本公開總體上涉及在油井中使用的抽油桿柱的領(lǐng)域，以及更具體地涉及適于抽油桿的端部設(shè)計。
背景技術(shù)：
：在油井中的生產(chǎn)油管內(nèi)使用抽油桿在本領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的。圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的抽油系統(tǒng)的示意圖。如現(xiàn)有技術(shù)圖1中所示，抽油單元1附接到光桿2。光桿2縱向地附接到設(shè)置于油管柱3內(nèi)部的抽油桿柱5，而油管柱3設(shè)置于套管柱4中。抽油桿柱5根據(jù)美國石油協(xié)會(“api，americanpetroleuminstitute”)11b規(guī)格由在多個連接部10(僅示出一個)中聯(lián)接在一起的多根單獨(dú)的抽油桿構(gòu)成(下文稱為“api11b抽油桿柱”)。在api11b抽油桿柱5的底端處是往復(fù)泵(未示出)。當(dāng)抽油單元向下移動抽油桿柱5時，往復(fù)泵筒填充有待生產(chǎn)的生產(chǎn)流體7。相反，當(dāng)抽油單元向上移動api11b抽油桿柱5時，往復(fù)泵中的閥關(guān)閉，并且泵筒中的生產(chǎn)流體7被提升，從而將生產(chǎn)流體置于其上方，并且迫使一個泵筒的生產(chǎn)流體7在api11b桿柱5周圍的環(huán)形空間中沿著油管柱3以及連接部10向上移動以到達(dá)地球表面，并且最終通過閥和管道連接部(未示出)流出油管柱并到達(dá)存儲部并進(jìn)行處理。api11b抽油桿柱5必須從抽油單元1一直延伸到往復(fù)泵，該往復(fù)泵可以在表面下方幾千英尺處。如上所述，api11b抽油桿柱5由在多個連接部10中聯(lián)接在一起的多個單獨(dú)的api11b抽油桿組成。圖1a示出圖1的連接部10的放大側(cè)視橫截面視圖。連接部10包括在通過標(biāo)準(zhǔn)的雙母扣聯(lián)接件27聯(lián)接在一起的兩個相鄰的api11b抽油桿中的每一個上的螺紋公扣端29。聯(lián)接件27旋擰到相鄰桿的公扣上(“上扣(madeup)”)，直到聯(lián)接件的端部接觸抽油桿的公扣臺肩28的面26。圖2是示出在兩端上具有api規(guī)格11b端部連接的現(xiàn)有技術(shù)的api11b抽油桿20的橫截面?zhèn)纫晥D。抽油桿20包括具有直徑drapi的桿主體部分22和從桿主體22過渡到扳手平面部分27的加厚凸緣(upsetbead)部分23。扳手平面部分27通常包括四個扳手平面24。扳手平面部分27終止于具有公扣臺肩面26的公扣臺肩28，當(dāng)螺紋公扣端部29上扣在聯(lián)接件27中以形成連接部10時，所述公扣臺肩面26接觸聯(lián)接件27的端部(參見圖1a)。桿20的外周面包括從桿主體22過渡到凸緣23的過渡部段。過渡部段包括從桿主體直徑drapi延伸到加厚凸緣23的曲率半徑raapi。曲率半徑raapi終止于加厚凸緣23表面的拐點(diǎn)，其中加厚凸緣的表面然后過渡到扳手平面部分27。扳手平面24具有寬度wsapi(橫向于桿20的軸線aa)和長度lwsapi(沿著桿20的軸線aa)。連接部10還包括公扣長度lpapi和應(yīng)力釋放長度lsapi。下表i包括以毫米(“mm”)表示的物理參數(shù)值和如圖2中所示的api11b桿連接部10的無量綱比率。表i:如圖2中所示的現(xiàn)有技術(shù)api11b桿的抽油桿端部數(shù)據(jù)已經(jīng)觀察到，現(xiàn)有api11b抽油桿20在使用期間至少具有以下問題，例如：由于疲勞失效(加厚凸緣是常常包括大量表面缺陷的區(qū)域)(由于用于產(chǎn)生該幾何形狀的鍛造工藝)在加厚凸緣23和扳手平面24的區(qū)域中的斷裂，并且扳手方頸在連接部20上扣和卸扣時受到來自扭矩扳手的損壞)；由于鍛造期間的扭結(jié)，許多桿必須在加厚凸緣23的區(qū)域中重新加工；以及由于在油管3的內(nèi)壁和抽油桿連接部10、20之間的環(huán)形空間中的生產(chǎn)流體7的移動導(dǎo)致的侵蝕和腐蝕，導(dǎo)致桿柱5的高度磨損。