抽油机大体结构设计
抽油机机械系统设计分析及结构设计
成人高等教育毕业设计(论文)题目抽油机机械系统设计分析及结构设计学生联系电话指导教师教学站点专业完成日期成人高等教育毕业设计(论文)任务书论文题目抽油机机械系统设计分析及结构设计学生姓名袁北林教学站西安联合学院专业班级机电专1028121(联合)内容与要求1、坚持理论联系实际2、立论要科学,观点要创新3、论据要翔实,论证要充分4、字数不低于8000字设计(论文)起止时间2011年5月1日至2011年6月20日指导教师签名学生签名成人高等教育专科毕业设计(论文)审查意见表学生姓名黄天佑教学站点西安联合学院专业、班级机电专1028121(联合)论文题目抽油机机械系统设计分析及结构设计序号评审项目指标分值评分1 工作态度对待工作严肃认真,学习态度端正。
2 2能够正确处理工学矛盾,按照要求按时完成各阶段工作任务。
2 1.52 工作能力与水平能够综合和正确利用各种途径收集信息,获取新知识。
1 1能够应用基础理论与专业知识,独立分析和解决实际问题。
1 0.5毕业设计(论文)所得结论具有应用或参考价值。
1 1基本具备独立从事本专业工作的能力。
1 13 论文质量论文条理清晰,结构严谨;文笔流畅,语言通顺。
2 1.5 方法科学、论证充分;专业名词术语使用准确。
2 1.5 设计类计算正确,工艺可行,设计图纸质量高,标准使用规范。
4 工作量论文正文字数达到8000及以上。
不足8000字的,每少500字扣2分。
8 85 论文格式论文正文字体字号使用正确,图表标注规范。
3 2 论文排版、打印、装订符合《西安石油大学继续教育学院毕业设计(论文)撰写规范》的要求。
6 56 创新工作中有创新意识;对前人工作有改进、突破,或有独特见解。
1 1 是否同意参加评阅(填写同意或者不同意): 同意总分30 26说明有下列情况之一的毕业设计(论文)不得参加评阅:1、毕业设计(论文)选题或内容与所学专业不相符的;2、毕业设计(论文)因1/2以上内容与他人论文或文献资料相同,被认定为雷同的;3、正文字数不足6000字的。
新型长冲程抽油机结构设计
新型长冲程抽油机结构设计摘要目前国内采用的机械采油方法主要是用游梁式深井泵装置进行的深井泵有杆采油。
但随着井深和产量的不断增加与开采的复杂条件的经常出现,游梁式抽油机—抽油泵装置的缺点也日益明显暴露出来,设计的链式长冲程抽油机目的在于以最低的成本可靠的实现产品的必要的功能,以达到用户满意,增加制造企业和用户的经济效益。
关键词长冲程抽油机;结构;设计目前国内采用的机械采油方法主要是用游梁式深井泵装置进行的深井泵有杆采油。
但随着井深和产量的不断增加与开采的复杂条件的经常出现,游梁式抽油机—抽油泵装置的缺点也日益明显暴露出来,主要是:1)抽油机的冲程受游梁结构的限制,无法加大;2)在生产过程中抽油杆的事故增多,而抽油泵的排量降低;3)抽油机的电动机的配置功率较大,行程受限、功率消耗大;4)抽油机的减速器相当笨重,重量增大。
长冲程抽油机有许多优点,首先,它增加石油产量,这是采油中最经济的问题。
采用长冲程低冲次的抽油方式抽油泵实际冲程长度减少的比率较小,提高了抽油泵的充满系数和排量系数,有利于提高采油效率,增加石油产量。
第二,提高抽油杆和抽油泵的寿命。
由于冲程长,冲次低,可以减少抽油泵磨损,提高抽油泵的使用寿命。
第三,排量稳定,动载荷小,事故少。
第四,抽油机运转平稳,疲劳应力较小。
第五,抽油平衡效果较好。
第六,具有较好的技术经济指标,具有较高的适应性。
1 链式长冲程抽油机的结构链式长冲程抽油机主要由五个系统组成:1)动力传动系统:包括皮带传动装置、电动机和减速器;2)换向系统:包括主动链轮、从动链轮、链条、导轨和大、小滑块等;3)平衡系统:包括平衡平带、平衡带轮和平衡块;4)机架、底座系统:包括机架、底座等;5)辅助系统:包括踏板、梯子和刹车装置等。
链式长冲程抽油机的结构原理如图1所示。
图1 结构原理图工作原理是由电动机通过皮带传动,传到减速器。
该减速器是一双圆弧齿轮传动的二级反向双输出减速器,以其反向双输出齿轮来驱动两条特殊链条作反向运动,从而带动换向器作往复直线运动。
抽油机的分类及结构特点讲解学习
前置型游梁式抽油机结构特点是曲柄连杆机构存在一定的极位夹角和平衡相 位角,使减速器输出扭矩在上冲程时滞后,下冲程时超前,降低了电动机功率, 具有节能效果。
河南油田分公司采油一厂
异形游梁式抽油机
(CYJ 10—5—48HB)
异形游梁式抽油机,依据其结构
形状又称为双驴头抽油机,如图1—
绳器;14一中轴;15一支架;16一底座
河南油田分公司采油一厂
工作原理:电动机将其动力传给减速器,经曲柄、连杆、驱动绳辫子
、后驴头、游梁、前驴头、绳辫子,通过悬绳器带动光杆及深井泵往复 运动,达到抽油的目的。
该种抽油机适用于中、低粘度原油和高含水期采油,是一种冲程长、 节能好的新型抽油机。其优点是冲程长,可达5m,适用范围大;动载小 ,工作平稳,易启动。缺点是驱动绳辫易磨损。
(1)减速器背离支架后移, 形成较大的极位夹角。即采 用非对称循环机构,使游梁 在上下死点时,连杆两个位 置之间存在约120的相位夹 角。曲柄上冲程的转角增加 120,为1920;曲柄下冲程 的转角减少120,为1680。
井口在左,曲柄逆时针旋转
河南油田分公司采油一厂
抽油机的分类及结构特点
异相型游梁式抽油机
(2)平衡块重心与曲柄轴中心 连线和曲柄销中心与曲柄轴中心 连线之间构成一定的夹角,称平 衡相位角。曲柄平衡块总是滞后 与曲柄一个相位角,可使峰值扭 矩降低,扭矩变化更均匀,在一 定条件下可降低能耗。
平衡块重心
曲柄轴中心 曲柄销中心
异相型游梁式抽油机由于平衡相位角改善了平衡效果, 从而使减速器的扭矩峰值降低,扭矩变化较均匀,电动 机功率减小,在一定条件下有节能效果。
大型的长冲程前置式抽油机一般采用气动 平衡方式, 缺点:不平衡重加大,减速器需安装在支架下 面,维修不方便,工作时前冲力较大,影响了 机架的稳定性。
游梁式抽油机设计
游梁式抽油机设计
一、结构设计
其次,是驱动机构的设计。
驱动机构是游梁式抽油机的核心部件,通过动力传递和控制来驱动游梁运动。
驱动机构通常采用液压或机械传动形式,根据需要选择合适的驱动方式,并确保驱动机构的安全可靠。
最后,是泵头的设计。
泵头主要用于抽取地下的石油,所以需要选择合适的泵头型号,并考虑到泵头的工作效率和稳定性。
同时,还需要考虑到泵头与游梁之间的连接方式和安装位置,以确保泵头可以正常工作。
二、动力传递
动力传递主要是通过液压或机械传动的方式将动力传递给游梁。
在液压传动方面,需要考虑到液压泵、液压缸、油管等的选型和布置,以确保液压传动的稳定性和可靠性。
在机械传动方面,需要考虑到传动轴、联轴器、齿轮箱等的设计和安装,以确保机械传动的平稳性和高效性。
三、操作控制
游梁式抽油机的操作控制主要包括对驱动机构和泵头的控制。
驱动机构的控制可以通过液压阀、电气控制柜等实现,可以实现启停、方向控制和速度控制等功能。
泵头的控制可以通过液压阀和控制阀等实现,以保证泵头的工作效率和稳定性。
同时,还需考虑到游梁的位置检测和安全保护。
游梁的位置检测可以通过限位开关、传感器等实现,以确保游梁的正常工作范围。
安全保护方面可以采用过载保护装置、漏油报警装置等,以确保抽油机的安全运行。
总结起来,设计游梁式抽油机需要考虑到机器的结构、动力传递和操
作控制等方面。
在设计过程中,需要根据实际需求选择合适的材料和部件,并对各部件进行合理布置和安装。
同时,还需对驱动机构和泵头进行合理
选择和控制,以确保游梁式抽油机的正常运行。
