设计过程及计算一、提升装置提升力（伸长力）计算因活塞两侧受力面积相等，所以，F 提升＝F 伸长＝P ·A ＝P ·[0.25×π×（D 22 –D 12）]＝35MPa ×[0.25×3.14×(1662-95.52)]mm 2 ＝506522N ≈506.5KNF 提升＞500KN ，满足设计要求。

式中：● P ：提升装置额定工作压力，取35MPa ● F 提升 ：提升装置额定提升力，单位N ● F 伸长：提升装置额定伸长力，单位N● A ：受力面积,单位mm 2 ● D1：受力面外径，为166mm ● D2：受力面内径，为95.5mm二、传压管耐压强度校核1、传压管抗内压强度校核根据套管（D/δ>14）抗内压计算公式Dn P sδσ2=，得 )(4.4835875.02183352mm n PD s =⨯⨯⨯==σδ， δ小于实际设计壁厚8.5mm ，满足抗内压强度要求。

式中：● Pmax ：管内最高工作压力，单位MPa ，此处取Pmax ＝35MPa ● D ：管外径，单位mm● σs ：材料屈服极限，单位MPa ，材料为35CrMo ，取σs =835MPa ● P ：管子抗内压强度的压力，单位MPa ，● n ：安全系数，一般按壁厚的12.5%的负公差，取n ＝0.8752、传压管抗外压强度校核根据套管（D/δ>14）抗外压计算公式)046.0/503.2(-=δσD n P s ，得 =+=503.2/)]046.0([sn P D σδ7.44mmδ小于实际设计壁厚8.5mm ，满足抗外压强度要求。

式中：● Pmax ：管内最高工作压力，单位MPa ，此处取Pmax ＝35 MPa ● D ：管外径，单位mm● σs ：材料屈服极限，单位MPa ，材料为35CrMo ，取σs =835MPa ● P ：管子抗外压强度的压力，单位MPa ， ● n ：安全系数，取n ＝0.75三、下壳体耐压强度校核1、下壳体抗内压强度校核根据套管（D/δ>14）抗内压计算公式Dn P sδσ2=，得 )(91.4835875.02205352mm n PD s =⨯⨯⨯==σδ， δ小于实际设计壁厚10mm ，满足抗内压强度要求。

式中：● Pmax ：管内最高工作压力，单位MPa ，此处取Pmax ＝35MPa ● D ：管外径，单位mm● σs ：材料屈服极限，单位MPa ，材料为35CrMo ，取σs =835MPa ● P ：管子抗内压强度的压力，单位MPa ，● n ：安全系数，一般按壁厚的12.5%的负公差，取n ＝0.8752、下壳体抗外压强度校核根据套管（D/δ>14）抗外压计算公式)046.0/503.2(-=δσD n P s ，得=+=503.2/)]046.0([sn P D σδ8.34mmδ小于实际设计壁厚10mm ，满足抗外压强度要求。

式中：● Pmax ：管内最高工作压力，单位MPa ，此处取Pmax ＝35MPa ● D ：管外径，单位mm● σs ：材料屈服极限，单位MPa ，材料为35CrMo ，取σs =835MPa ● P ：管子抗外压强度的压力，单位MPa ， ● n ：安全系数，取n ＝0.75四、提升装置上顶安全性校核根据管柱及井口装置结构，当提升装置伸长使管柱上顶是，上顶力通过油管挂作用在采油树上，所以根据采油树法兰与井口装置连接处螺栓强度进行强度校核。

当采油树法兰与井口装置连接处承受最大上顶力时，每根螺栓承受的上顶力为：N NF F 422081250650012==伸长每根＝1、螺纹副抗挤压强度校核根据抗挤压强度计算要求][p p AFσσ≤=, 挤压应力)(18103541.0051.4614.342208MPa AF p =⨯⨯⨯⨯==每根σ许用挤压应力[σp ]＝MPa MPaSs1782355==σ因][p p σσ<，所以，满足抗挤压强度校核。

式中：● σp ：挤压应力，单位MPa ● [σp]：许用挤压应力，单位MPa● S ：安全系数,静载荷工况下，S=2～1.3，此处取S ＝2 ● A ：挤压面积，单位mm 2，A=πd 2hz ● h ：螺纹工作高度，单位mm, h=P P 541.01635=（普通螺纹） 2、螺纹副抗剪切强度校核因为当外螺纹与内螺纹材质相同时，公螺纹首先破坏，所以这里只对外螺纹进行强度校核。

由][6.0][στ=，S[]Sσσ=得，MPa 107][=τ公螺纹所受剪切应力为：)(1310375.0752.4414.3422081MPa bz d F =⨯⨯⨯⨯==πτ][ττ<，满足剪切强度要求。

式中：● [τ]：许用剪切应力，单位MPa ● [σ]：许用拉应力，单位MPa ● τ：剪切应力，单位MPa● b ：螺纹牙底宽度，单位mm ，b=0.75p （普通螺纹） ● S ：安全系数，静载荷工况下，S=2～1.3，此处取S ＝2综上所述，当采油树法兰与井口装置连接处承受最大上顶力时，螺栓连接强度满足强度要求。