期望一種新的抽油桿端部連接設(shè)計，以克服api抽油桿端部連接部所存在的這些問題和其它問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：現(xiàn)有技術(shù)的抽油桿端部多年來是根據(jù)api標(biāo)準(zhǔn)11b制造的。雖然api設(shè)計適用于抽油桿，但是也發(fā)生了一些疲勞失效，特別是當(dāng)它們經(jīng)受高的軸向負(fù)荷時。本公開描述一種用于抽油桿端部的新設(shè)計，其包括改進(jìn)的桿端部幾何形狀，其提供減小的應(yīng)力和更好的抗疲勞性，特別是在新的抽油桿的扳手方頸和鍛造區(qū)域中。這種新設(shè)計降低使用抽油桿的井的操作成本。此外，新的桿設(shè)計為制造過程中的感應(yīng)加熱提供更均勻的幾何形狀。本公開描述并示出一種改進(jìn)的抽油桿，其具有第一端部，該第一端部包括：抽油桿主體122，其具有大致圓柱形外表面、縱向軸線和桿直徑dr；以及具有縱向軸線的過渡部段125。過渡部段具有鄰近于抽油桿主體的近端布置的遠(yuǎn)端，其中過渡部段的縱向軸線和桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)。過渡部段還包括圍繞過渡部段的縱向軸線周向設(shè)置的外表面，其中外表面包括縱向輪廓，該縱向輪廓具有從桿主體的圓柱形外表面開始的連續(xù)曲線，并且具有凹形彎曲部分和凸形彎曲部分，凹形彎曲部分具有半徑ra以及凸形彎曲部分具有半徑rb，其中rb小于ra，并且橫向于縱向軸線測量的過渡部段125的直徑隨著與桿的外表面相距距離的增加而連續(xù)地增加。抽油桿端部還包括扳手方頸部段127，其具有鄰近于過渡部段的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，其中扳手方頸部段具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線，以及扳手方頸部段包括彼此正交的至少四個扳手平面124。每個扳手方頸部段127具有橫向于桿主體的軸線aa測量的橫截面寬度ws，并且該寬度是在兩個平行的扳手平面之間跨過桿主體的橫向距離(參見圖5和圖7)。在一些實(shí)施方式中，相鄰的扳手平面124可在倒角角部c處相接。抽油桿端部還包括公扣臺肩部段128，其具有鄰近于扳手方頸部段的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端。公扣臺肩部段128具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線，以及設(shè)置在公扣臺肩部段近端上的公扣臺肩面126。公扣臺肩面適于接觸聯(lián)接件的端部，并且公扣臺肩面具有外徑df。抽油桿端部還包括具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線的螺紋公扣連接部段129，所述螺紋公扣連接部段具有鄰近于公扣臺肩部段128的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，所述螺紋公扣連接部段包括設(shè)置在所述螺紋公扣連接部段的周向外表面的一部分上的螺紋，其中所述螺紋配置成與所述聯(lián)接件內(nèi)部的螺紋配合。在一些實(shí)施方式中，抽油桿還可包括具有第二過渡部段125的第二抽油桿端部，第二過渡部段125具有縱向軸線。第二過渡部段可包括鄰近于抽油桿主體的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，其中過渡部段的縱向軸線和桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)，其中過渡部段具有圍繞所述過渡部段的縱向軸線周向設(shè)置的外表面，并且所述外表面具有縱向輪廓，所述縱向輪廓包括從所述桿主體的圓柱形外表面開始的連續(xù)曲線，并且具有凹形彎曲部分和凸形彎曲部分，凹形彎曲部分具有半徑ra以及凸形彎曲部分具有半徑rb，其中rb小于ra，并且橫向于縱向軸線測量的過渡部段125的直徑隨著與桿的外表面相距距離的增加而連續(xù)地增加。