表格查90 標準，查表選擇密封圈的尺寸mm，

52、所以所選擇的密封92 1 . 3452GB13 . 0 3 . 5 5 . 92 G GB，具體尺寸如圖 3.8 所示92.5 5.33452.1 92 O 型密封圈的材料選擇為橡膠，這樣的密封圈使用范圍廣，購買方便，所以這里 也選擇橡膠密封圈。 3.4.53.4.5螺紋后端蓋的強度計算螺紋后端蓋的強度計算 后端蓋在設(shè)計中起到穩(wěn)定住彈簧的作用，為彈簧提供可靠的力學保障。同時 后端蓋采用螺紋結(jié)構(gòu)保證可以微調(diào)彈簧的初期調(diào)定力，也就是最小工作壓力。在 結(jié)構(gòu)上，還要保留密封槽，因為活塞在可以為調(diào)整的同時還要起到密封的作用。 不能產(chǎn)生壓力泄露。具體機構(gòu)如圖 3.9 所示。 5.3 92.5 圖圖 3.8

53、3.8 的尺寸示意圖的尺寸示意圖 圖圖 3.93.9 尾部活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計尾部活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計 缸筒與缸蓋之間是用螺紋連接的 螺紋處的拉應(yīng)力為 6 22 1 10 )( 4 Dd KF 螺紋處的剪應(yīng)力為 6 33 1 01 10 )(2 . 0 Dd KFdK 合成應(yīng)力為： 3 22 n 式中 為螺紋連接處拉應(yīng)力； 為螺紋連接處剪應(yīng)力；F 為缸蓋端部所承受的 最大拉力由公式 扶 FP d Fmax 4 2 計算得出 F=19690 N；D 為鋼筒內(nèi)徑 D=0.09 m；d0為螺紋外徑 d0=0.105 m；d1 為螺紋底徑 d1=0.101 m；K 為擰緊系數(shù)，查表取 K=1.5；K1螺紋連接的摩擦系數(shù)， 查表取 K1=0.07； 為材料屈服極限（MPa） ；ns為安全系數(shù)，查表取 ns=1.5。將 已知條件代入公式中，計算出拉伸應(yīng)力為 MP