五、零件1（上接头）与零件2（上壳体）连接处螺纹副强度校核螺纹副参数表材质名称35CrMo螺距p （mm ）31、螺纹副抗挤压强度校核根据抗挤压强度计算要求][p p AFσσ≤=, 挤压应力)(113133541.0051.13314.31000000MPa A F p =⨯⨯⨯⨯==σ 许用挤压应力[σp ]＝MPa MPaSs3802.2835==σ 因][p p σσ<，所以，满足抗挤压强度校核。

式中：● σp ：挤压应力，单位MPa ● [σp]：许用挤压应力，单位MPa ● S ：安全系数, 因85.0980835==MPa MPab s σσ（对于塑性材料，bs σσ=0.45～0.5，S=1.2～1.5；b s σσ=0.55～0.7，S=1.4～1.8；bs σσ=0.7～0.9，S=1.7～2.2），此处取S ＝2.2● A ：挤压面积，单位mm 2，A=πd 2hz ● h ：螺纹工作高度，单位mm, h=P P 541.01635=（普通螺纹） 2、螺纹副抗剪切强度校核因为当外螺纹与内螺纹材质相同时，外螺纹首先破坏，所以这里只对外螺纹进行强度校核。

由][6.0][στ=，S[]Sσσ=得，MPa 167][=τ公螺纹所受剪切应力为：)(8313375.0752.13114.310000001MPa bz d F =⨯⨯⨯⨯==πτ][ττ<，满足剪切强度要求。

式中：● [τ]：许用剪切应力，单位MPa ● [σ]：许用拉应力，单位MPa ● τ：剪切应力，单位MPa● b ：螺纹牙底宽度，单位mm ，b=0.75p （普通螺纹） ● S ：安全系数，一般取S ＝3～5，此处取S=3 3、螺纹副自锁性能校核 螺旋升角：︒===41.0tan tan22d np a d S a ππψ 当量摩擦角：︒===24.7)tan(cos tanv v f a fa βψv ψψ<，满足自锁性能要求。

式中：● ψ：螺旋升角，在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角，单位度 ●vψ：当量摩擦角，单位度● β：牙型斜角，螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角，对称牙型2αβ=● vf ：螺旋副的当量摩擦系数，无量纲，βcos ff v =六、零件6（连接接头）与零件8（上连接体）连接处螺纹副强度校核螺纹副参数表1、螺纹副抗挤压强度校核根据抗挤压强度计算要求][p p AFσσ≤=, 挤压应力)(78153541.0051.16814.31000000MPa A F p =⨯⨯⨯⨯==σ 许用挤压应力[σp ]＝MPa MPaSs3802.2835==σ 因][p p σσ<，所以，满足抗挤压强度校核。

式中：● σp ：挤压应力，单位MPa ● [σp]：许用挤压应力，单位MPa ● S ：安全系数, 因85.0980835==MPa MPab s σσ（对于塑性材料，bs σσ=0.45～0.5，S=1.2～1.5；b s σσ=0.55～0.7，S=1.4～1.8；bs σσ=0.7～0.9，S=1.7～2.2），此处取S ＝2.2● A ：挤压面积，单位mm 2，A=πd 2hz ● h ：螺纹工作高度，单位mm, h=P P 541.01635=（普通螺纹） 2、螺纹副抗剪切强度校核因为当外螺纹与内螺纹材质相同时，外螺纹首先破坏，故这里只对外螺纹进行强度校核。

由][6.0][στ=，S[]Sσσ=得，MPa 167][=τ公螺纹所受剪切应力为：)(5715375.0752.16614.310000001MPa bz d F =⨯⨯⨯⨯==πτ][ττ<，满足剪切强度要求。

式中：● [τ]：许用剪切应力，单位MPa ● [σ]：许用拉应力，单位MPa ● τ：剪切应力，单位MPa● b ：螺纹牙底宽度，单位mm ，b=0.75p （普通螺纹） ● S ：安全系数，一般取S ＝3～5，此处取S=3 3、螺纹副自锁性能校核 螺旋升角：︒===33.0tan tan22d np a d S a ππψ 当量摩擦角：︒===24.7)tan(cos tanv v f a fa βψ v ψψ<，满足自锁性能要求。

式中：● ψ：螺旋升角，在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角，单位度 ●vψ：当量摩擦角，单位度● β：牙型斜角，螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角，对称牙型2αβ=● vf ：螺旋副的当量摩擦系数，无量纲，βcos f f v =七、零件8（上连接体）与零件12（下壳体）连接处螺纹副强度校核1、螺纹副抗挤压强度校核根据抗挤压强度计算要求][p p AFσσ≤=, 挤压应力)(80133541.0051.18814.31000000MPa A F p =⨯⨯⨯⨯==σ 许用挤压应力[σp ]＝MPa MPaSs3802.2835==σ 因][p p σσ<，所以，满足抗挤压强度校核。

式中：● σp ：挤压应力，单位MPa ● [σp]：许用挤压应力，单位MPa ● S ：安全系数, 因85.0980835==MPa MPab s σσ（对于塑性材料，bs σσ=0.45～0.5，S=1.2～1.5；b s σσ=0.55～0.7，S=1.4～1.8；bs σσ=0.7～0.9，S=1.7～2.2），此处取S ＝2.2● A ：挤压面积，单位mm 2，A=πd 2hz ● h ：螺纹工作高度，单位mm, h=P P 541.01635=（普通螺纹） 2、螺纹副抗剪切强度校核因为当外螺纹与内螺纹材质相同时，外螺纹首先破坏，故这里只对外螺纹进行强度校核。