在一些實(shí)施方式中，第二抽油桿端部還可包括第二扳手方頸部段127，該第二扳手方頸部段具有鄰近于過渡部段的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，其中扳手方頸部段具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線并且扳手方頸部段包括彼此正交的至少四個扳手平面124。每個扳手方頸部段127具有橫向于桿主體的軸線aa測量的橫截面寬度ws，并且該寬度是在兩個平行的扳手平面之間跨過桿主體的橫向距離(參見圖5和圖7)。在一些實(shí)施方式中，相鄰的扳手平面124可在倒角角部c處相接。在一些實(shí)施方式中，相鄰的扳手平面124可在倒角角部c處相接。在一些實(shí)施方式中，第二抽油桿端部還可包括第二公扣臺肩部段128，該第二公扣臺肩部段具有鄰近于扳手方頸部段的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端。公扣臺肩部段128具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線，以及設(shè)置在公扣臺肩部段的近端上的公扣臺肩面126。公扣臺肩面適于接觸聯(lián)接件的端部，所述公扣臺肩面具有外徑df。在一些實(shí)施方式中，第二抽油桿端部可具有第二螺紋公扣連接部段129，該第二螺紋公扣連接部段具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線。螺紋公扣連接部段具有鄰近于公扣臺肩部段128的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，并且螺紋公扣連接部段包括設(shè)置在螺紋公扣連接部段的周向外表面的一部分上的螺紋。該螺紋配置成與第二聯(lián)接件內(nèi)的螺紋配合。在一些實(shí)施方式中，第一桿端部和第二桿端部中的任一個或兩者的公扣臺肩部段128包括在扳手方頸部段127和臺肩面之間過渡的周向外表面。公扣臺肩部段128具有橫向于縱向軸線測量的直徑，并且該直徑隨著沿公扣臺肩部段的縱向軸線與扳手方頸部段相距距離的增加而連續(xù)增加。在一些實(shí)施方式中，第一桿端部和第二桿端部中的任一個或兩者包括設(shè)置在公扣臺肩面126和螺紋公扣連接部段129的螺紋之間的應(yīng)力釋放槽123。在一些實(shí)施方式中，第一桿端部和第二桿端部中的任一個或兩者具有至少為1.5的ws/dr比率關(guān)系。在一些實(shí)施方式中，第一桿端部和第二桿端部中的任一個或兩者包括至少為3.3的ra/dr比率關(guān)系。在一些實(shí)施方式中，第一桿端部和第二桿端部中的任一個或兩者的聯(lián)接件的最大橫向直徑大于桿主體122、過渡部段125、螺紋公扣連接部段129和公扣臺肩部段128的最大橫向外徑。在一些實(shí)施方式中，第一桿端部和第二桿端部中的任一個或兩者包括倒角角部，該倒角角部具有大體上平坦的表面，該表面限制在小于直徑df的直徑dc中。本公開描述并示出聯(lián)接抽油桿的改進(jìn)方法，其包括以下步驟：提供第一抽油桿，其包括：抽油桿主體122，其具有大致圓柱形外表面、縱向軸線和桿直徑dr；具有縱向軸線的過渡部段125，所述過渡部段具有鄰近于抽油桿主體的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，其中過渡部段的縱向軸線和桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)，所述過渡部段包括圍繞過渡部段的縱向軸線周向設(shè)置的外表面，所述外表面具有縱向輪廓，所述縱向輪廓包括從桿主體的圓柱形外表面開始的連續(xù)曲線，并且具有凹形彎曲部分和凸形彎曲部分，凹形彎曲部分具有半徑ra以及凸形彎曲部分具有半徑rb，其中rb小于ra，并且橫向于縱向軸線測量的過渡部段125的直徑隨著與桿的外表面相距距離的增加而連續(xù)地增加；扳手方頸部段127，其具有鄰近于過渡部段的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，其中所述扳手方頸部段具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線，所述扳手方頸部段包括至少四個扳手平面124，每個所述扳手平面124具有橫向于桿主體的軸線aa測量的