机械设计制造及其自动化专业毕业设计论文-游梁式抽油机结构设计
大学毕业设计题目游梁式抽油机结构设计专业班级学生学号指导教师二〇一四年五月五日1 前言1.1 设计目的本设计首先通过现场实习对游梁式抽油机进行选型,对异相游梁式抽油机进行结构设计。
同时以悬点加速度最小为目标,对抽油机的四杆机构进行优化设计。
最后根据现有的各种异相游梁抽油机学术资料,选取其它基本参数,设计出性能完善的的异相游梁式抽油机。
1.2 设计意义常规游梁抽油机自诞生以来,历经百年使用,期间经历了各种工况和各种地域油田生产的考验,经久不衰,至今国内外仍广泛使用。
有着结构简单、耐用、操作简便、维护费用低等优点,因此游梁式抽油机一直在有杆泵采油地面设备中占主导地位.但其在结构上存在不合理性,故常规游梁式抽油机有着能耗高的缺点。
然而随着世界石油工业的飞速发展,常规游梁式抽油机得到了广泛应用。
为了追求开采效益最大化,以最少的投入来换取最大回报,这就要求进一步研究抽油机设备,对游梁式抽油机结构进行优化设计,以此减少游梁式抽油机在采油时的能耗。
为克服常规抽油机驴头悬点运动的加速度较大,平衡效果较差,效率较低,能耗高等缺点,经过百年时间各种改革和实验找到了两个途径:一个是在常规游梁式抽油机的基础上进行技术革新和创造,继承其优点,克服其缺点,从平衡方式上着手改进,按照变矩平衡原理,对抽油机的四杆机构采取优化技术参数,研制开发了许多节能高效异相游梁式抽油机,使传统的游梁式抽油机又呈现出强大的生命力和使用空间。
异相游梁式抽油机有很多优点,其最基本的优点是:结构简单,制造容易,维修方便,特别是它可以长期在油田全天候运转,使用可靠。
大大提高了采油效率,而且维护简单,节省了劳动力为采油行业带了极大地效益。
从异相游梁式抽油机外形上看,它与常规型游梁式抽油机并没有特别显著的区别,主要不同点有两处:一是将减速器背离支架后移,增大了减速器输出轴中心和游梁摆动中心之间的水平距离,形成了较大的极位夹角(即驴头处于上、下死点位置时连杆中心线之间的夹角);二是平衡块重心与曲柄轴中心连线和曲柄销中心与曲柄轴中心连线之间构成一定的夹角,该角称为平衡相位角。
抽油机大体结构设计
第一章绪论1.1 选题的目的和意义随着油田的开发,我国大多数油田已进入开发的后期,逐渐丧失自喷能力,需要从自喷转向机采,而目前,我国开采石油耗电指标与国外先进水平相比,还有很大差距,我国抽油机的运行效率特别低,平均效率仅为25.96%,而国外平均水平为 30.05%,年节能潜力可达几十亿千瓦时,尽管研制和应用了一些节能抽油机,但是由于使用数量不多,其总耗电量还是很大的,近年来,我国研制的新型抽油机,几乎都具有高效节能特点,目前,在用的抽油机系统效率一般在20%~30%之间,因此,开展新型抽油机,替换常规机型是大势所趋,随着油田的不断开发,地层能量逐渐消耗,为了保证原油的稳产、高产,机械采油己经成为广泛采用的一种方法。
我国有机采油井 5 万多口,占油井总数的80%左右,抽油机井的耗电量占总耗电量的四分之一,由于抽油机井的系统效率较低,大量的能量(70%以上)在传递过程中损失掉,如果将抽油机井的系统效率提高 5%,年节电 20×10e8 千瓦时,这不仅可节约大量资金,而且,还可以缓解油田电力紧张状况。
当今世界,资源日益匮乏,“节能减排”已成为已成为一个不可忽视的方面,也是为了人类的继续生存而思考的,“节能减排”将成为永远不变的一个主题。
而我国广泛使用的游梁式抽油机虽然结构简单、操作方便和可靠耐用,但机械效率和采油综合效率低、平衡度差、耗电量过高、机体过重和冲程的长度受到限制等不易克服的缺点。
1.2 链条式抽油机的发展现状抽油机的产生和使用已有一百多年的历史。
应用最多,使用最广的属游梁式抽油机。
目前在世界产油国仍在大量使用。
美国拥有40万台,我国拥有近三万台,一百多年来,游梁式抽油机的结构和原理没有实质性的变化。
我国抽油机制造业已有50年的历史,经过进口修配、仿制试制、设计研制三个阶段。
近几年我国的链条式抽油机发展比较快,但游梁式抽油机还占有主要地位,根据国情,我国现在应该改造优良式抽油机,研发新型节能抽油机。
皮带式抽油机结构设计
皮带式抽油机结构设计首先,机身结构是皮带式抽油机的基础,主要由机架、输送带、滚轮、托板等部件组成。
机架是整个设备的支撑结构,应具有足够的强度和刚度来承受抽油过程中的负载。
输送带是用于输送油类物质的部件,应具有耐油、耐磨和耐高温的特性,并保证输送过程中的稳定性。
滚轮是用于支撑和传动输送带的部件,应具有低摩擦、高负载和长寿命等特性。
托板用于固定被抽物质,避免其在输送过程中发生脱落或打滑。
机身结构的设计应确保各部件之间的配合精度和可靠性,以提高整个设备的工作效率和稳定性。
其次,运动系统是实现输送带运动的核心部分,主要包括电机、减速器和传动装置等。
电机是提供动力的主要装置,应根据抽油的要求选择合适的功率和转速。
减速器用于降低电机的转速并提供足够的扭矩,以适应输送带的运动要求。
传动装置用于将电机的动力传递到输送带上,应具有良好的传递效率和可靠性。
运动系统的设计应确保稳定的运动和可控的速度,以提高抽油效率和工作稳定性。
最后,液压系统是皮带式抽油机的重要组成部分,主要用于调节输送带的张力和压力,以提供更好的抽油效果。
液压系统主要包括液压泵、油缸、阀门和控制系统等。
液压泵用于提供压力油,油缸用于调节输送带的张力和压力,阀门用于控制液压系统的工作状态,控制系统用于监测和控制整个液压系统的运行。
液压系统的设计应考虑到输送带的张力和压力的变化情况,并确保调节灵活、稳定和可靠。
综上所述,皮带式抽油机的结构设计需要综合考虑机身结构、运动系统和液压系统等多个方面,以确保设备具有高效、稳定和安全的抽油性能。
在设计过程中,应根据具体的工作要求和使用环境,选择合适的材料和零部件,通过有效的组合和配合,提高整个设备的性能和可靠性。
皮带式抽油机结构设计
皮带式抽油机结构设计1 前言1.1 课题的研究意义当今社会,对资源的渴求越来越强烈,特别是像石油天然气等化石燃料消耗越来越多,如何更有效地利用这些资源,更有效地利用和开采地下资源关系到人类的生存与发展。
2004年估计世界的总储存藏量为1717亿吨,同一年英国石油公司估计大约为1566亿吨。
《科学》杂志却估计世界石油的总储藏量大约为3兆桶。
今天已经确定的使用量和正在开采的石油储量却相对正在增长,2004年数据迄今为止统计最高的。
因为近几年的勘探和开采没达到要求,东亚、中东和南美洲总储量下降了不少,而非洲大陆和欧洲地区的总储量却有所上升。
有人预测当今的石油储量还能应用五十年。
但是以前也有过相似的预测,而不过这个预测却没有成为现实,所以这个50被人们戏称作石油常数。
2003年统计最大的石油储量地区在沙特阿拉伯(大约有2627亿桶)、伊朗(约有1307亿桶)和伊拉克(大约1150亿桶),其后为科威特,委内瑞拉,阿联酋等。
很多专家认为在21世纪初时人类开采石油的将达到哈伯特的顶点,这时的开采量将会达到顶峰,以后的开采量将不会再继续提高,由于是有的供给不能满足世界石油的需要,油价必然会长高。
因此,很多国家都有短期的储存量来防止以后突然地石油供不应求所产生的危机。
欧盟国家要求必须有90天的石油储量。
开采的状态石油开采的国家现在为止人类大约开采了0.9M桶的石油。
大多的数储量是在60年代发现的。