寬度ws；公扣臺肩部段128，其具有鄰近于扳手方頸部段的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，所述公扣臺肩部段128具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線，并且具有設(shè)置在公扣臺肩部段的近端上的公扣臺肩面126，所述公扣臺肩面具有外徑df，其中所述公扣臺肩部段128包括在扳手方頸部段127和臺肩面之間過渡的周向外表面，并且其中所述公扣臺肩部段128具有橫向于縱向軸線測量的直徑，該直徑隨著沿公扣臺肩部段的縱向軸線與扳手方頸部段相距距離的增加而連續(xù)增加，其中ra/dr比率關(guān)系至少為3.3；螺紋公扣連接部段129，其具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線，所述螺紋公扣連接部段具有鄰近于公扣臺肩部段128的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，所述螺紋公扣連接部段包括設(shè)置在所述螺紋公扣連接部段的周向外表面的一部分上的公螺紋；以及提供第二抽油桿，所述第二抽油桿包括：抽油桿主體122，其具有大致圓柱形外表面、縱向軸線和桿直徑dr；具有縱向軸線的過渡部段125，所述過渡部段具有鄰近于抽油桿主體的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，其中過渡部段的縱向軸線和桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)，所述過渡部段包括圍繞過渡部段的縱向軸線周向設(shè)置的外表面，所述外表面具有縱向輪廓，所述縱向輪廓包括從桿主體的圓柱形外表面開始的連續(xù)曲線，并且具有凹形彎曲部分和凸形彎曲部分，凹形彎曲部分具有半徑ra以及凸形彎曲部分具有半徑rb，其中rb小于ra，并且橫向于縱向軸線測量的過渡部段125的直徑隨著與桿的外表面相距距離的增加而連續(xù)地增加；扳手方頸部段127，其具有鄰近于過渡部段的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，其中所述扳手方頸部段具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線，所述扳手方頸部段包括至少四個扳手平面124，每個所述扳手平面124具有橫向于桿主體的軸線aa測量的寬度ws；公扣臺肩部段128，其具有鄰近于扳手方頸部段的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，所述公扣臺肩部段128具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線，并且具有設(shè)置在公扣臺肩部段的近端上的公扣臺肩面126，所述公扣臺肩面具有外徑df，其中所述公扣臺肩部段128包括在扳手方頸部段127和臺肩面之間過渡的周向外表面，并且其中所述公扣臺肩部段128具有橫向于縱向軸線測量的直徑，該直徑隨著沿所述公扣臺肩部段的縱向軸線與所述扳手方頸部段相距距離的增加而連續(xù)增加，其中ra/dr比率關(guān)系至少為3.3；螺紋公扣連接部段129，其具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線，所述螺紋公扣連接部段具有鄰近于公扣臺肩部段128的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，所述螺紋公扣連接部段包括設(shè)置在螺紋公扣連接部段的周向外表面的近端部分上的螺紋；并且其中公扣臺肩部段128包括在扳手方頸部段127和臺肩面之間過渡的周向外表面；以及提供聯(lián)接件，所述聯(lián)接件具有近端部分和遠(yuǎn)端部分，近端部分中帶有母螺紋并具有近端面，遠(yuǎn)端部分中帶有母螺紋并具有遠(yuǎn)端面；將所述第一抽油桿的螺紋公扣連接部的近端插入到聯(lián)接件的近端部分中；以及旋轉(zhuǎn)第一抽油桿或聯(lián)接件，直到所述第一抽油桿的公扣臺肩面接觸所述聯(lián)接件的近端面；以及將所述第二抽油桿的螺紋公扣連接部的近端插入到聯(lián)接件的遠(yuǎn)端部分中；以及旋轉(zhuǎn)第二抽油桿或聯(lián)接件，直到第二抽油桿的公扣臺肩面接觸聯(lián)接件的近端面。