表1.1最大的石油开采国最大石油输出国沙特阿拉伯(OPEC)—1037万桶每日沙特阿拉伯(OPEC)俄罗斯1—927万桶每日俄罗斯美国1—869万桶每日挪威伊朗(OPEC)—409万桶每日伊朗(OPEC)墨西哥1—383万桶每日阿联酋(OPEC)中国1—362万桶每日委内瑞拉(OPEC)挪威1—318万桶每日科威特(OPEC)加拿大1—314万桶每日尼日利亚(OPEC) their own conditions to develop the correct road, the maximum to avoid investment risk, gainprofit.(three) vigorously promote the brand. To establish brand awareness, awareness of the use of brand, brand value, brand acquisition performance, enhance the competitive strength. Concentrated manpower, careful planning, packaging and publicity of a number of unique, market influence and coverage of the brand, the implementation of key breakthroughs, to enhance the competitive strength, walking businessroad the competition of alienation and characteristics, the pursuit of stability and development of the market.(four) to promote theintegration of resources. To further broaden their horizons, effective integration of resources within the group, the city resources, other industries and regional resources, mutual trust, mutual benefit, seeking win-win principle, in the framework of national policies and regulations, strict inspection and argumentation, legal consultation, examination andapproval procedures, strict regulation of economic activities, attract injection the social investment to the industry group, to achieve leveraging the development, ensure that the value of state-owned assets.(five) to strengthen the construction management personnel. Strengthen the management of education and training of cadres and workers of the existing business, firmly establish the concept of the market, enhance the sense of crisis to adapt to market competition, the sense of urgency, improve the ability to respond to market competition, improve management and operation of the market. At the same time, according to the need of industrial development, vigorously the introduction of high-quality management management personnel, and strive to build a high-quality professional management team, hard work, and promote the entire workforce knowledge structure, age structure, structure optimization and upgrading ability, enhance core competitiveness, adapt to the need of market competition.(six) seriously study the policy for policy. Serious research about social support the development of cultural undertakings in the country and the XX policy, especially the policy of industrial development, financial investment policy, financial policy and tax policy, and actively seek policy, projects and funds, enterprise and industry group mission to promote leapfrog development.委内瑞拉(OPEC)1—286万桶每日墨西哥阿联酋(OPEC)—276万桶每日阿尔及利亚(OPEC)科威特(OPEC)—251万桶每日利比亚(OPEC)尼日利亚(OPEC)—251万桶每日英国1—208万桶每日伊拉克(OPEC)2—203万桶每日1这些国家已经过了开发顶峰期2伊拉克虽然也属于石油输出国的组织,但从1998年开始它的开发量就不包括在石油输出组织中消费:目前石油进口国家全球石油的平均日消耗量大约为8400万多桶。
抽油机介绍资料
上冲程悬点静载:
• P静上=P杆+P油 — P压 (泵筒进油)
•
杆自重 油柱重 油管外沉没油柱对柱塞底压力
• 杆 f杆L 油(F f杆)L 油h沉F
•
(1)
•
• =f杆L(杆 —油)+F(L h沉)油=P杆' +P油'
•
• 杆 —油杆重度,N/m3;
• 只有柱塞运动的距离才为有效行程。(P9~↑)
5. 静力示功图 (表示做功的图) 定义:上、下冲程悬点载荷
随位移(冲程)变化规律。
上冲程载荷: P静上=P杆' +P油' 下冲程载荷: P静下=P杆’
抽油杆在油中重量
(第3次课, 2006)
始终作用在悬点上。
① 表示静力传递过程
从下死点开始进行上冲程,静力由 P静下=P杆’变到,P静上
• 稠油高粘度,摩擦力大。
• (粘度反映液体运动层间的摩擦力,绝对粘度,Pa.s)
• 摩擦力:作用方向与油杆运动相反。游阀 液体摩擦发生在下冲程阀打开时。
• 摩擦力低粘油时,忽略不计(占2~5%), 高粘油时必考虑。
现场提出问题: 油稠,下冲程杆和柱塞靠自重无法下行。
(二)悬点静载荷大小及变化规律
– 上冲程时:
游阀关,油柱由柱塞和抽油杆承担油管柱上无
载荷作用。卸载引起油管缩短。(油管与泵
–
筒相连) 缩短大小:管=
PE油’f管L(
—管f壁管 面积)
• (悬点又走了 距管 离,柱塞与泵筒仍无相对运
动,也不抽油。)
(3)冲程(悬点冲程S)
柱塞有效冲程:
S效=S
(3)
=杆+管=
皮带式抽油机结构设计
皮带式抽油机结构设计1 前言1.1 课题的研究意义当今社会,对资源的渴求越来越强烈,特别是像石油天然气等化石燃料消耗越来越多,如何更有效地利用这些资源,更有效地利用和开采地下资源关系到人类的生存与发展。
2004年估计世界的总储存藏量为1717亿吨,同一年英国石油公司估计大约为1566亿吨。
《科学》杂志却估计世界石油的总储藏量大约为3兆桶。
今天已经确定的使用量和正在开采的石油储量却相对正在增长,2004年数据迄今为止统计最高的。
因为近几年的勘探和开采没达到要求,东亚、中东和南美洲总储量下降了不少,而非洲大陆和欧洲地区的总储量却有所上升。
有人预测当今的石油储量还能应用五十年。
但是以前也有过相似的预测,而不过这个预测却没有成为现实,所以这个50被人们戏称作石油常数。
2003年统计最大的石油储量地区在沙特阿拉伯(大约有2627亿桶)、伊朗(约有1307亿桶)和伊拉克(大约1150亿桶),其后为科威特,委内瑞拉,阿联酋等。
很多专家认为在21世纪初时人类开采石油的将达到哈伯特的顶点,这时的开采量将会达到顶峰,以后的开采量将不会再继续提高,由于是有的供给不能满足世界石油的需要,油价必然会长高。
因此,很多国家都有短期的储存量来防止以后突然地石油供不应求所产生的危机。
欧盟国家要求必须有90天的石油储量。
开采的状态石油开采的国家现在为止人类大约开采了0.9M桶的石油。
大多的数储量是在60年代发现的。
表1.1最大的石油开采国最大石油输出国沙特阿拉伯(OPEC)—1037万桶每日沙特阿拉伯(OPEC)俄罗斯1—927万桶每日俄罗斯美国1—869万桶每日挪威伊朗(OPEC)—409万桶每日伊朗(OPEC)墨西哥1—383万桶每日阿联酋(OPEC)中国1—362万桶每日委内瑞拉(OPEC)挪威1—318万桶每日科威特(OPEC)加拿大1—314万桶每日尼日利亚(OPEC) their own conditions to develop the correct road, the maximum to avoid investment risk, gainprofit.(three) vigorously promote the brand. To establish brand awareness, awareness of the use of brand, brand value, brand acquisition performance, enhance the competitive strength. Concentrated manpower, careful planning, packaging and publicity of a number of unique, market influence and coverage of the brand, the implementation of key breakthroughs, to enhance the competitive strength, walking businessroad the competition of alienation and characteristics, the pursuit of stability and development of the market.(four) to promote theintegration of resources. To further broaden their horizons, effective integration of resources within the group, the city resources, other industries and regional resources, mutual trust, mutual benefit, seeking win-win principle, in the framework of national policies and regulations, strict inspection and argumentation, legal consultation, examination andapproval procedures, strict regulation of economic activities, attract injection the social investment to the industry group, to achieve leveraging the development, ensure that the value of state-owned assets.(five) to strengthen the construction management personnel. Strengthen the management of education and training of cadres and workers of the existing business, firmly establish the concept of the market, enhance the sense of crisis to adapt to market competition, the sense of urgency, improve the ability to respond to market competition, improve management and operation of the market. At the same time, according to the need of industrial development, vigorously the introduction of high-quality management management personnel, and strive to build a high-quality professional management team, hard work, and promote the entire workforce knowledge structure, age structure, structure optimization and upgrading ability, enhance core competitiveness, adapt to the need of market competition.(six) seriously study the policy for policy. Serious research about social support the development of cultural undertakings in the country and the XX policy, especially the policy of industrial development, financial investment policy, financial policy and tax policy, and actively seek policy, projects and funds, enterprise and industry group mission to promote leapfrog development.委内瑞拉(OPEC)1—286万桶每日墨西哥阿联酋(OPEC)—276万桶每日阿尔及利亚(OPEC)科威特(OPEC)—251万桶每日利比亚(OPEC)尼日利亚(OPEC)—251万桶每日英国1—208万桶每日伊拉克(OPEC)2—203万桶每日1这些国家已经过了开发顶峰期2伊拉克虽然也属于石油输出国的组织,但从1998年开始它的开发量就不包括在石油输出组织中消费:目前石油进口国家全球石油的平均日消耗量大约为8400万多桶。