在一些實(shí)施方式中，聯(lián)接抽油桿的方法包括第一抽油桿，其中第一抽油桿的相鄰扳手平面124彼此正交，并且在包括平坦表面的倒角角部處相接。每個扳手平面124具有橫向于桿主體的軸線aa測量的寬度ws，并且該寬度是在兩個平行的扳手平面之間跨過桿主體的橫向距離(參見圖5和圖7)。在一些實(shí)施方式中，相鄰扳手平面124可在倒角角部c處相接。該方法包括第二抽油桿，其中第二抽油桿的相鄰扳手平面124彼此正交，并且在包括平坦表面的倒角角部處相接。每個扳手平面124具有橫向于桿主體的軸線aa測量的寬度ws，并且該寬度是在兩個平行的扳手平面之間跨過桿主體的橫向距離(參見圖5和圖6)。在一些實(shí)施方式中，相鄰的扳手平面124可在倒角角部c處相接。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)抽油系統(tǒng)的示意圖，示出現(xiàn)有技術(shù)api11b規(guī)格的設(shè)置在井眼中的油管柱內(nèi)的抽油桿柱；圖1a是圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)api11b抽油桿的現(xiàn)有技術(shù)抽油桿端部的放大橫截面?zhèn)纫晥D；圖2是圖1所示api11b抽油桿的橫截面?zhèn)纫晥D；圖3是本發(fā)明的新型抽油桿端部的透視圖；圖4是圖3所示抽油桿端部的橫截面俯視圖；圖5是圖4所示抽油桿端部的橫截面端視圖；圖6是圖3所示的抽油桿端部從圖4所示的俯視圖旋轉(zhuǎn)45度后的橫截面?zhèn)纫晥D；以及圖7是圖6所示的抽油桿端部的橫截面端視圖。各幅附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。具體實(shí)施方式圖3是本公開的抽油桿端部的透視圖，以及圖4是圖3所示抽油桿端部的橫截面俯視圖。抽油桿100包括具有直徑dr的桿主體部分122和過渡部段125，該過渡部段從桿主體122過渡到具有多個扳手平面124的扳手方頸部段127。過渡部段125包括周向外表面，其具有第一凹形彎曲部分(從外部觀察)和第二凸形彎曲部分，第一凹形彎曲部分具有半徑ra以及第二凸形彎曲部分具有半徑rb。半徑ra和半徑rb在曲面a和曲面b彼此相切的拐點(diǎn)(ip，inflectionpoint)處相接。rb小于ra，并且橫向于縱向軸線測量的過渡部段125的直徑隨著沿過渡部段的縱向軸線與桿主體相距距離的增加而連續(xù)地增加。過渡部段125終止于扳手方頸部段127。扳手方頸部段127包括鄰近于過渡部段的近端設(shè)置的遠(yuǎn)端，其中扳手方頸部段具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線，并且扳手方頸部段包括彼此正交的至少四個扳手平面124。扳手方頸部段127終止于具有公扣臺肩面126的公扣臺肩部段128，當(dāng)螺紋公扣端部129與聯(lián)接件上扣以形成連接部時，所述公扣臺肩面126接觸標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件的端部(對于標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件的示例而言，參見圖1a中的聯(lián)接件27)。每個扳手方頸部段127具有橫向于桿主體的軸線aa測量的橫截面寬度ws，并且該寬度是在兩個平行的扳手平面之間跨過桿主體的橫向距離(參見圖5和圖7)。在一些實(shí)施方式中，相鄰的扳手平面124可在倒角角部c處相接。長度lws是扳手平面的長度(沿著桿主體122的軸線aa測量)。公扣臺肩部段128包括周向外表面，該周向外表面包括具有半徑rdf的凸形表面(從外部觀察)。公扣臺肩部段還包括具有直徑df(參見圖5和圖6)的公扣臺肩面126。具有與桿主體的縱向軸線對準(zhǔn)的縱向軸線的螺紋公扣連接部段129連接到公扣臺肩部段。螺紋公扣連接部包括適于與聯(lián)接件內(nèi)部的母螺紋配合的公螺紋。應(yīng)力釋放槽123設(shè)置在臺肩面126與螺紋公扣連接部段129的螺紋之間。