异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计
异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计异相型游梁式抽油机是一种常用于油田开采的设备,其主要作用是通过往复运动的变化力的作用,将地下的原油抽到地面。
随着能源资源的日益枯竭和环境保护的要求,节能和环保已成为各行各业发展的重要方向。
对异相型游梁式抽油机进行节能分析及结构设计对于提高设备的效率和降低能耗具有重要意义。
一、节能分析1. 设备工作原理异相型游梁式抽油机是通过驱动动力(通常是柴油机或电动机)转换为变化力,经过游梁传动系统,将动力传递到地下的抽油杆上,使之做往复运动,从而抽取地下原油。
在节能分析中,首先需要对设备的动力传递、工作循环和能量消耗进行分析,找出能耗的主要来源。
2. 设备能耗分析通过对设备的能耗情况进行分析,可以找出能源消耗的主要原因,从而针对性的进行节能改造。
首先需要对设备的输电、传动、润滑和冷却等系统进行能耗分析,了解各个系统的能耗情况和能耗分布。
其次需要对设备的操作过程进行监测和分析,了解设备在不同工况下的能耗情况。
最后通过数据统计和分析,找出设备能耗的主要原因和改造重点。
3. 设备节能改造在能耗分析的基础上,针对设备的节能改造进行设计和实施。
可能的改造方案包括:优化传动系统结构,减小摩擦损失;改进润滑和冷却系统,提高效率;采用高效节能的动力装置;优化抽油机的工作循环,提高油液抽取效率等。
二、结构设计1. 设备结构特点异相型游梁式抽油机的结构特点是受力复杂,运动部件多。
在结构设计中,要充分考虑设备的受力情况和运动特点,合理设计结构强度和稳定性。
还要注重结构的可靠性和维修便捷性,方便设备的使用和维护。
2. 结构强度设计在异相型游梁式抽油机的结构设计中,需要对设备的受力情况进行分析和计算,确定受力部位和受力大小。
根据受力分析结果,合理选择结构材料和结构形式,保证设备在受力情况下具有足够的强度和刚度。
在结构设计中,还需要考虑结构的疲劳寿命和安全系数,确保设备在长期使用过程中不会出现结构失效的情况。
抽油机机械系统设计分析及结构设计
成人高等教育毕业设计(论文)题目抽油机机械系统设计分析及结构设计学生联系电话指导教师教学站点专业完成日期成人高等教育毕业设计(论文)任务书论文题目抽油机机械系统设计分析及结构设计学生姓名袁北林教学站西安联合学院专业班级机电专1028121(联合)内容与要求1、坚持理论联系实际2、立论要科学,观点要创新3、论据要翔实,论证要充分4、字数不低于8000字设计(论文)起止时间2011年5月1日至2011年6月20日指导教师签名学生签名成人高等教育专科毕业设计(论文)审查意见表学生姓名黄天佑教学站点西安联合学院专业、班级机电专1028121(联合)论文题目抽油机机械系统设计分析及结构设计序号评审项目指标分值评分1 工作态度对待工作严肃认真,学习态度端正。
2 2能够正确处理工学矛盾,按照要求按时完成各阶段工作任务。
2 1.52 工作能力与水平能够综合和正确利用各种途径收集信息,获取新知识。
1 1能够应用基础理论与专业知识,独立分析和解决实际问题。
1 0.5毕业设计(论文)所得结论具有应用或参考价值。
1 1基本具备独立从事本专业工作的能力。
1 13 论文质量论文条理清晰,结构严谨;文笔流畅,语言通顺。
2 1.5 方法科学、论证充分;专业名词术语使用准确。
2 1.5 设计类计算正确,工艺可行,设计图纸质量高,标准使用规范。
4 工作量论文正文字数达到8000及以上。
不足8000字的,每少500字扣2分。
8 85 论文格式论文正文字体字号使用正确,图表标注规范。
3 2 论文排版、打印、装订符合《西安石油大学继续教育学院毕业设计(论文)撰写规范》的要求。
6 56 创新工作中有创新意识;对前人工作有改进、突破,或有独特见解。
1 1 是否同意参加评阅(填写同意或者不同意): 同意总分30 26说明有下列情况之一的毕业设计(论文)不得参加评阅:1、毕业设计(论文)选题或内容与所学专业不相符的;2、毕业设计(论文)因1/2以上内容与他人论文或文献资料相同,被认定为雷同的;3、正文字数不足6000字的。
皮带式抽油机结构设计
1前言1.1课题的研究意义当今社会,对资源的渴求越来越强烈,特别是像石油天然气等化石燃料消耗越来越多,如何更有效地利用这些资源,更有效地利用和开采地下资源关系到人类的生存与发展。
2004年估计世界的总储存藏量为1717亿吨,同一年英国石油公司估计大约为1566亿吨。
《科学》杂志却估计世界石油的总储藏量大约为3兆桶。
今天已经确定的使用量和正在开采的石油储量却相对正在增长,2004年数据迄今为止统计最高的。
因为近几年的勘探和开采没达到要求,东亚、中东和南美洲总储量下降了不少,而非洲大陆和欧洲地区的总储量却有所上升。
有人预测当今的石油储量还能应用五十年。
但是以前也有过相似的预测,而不过这个预测却没有成为现实,所以这个50被人们戏称作石油常数。
2003年统计最大的石油储量地区在沙特阿拉伯(大约有2627亿桶)、伊朗(约有1307亿桶)和伊拉克(大约1150亿桶),其后为科威特,委内瑞拉,阿联酋等。
很多专家认为在21世纪初时人类开采石油的将达到哈伯特的顶点,这时的开采量将会达到顶峰,以后的开采量将不会再继续提高,由于是有的供给不能满足世界石油的需要,油价必然会长高。
因此,很多国家都有短期的储存量来防止以后突然地石油供不应求所产生的危机。
欧盟国家要求必须有90天的石油储量。
开采的状态石油开采的国家现在为止人类大约开采了0.9M桶的石油。
大多的数储量是在60年代发现的。
表1.1最大的石油开采国最大石油输出国沙特阿拉伯(OPEC)—1037万桶每日沙特阿拉伯(OPEC)俄罗斯1—927万桶每日俄罗斯美国1—869万桶每日挪威伊朗(OPEC)—409万桶每日伊朗(OPEC)墨西哥1—383万桶每日阿联酋(OPEC)中国1—362万桶每日委内瑞拉(OPEC)挪威1—318万桶每日科威特(OPEC)加拿大1—314万桶每日尼日利亚(OPEC)委内瑞拉(OPEC)1—286万桶每日墨西哥阿联酋(OPEC)—276万桶每日阿尔及利亚(OPEC)科威特(OPEC)—251万桶每日利比亚(OPEC)尼日利亚(OPEC)—251万桶每日英国1—208万桶每日伊拉克(OPEC)2—203万桶每日1这些国家已经过了开发顶峰期2伊拉克虽然也属于石油输出国的组织,但从1998年开始它的开发量就不包括在石油输出组织中消费:目前石油进口国家全球石油的平均日消耗量大约为8400万多桶。
抽油机图片
图1 抽油机结构图
1—底座;2—支架;3—悬绳器;4—驴头;5—游梁;6—横梁轴承座;7—横梁;8—连杆;9—曲柄销装置;10—曲柄装置;11—减速器;12—刹车保险装置;
13—刹车装置;14—电动机;15—配电箱。
图1 抽油机结构图
1—电动机;2—刹车;3—减速箱;4—曲柄;5—平衡重;6—连杆;7—横梁;8—平衡块;9—游梁支座;10—游梁;11—驴头;12—悬绳器;13—支架;14—底座
图2 泵的工作原理图
a —上冲程;
b —下冲程
1—排出阀;2—活塞;
3—衬套;4—吸入阀
细调)2/ 调节深井泵的冲程(max 1800mm)(调插销空位置)
图3 游梁式抽油装置示意图
1—吸入阀;2—泵筒;3—活塞;4—排出阀;5—抽油杆;6—油管;7—套管;8—三通;9—盘根盒;10—驴头;11—游梁;12—连杆;13—曲柄;14—减速箱;15—电动机
谢谢。
毕业论文 抽油机设计
概述石油开发到一定阶段后,油层压力下降,油井停止自喷,因而采用机械采油方法继续开采。
世界各产油国都广泛应用有杆泵抽油的方法进行采油。
有杆泵抽油装置是由地面的抽油机、井下的抽油泵及抽油杆柱所组成。
抽油机是有杆泵采油装置的重要地面设备,是一种把动力机的连续圆周运动变成抽油杆柱及抽油泵柱塞的往复直线运动,从而将地下原油开采出来的机械设备。
所以说抽油机是有杆泵采油中十分重要的设备之一。
抽油机的种类较多,概括起来可分为以下几种:按有无游梁可分为游梁式抽油机和无梁式抽油机;按结构型式可分为常规型游梁式抽油机、前置型游梁抽油机、偏置型游梁抽油机和异相型游梁式抽油机。
本篇论文设计的便是CYJY10-4.2-70BH型异相型游梁式抽油机。
异相型游梁式抽油机的设计思路有三个方面:首先,扩大抽油机冲程长度以提高泵效。
异相型游粮式抽油机由于用变径圆弧形的后驴头代替了常规机的游梁后臂,游梁与横梁之间采用柔性件连接,使其主结构在常规机四杆机构的基础上发生了质的飞跃,而变成了“变参数四杆机构”。
这种特殊四杆结构工作时,其游梁后臂有效长度、连杆长度随其曲柄转角的变化而变化,不但改善了四杆机构的异型机工作中受“死角”制约的程度放宽,因而可以采用适当增大游梁摆角的方法来实现抽油机的长冲程;其次,改善平衡效果以降低能耗。
异相型游梁式抽油机是以常规机为基础模式,从改变抽油机的扭矩因数入手,通过改变抽油机的结构,实现“加强抽油机的平衡效果以降低净扭矩峰值和能耗;扩大抽油机的冲程以提高泵效和综合技术指标”;再次,能够满足不同粘度原油开采的需要。
异相型游梁式抽油机设计时,在考虑和优化“变参数四杆机构”动力特性、传动特性的同时,巧妙地考虑了悬点上下冲程所占用曲柄转角的问题,从而使异型机在曲柄正转时上冲程曲柄转角大于180°,曲柄反转时上冲程转角小于180°即靠改变曲柄的转向可实现“慢上快下”和“慢下快上”两种工作方式。
summaryOil development get sure stage, the reservoir pressure drops, the oil well stops blowing, adopt machinery recover the oil the method continue and is exploited. World produce oil national capital use and have pole pump release method of oil recover the oil extensively each.Have pole pump to pump oil device by to pump oil machine, releasing oil pump and pump pole post of oil make up in the pit ground.Release oil machine have pole pump recover the oil the important ground equipment of the device , it is one that turncontinuous circular motion of generator into and pump oil pole post and release oil pump to be that post fill to reciprocate rectilinear motion, thus the mechanical equipment exploiting the underground crude oil out. So say that there are pole pumps one of the very important equipment while recovering the oil to pump the oil machine.There is more kind of pumping oil machine can be divided into the following several kinds: According to visit roof beam can divide into person who visits roof beam release oil machine and have roof beam type release the oil machine; According to structure pattern can divide into routine visit roof beam pump oil of, the leading type to visit roof beam last oil, setovering type visit there aren't roof beam .Page this that thesis design to visit CYJY-4.2-70BH roof beam type release the oil machine different looks type.Different looks type visit roof beam type mentality of designing of releasing oil machine have 3: First of all, expand the length of stroke of the oil pumping machine in order to improve the pump result. Different looks type visit grain type pump oil machine because with horse head replace to visit arm after the roof beam routine machine behind turning into foot-path circular, visit roof beam and crossbeam adopt flexibility pieces of connection, make his mainstructure the qualitative leap has taken place on the basis of four organizations of the routine machine, and has turned into " turning into four organizations of parameter ". Such special four structure when working, it visit arm effective length, length of connecting rod vary with its crank of corners after the roof beam, Improve four abnormal shape machine of organization degree that work