下表ii包括如圖3至圖7中所示的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的以毫米(“mm”)表示的物理參數(shù)值和無量綱比率。表ii:圖3至圖7所示示例性實(shí)施例的抽油桿端部數(shù)據(jù)本公開的設(shè)計減小扳手平面部分和鍛造區(qū)域中的應(yīng)力，并減少疲勞失效。相對于圖1和圖2所示api11b抽油桿，圖3至圖7中所示并且如本文所述的本公開的新設(shè)計至少包括以下改進(jìn)/優(yōu)點(diǎn)。在新設(shè)計中消除了位于扳手平面24和抽油桿主體22之間的api11b連接部中的加厚凸緣23，并且代替加厚凸緣23，新設(shè)計的桿主體122通過包括連續(xù)周向外表面的平滑連續(xù)過渡部段125平滑地連接扳手方頸部段127，該連續(xù)周向外表面包括具有半徑ra的第一凹形(從外部觀察)彎曲部分和具有半徑rb的第二凸形彎曲部分，所述第一凹形彎曲部分和第二凸形彎曲部分在拐點(diǎn)ip處相接。rb小于ra，并且橫向于縱向軸線測量的過渡部段125的直徑隨著沿過渡部段的縱向軸線與桿主體相距距離的增加而連續(xù)地增加。由于在新設(shè)計中不存在加厚凸緣23，可在特定桿直徑的新端部設(shè)計中擴(kuò)大扳手方頸ws的尺寸和半徑ra的尺寸，但保持這些值在api11b的標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，以便使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備來處理?xiàng)U和扭轉(zhuǎn)桿連接部(例如吊卡和桿扳手和鉗)。例如，使用新的桿端部幾何形狀，人們可以使用直徑為7/8英寸的新設(shè)計桿中的直徑為1英寸的api桿的“wsapi”值。這導(dǎo)致與用于相同桿直徑的由api11b標(biāo)準(zhǔn)化的扳手平面24相比，新端部抽油桿的扳手方頸部段127的寬度ws的尺寸最大化，但是扳手方頸的尺寸仍然保持位于api標(biāo)準(zhǔn)化值范圍內(nèi)。在本公開的設(shè)計中，扳手方頸寬度ws與桿直徑rd的比率關(guān)系(ws/dr)超過api11b桿端部的扳手方頸wsapi的寬度與api桿的桿直徑drapi的比率關(guān)系wsapi/drapi(參見表i和表ii中的值和比率，其中新設(shè)計具有至少1.5的ws/dr比率關(guān)系，而api設(shè)計具有在1.14至1.3之間的wsapi/drapi比率關(guān)系)。相對于特定的桿尺寸，增大抽油桿端部的扳手方頸部段的尺寸(例如，增加ws/dr值)是有利的，因?yàn)榘馐址筋i是桿的在操縱(對連接部進(jìn)行上扣和卸扣)期間容易損壞的一部分。對扳手方頸部段127的損壞可導(dǎo)致應(yīng)力集中和裂紋，這些應(yīng)力集中和裂紋在使用期間可能產(chǎn)生疲勞失效。去除現(xiàn)有技術(shù)api11b設(shè)計中使用的加厚凸緣具有附加的益處，即減少移動桿柱5對油管3的內(nèi)表面造成的磨損。這是通過使用新設(shè)計通過展開(分布)抽油桿和油管之間的接觸(磨損)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。在api11b桿端部的設(shè)計中，加厚凸緣是桿的具有最大直徑并且通常在非常小的區(qū)域中與油管接觸的一部分，產(chǎn)生高的接觸壓力并且在接觸元件(即，油管)的較軟部分中造成損壞，導(dǎo)致油管通過磨損孔而過早失效。此外，去除加厚凸緣消除了在標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有技術(shù)api桿中出現(xiàn)鍛造缺陷的區(qū)域，在標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有技術(shù)api桿中在鍛造api11b桿的端部之后由于裂紋、鍛造鰭和鍛造鱗而需要對加厚凸緣(23)進(jìn)行重新加工。api11b桿的加厚凸緣23在鍛造期間經(jīng)受高的撓曲，這可導(dǎo)致在鍛造之后產(chǎn)生高的殘余應(yīng)力，這可能會產(chǎn)生可導(dǎo)致疲勞失效的應(yīng)力集中的裂紋，因此期望消除該凸緣從而避免抽油桿表面中的這些類型的缺陷。