is limite by " dead angle" relax, Can adopt proper to increase and visit roof beam method to put angle realize the long stroke of the oil pumping machine; Secondly, improve the balance result in order to reduce energy consumption Different looks type visit roof beam type release oil machine to based on routine machine mode, from change torsion factor of oil releasing machine start with ,Through changing the structure of the oil pumping machine, realize that " strengthens the balance result of the oil pumping machine in order to reduce the net torsion peak value and energy consumption; he stroke of expanding the oil pumping machine is in order to improve the pump result and comprehensive technical indicator "; Moreover, can meet the need not exploited with the viscidity crude oil . When design the different looks type visit roof beam type pump oil machine, in consider and optimize while "turnning parameter into four organization " power characteristic, drive characteristic, consider and hang some aboutstroke crank issue of corner taken ingenious, so Go to the crank corner of the stroke to greater than 180 in the natural rotation of the crank in abnormal shape machine ,Crank pay stroke corner lighter than 180 when overturning ,namely by change transformation of crank can realize " slow to have and lay soon " and " slow to lay and go to soon " two kinds of working ways.目录1.前言 --------------------------------------------2.原始数据 ----------------------------------------3.抽油机主要零件尺寸的设计计算 ---------------------4.运动学计算-----------------------------------------5.油机主要零件的强度校核 --------------------------6.参考文献 ----------------------------------------第一部分前言1.抽油机的一般知识随着油田开发的推移,我国大多数油田都己进入开发的中后期,逐渐丧失自喷能力,基本上已从自喷转入机采。
抽油机介绍
(2)油管柱载荷变化 – 下冲程时: ‘ P油(柱塞将油管下堵住, 游阀开,定阀关。 减去沉没压力。)压在油管下部。 – 上冲程时: 游阀关,油柱由柱塞和抽油杆承担油管柱上 无载荷作用。卸载引起油管缩短。(油管与 ’ 泵筒相连) P油 L – 缩短大小:管= Ef ( f 管 —管壁面积)
管
•
(悬点又走了 管 距离,柱塞与泵筒仍无相 对运动,也不抽油。)
静载
图8-2 悬点静载荷变化图
4.惯性载荷 : P杆惯 和P油惯 , 杆柱、油柱惯性载荷, 大小取决悬点加速度,方向与加速度方向相反。 动载 5.振动载荷 : P振 , 杆柱和油柱运动振动载 荷 (杆为弹性体)大小、方向都是变化的。
动载与杆柱运动有关。
: 半干摩擦力,P摩干 (金属之间) 柱塞和泵筒间、抽油杆(接箍)和油管间; 6.摩擦力液体摩擦力,P摩液 (金属与液体间) : 油杆与油柱间、油柱与 油管间、油流通过 游动阀(排出阀)。
• 2. 下冲程 • 悬点从上死点下移,游阀 开,固定阀关。 • 悬点只承受杆柱在油中重 量。 P =P’ • (2) 杆 静下
• 杆在油中重量
• 【柱塞上、下油压 p油 相等,油对杆产生浮力】
• 3. 下死点载荷变化 (从下至上冲程) (1)抽油杆载荷变化 • ①悬点载荷:由 P静下 变至 P静上
向下延伸。
现在悬点在运动,相当于把变形部分的 ,很轻松的拉过去。】
②
封闭平行四边形
上冲程载荷、位移曲线, AB—BC;
位移:EB= ,BC= S 效 ; 下冲程载荷、位移曲线, CD—DA; 位移:经过 后,完成卸 载,完成 S 效 。 ③ 称理想示功图 下冲程缓慢减载,经过 全部减去
1. 上冲程 悬点从下死点上移, 游阀关,固定阀开。Байду номын сангаас
异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计
异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计异相型游梁式抽油机是一种常用于油田开采的重要设备,其在节能方面的性能优势对于降低生产成本、提高生产效率具有重要意义。
本文将对异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计进行探讨,以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考价值。
1. 能源损耗分析异相型游梁式抽油机是通过石油产出层的地下压力驱动工作的,因此其在抽油过程中主要消耗的能源是电力。
在节能方面,抽油机的电机功率是一个重要的影响因素。
一般来说,对于同一台抽油机来说,电机功率越小,耗能越低,节能效果越好。
在设计和选择异相型游梁式抽油机时,需要重点考虑其电机功率,力求在满足生产需求的前提下尽量降低功率,以达到节能的效果。
2. 结构设计优化在异相型游梁式抽油机的结构设计中,还可以通过优化设计来提高其节能性能。
例如采用轻量化材料、降低机械摩擦、改进动力传动系统等手段,可以减小系统的能量损耗,提高能源利用率。
还可以采用智能控制系统,对抽油机进行智能化管理和优化控制,以进一步提高整个系统的节能性能。
1. 游梁式结构设计异相型游梁式抽油机采用游梁结构,其具有结构简单、稳定可靠、维护方便等优点。
在结构设计中,需要合理确定游梁的长度、材料和截面形状,以保证其在工作过程中能够承受较大的扭转力和弯曲力,同时又能够尽量降低自身的质量。