相對于適于特定桿直徑的標(biāo)準(zhǔn)化api11b桿的過渡部段擴(kuò)大本公開的桿的連續(xù)彎曲平滑過渡部段125的半徑增加了耐腐蝕疲勞性。使用過渡部段125的彎曲部分的半徑ra和新的抽油桿端部的桿直徑dr的比率ra/dr與適于api桿的比率rapi/drapi來圖示該增加的半徑(參見表i和表ii中的值和比率，其中新設(shè)計具有比率關(guān)系ra/dr>3，而api11b設(shè)計具有大約等于3的rapi/drapi比率關(guān)系)。這種增加的(ra/dr)比率為跨過抽油桿端部的流體流提供了更平滑的過渡，減少了湍流區(qū)域(高摩擦區(qū)域)。在api桿中，較小的(rapi/drapi)比率與流體腐蝕性和湍流相結(jié)合助長了點(diǎn)蝕開始并導(dǎo)致開裂，這可能導(dǎo)致api桿的鍛造端部過渡部段中的腐蝕疲勞失效。將api桿設(shè)計(參見圖2)中扳手方頸部分27和臺肩26之間的直徑的突然變化替換為在新設(shè)計(參見圖6)中具有半徑rdf的公扣臺肩部段128的連續(xù)彎曲外表面為流體流提供更平滑的過渡并且減小跨過抽油桿端部的湍流和壓降。由于在新的抽油桿端部設(shè)計中沒有(如在api11b抽油桿端部中存在的那樣的)加厚凸緣，對于具有與api11b桿相同的桿直徑和油管直徑而言，新的抽油桿端部幾何形狀具有在沿著抽油桿端部的外表面流動的生產(chǎn)流體7中的較低的壓力損失值(參見所附的表iii和表iv)。這種改進(jìn)的生產(chǎn)流體7流增加了安裝有新設(shè)計桿的井的生產(chǎn)率，并且減少井中的桿的侵蝕性腐蝕，并且因此延長具有新的抽油桿端部設(shè)計的桿的壽命。此外，由于在新設(shè)計中沒有加厚凸緣，連接部和油管之間的接觸表面將是取決于井偏差的聯(lián)接件27和扳手方頸的角部的最大橫向外徑(例如，垂直于縱向軸線測量的直徑)。因此與其中加厚凸緣產(chǎn)生高的磨損壓力(因?yàn)榻佑|面積減小)從而增加了油管和抽油桿的磨損率的api11b設(shè)計相比，這種新的抽油桿端部幾何形狀將磨損集中在聯(lián)接件上并以較低程度(與api11b設(shè)計相比)集中在抽油桿扳手方頸的角部上。因此，聯(lián)接件是由于與聯(lián)接件和油管壁的接觸相關(guān)的摩擦而最可能磨損的元件。這導(dǎo)致對其它抽油桿端部元件的較小磨損。這最終導(dǎo)致具有新設(shè)計的抽油桿端部的抽油桿的井的較低的維護(hù)成本，因?yàn)檫B接件是最便宜的物件并且是桿柱中最容易更換的物件。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下表iii和表iv中，井流體a和b表示使用抽油桿的井的兩種不同類型的典型流體類型。表iii：井流體a和b的特性流體a流體b級別api2345密度(gr/cm3)0.970.799石蠟含量3％24％傾點(diǎn)16℃(-3℃)已進(jìn)行了流體流動模擬以便評估流動特性(反向流動、流動湍流、壓降、由于流體流動而施加到抽油桿上的力、由于流體流動而施加到油管上的力、接頭上的摩擦和壓力)來比較特納瑞斯(tenaris)設(shè)計與api設(shè)計。表iv：以絕對值表示的流模擬結(jié)果在該表iv中，tenaris-a是在表iii的流體a中使用的本發(fā)明的桿端部的模擬結(jié)果，以及api-a是在表iii的流體a中的api桿模擬結(jié)果。tenaris-b和api-b是對于表iii的流體b的模擬結(jié)果。在下面的表v中，結(jié)果是無量綱的，這意味著它們被分成在1米的桿主體(沒有連接)的模擬中獲得的相同值。表v以無量綱值表示的對于一米的桿主體(無連接)而言的流動模擬結(jié)果在該表v中，tenaris-a是用于表iii的流體a中的適于本公開的桿的模擬結(jié)果，api-a是表iii的流體a中的api桿模擬結(jié)果。tenaris-b和api-b是表iii的流體b的模擬結(jié)果。本文已經(jīng)公開和描述了優(yōu)選實(shí)施例。其它實(shí)施方式在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12