2. 压力平衡系统设计在异相型游梁式抽油机的结构设计中,还需要考虑如何设计一个有效的压力平衡系统,以确保在工作过程中能够减小系统的压力损耗,提高工作效率。
这包括选择合适的密封件和轴承件,设计合理的润滑和冷却系统等,以确保系统的稳定运行和长期可靠性。
3. 防腐蚀防磨损设计由于异相型游梁式抽油机的工作环境通常比较恶劣,因此在结构设计中还需要考虑如何防止腐蚀和磨损对设备的影响。
在材料选择和涂层防护上需要特别注意,保证抽油机在潮湿、高温等恶劣环境下仍能够保持良好的工作状态,延长其使用寿命。
异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计
异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计异相型游梁式抽油机是一种常用于油田开采中的抽油设备,其节能性能对于提高油田开采效率具有重要意义。
本文将对异相型游梁式抽油机的节能特点进行分析,并提出一种新的结构设计方案,以提高其节能性能。
一、异相型游梁式抽油机的节能特点1.1 高效能节能的电动机异相型游梁式抽油机通常采用高效能节能的电动机作为驱动源,比如变频电机等。
这些电动机在转速、功率和负载调节方面具有较大的灵活性,可以根据实际工作需求进行精确控制,从而实现能耗的最小化。
1.2 高效能的传动系统异相型游梁式抽油机的传动系统采用高效能的传动装置,如齿轮传动、链条传动等。
这些传动系统具有较高的传输效率,能够有效减小能量损耗,提高机械传动效率,从而降低能源消耗。
1.3 合理的结构设计异相型游梁式抽油机在结构设计上注重节能性能的考虑,采用轻量化设计、减速减摩设计等措施,降低机械部件的重量和摩擦损失,提高机械效率,减小能耗。
1.4 精细化控制系统异相型游梁式抽油机配备了精细化的控制系统,能够实时监测和调节电动机的工作状态、负载情况等,从而实现对能耗的精细化控制,实现节能降耗。
二、新型异相型游梁式抽油机的节能结构设计2.1 结构材料的优化选择新型异相型游梁式抽油机在结构设计上,采用轻量化设计,通过优化选择材料,降低整体重量。
在不影响机械强度和稳定性的前提下,使用高强度、耐磨损的结构材料,提高抽油机的使用寿命。
2.4 综合能效优化设计新型异相型游梁式抽油机在结构设计中,实施综合能效优化,注重整体性能提升。
在减小能耗的前提下,满足抽油机的工作需求,提高抽油机的工作效率,达到节能降耗的目的。
双驴头抽油机结构设计
双驴头抽油机结构设计毕业设计题⽬双驴头抽油机结构设计学院机械⼯程学院专业机械⼯程及⾃动化班级机升0902学⽣韩莹学号20090404020指导教师⾼常青⼆〇⼀⼀年五⽉⼆⼗五⽇1前⾔1.1选题背景与意义⽬前,从地层中开采⽯油的⽅法可分为两种:⼀种是⾃喷采油法,利⽤地层本⾝的能量举升原油;另⼀种是机械采油法,利⽤机械设备将原油举升到地⾯。
在机械采油法中,不利⽤抽油杆传递能量的设备统称为⽆杆抽油设备,利⽤抽油杆传递能量的设备统称为有杆抽油设备。
有杆抽油设备由三部分组成:⼀是地⾯驱动设备,即抽油机;⼆是井下的抽油泵,它悬挂在油管下端;三是抽油杆,它把地⾯设备的运动和动⼒传给井下抽油泵,上述三部分也叫“三抽”,⽽抽油机是“三抽”的主要设备之⼀。
抽油机⼀般都由传动—换向系统、⽀撑系统和平衡系统三⼤部分组成,⽽⽀撑系统⼜受传动—换向系统和平衡系统制约。
其中,传动—换向系统中配有减速器、换向机构等,它将原动机的旋转运动变成悬点的上、下往复运动]1[。
抽油机制造⼚在国内已经有数⼗家,产品类型也已多样化,但游梁式抽油机仍处于主导地位,尤其是长冲程、低冲次的⽆游梁式抽油机的研制取得了⼀些进展,如由胜利油⽥研制的⽆游梁链条抽油机,经过国内⼗⼏个油⽥稠油及丛式井的推⼴使⽤,在低冲次抽油和抽稠油⽅⾯已初见成效。
此外,桁架结构的滑轮组增距式抽油机、链条滚筒式抽油机已在某些油⽥进⾏了⼯业试验;齿轮增距式长冲程抽油机的研制⼯作也取得了新的进展;质量轻、成本低、便于调速和调整冲程的液压抽油机经过⼏年的研制和⼯业性试采油,也积累了⼀定的经验。
其它形式的抽油机如数控抽油机、连续抽油杆抽油机、车载抽油机、摩擦式抽油机、六连杆游梁式抽油机和斜直井抽油机、直线电机抽油机等也正处于不断改造和试⽣产过程中。
抽油机的⽣产已经基本上被国外⼏家⼤的机械制造公司所垄断,如美国最早、最⼤的抽油机制造公司拉夫⾦公司、原苏联最⼤的抽油机⽣产基地阿塞拜疆⽯油机械制造集团。
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第一章绪论1.1 选题的目的和意义随着油田的开发,我国大多数油田已进入开发的后期,逐渐丧失自喷能力,需要从自喷转向机采,而目前,我国开采石油耗电指标与国外先进水平相比,还有很大差距,我国抽油机的运行效率特别低,平均效率仅为25.96%,而国外平均水平为 30.05%,年节能潜力可达几十亿千瓦时,尽管研制和应用了一些节能抽油机,但是由于使用数量不多,其总耗电量还是很大的,近年来,我国研制的新型抽油机,几乎都具有高效节能特点,目前,在用的抽油机系统效率一般在20%~30%之间,因此,开展新型抽油机,替换常规机型是大势所趋,随着油田的不断开发,地层能量逐渐消耗,为了保证原油的稳产、高产,机械采油己经成为广泛采用的一种方法。
我国有机采油井 5 万多口,占油井总数的80%左右,抽油机井的耗电量占总耗电量的四分之一,由于抽油机井的系统效率较低,大量的能量(70%以上)在传递过程中损失掉,如果将抽油机井的系统效率提高 5%,年节电 20×10e8 千瓦时,这不仅可节约大量资金,而且,还可以缓解油田电力紧张状况。
当今世界,资源日益匮乏,“节能减排”已成为已成为一个不可忽视的方面,也是为了人类的继续生存而思考的,“节能减排”将成为永远不变的一个主题。
而我国广泛使用的游梁式抽油机虽然结构简单、操作方便和可靠耐用,但机械效率和采油综合效率低、平衡度差、耗电量过高、机体过重和冲程的长度受到限制等不易克服的缺点。
1.2 链条式抽油机的发展现状抽油机的产生和使用已有一百多年的历史。
应用最多,使用最广的属游梁式抽油机。
目前在世界产油国仍在大量使用。
美国拥有40万台,我国拥有近三万台,一百多年来,游梁式抽油机的结构和原理没有实质性的变化。
我国抽油机制造业已有50年的历史,经过进口修配、仿制试制、设计研制三个阶段。
近几年我国的链条式抽油机发展比较快,但游梁式抽油机还占有主要地位,根据国情,我国现在应该改造优良式抽油机,研发新型节能抽油机。
抽油机的发展及节能抽油机的发展趋势主要朝以下几个方向:(1) 低能耗方向为了减少能耗,提高经济效益,近年来研制与应用了许多节能型抽油机。
如异相双驴头抽油机、摆杆抽油机、渐开线抽油机、摩擦换向抽油机、液压抽油机及各种节能装置和控制装置。
(2)大型化方向随着世界油气资源的不断开发,开采油层深度逐年增加,石油含水量也不断增大,采用大泵提液采油工艺和开采稠油等,都要求采用大型抽油机。
所以,近年来国外出了许多大载荷抽油机,例如前置式气平衡抽油机最大载荷 213KN、气囊平衡抽油机最大载荷 227KN 等,将来会有更大载荷抽油机出现。
(3)朝着高适应性方向发展现在抽油机应具备较高的适应性,以便拓宽使用范围。
例如适应各种自然地理和地质构造条件抽油的需要;适应各种成份石油抽汲的需要;适应各种类型油井抽汲的需要;适应深井抽汲的需要;适应长冲程的需要;适应节电的需要;适应精确平衡的需要;适应无电源和间歇抽汲的需要。
(4)朝着长冲程无游梁式抽油机方向发展近年来国内、外研制与应用了多种类型的长冲程抽油机,其中包括增大冲程游梁式抽油机,增大冲程无游梁式抽油机和长冲程无游梁式抽油机。
实践与理论表明,增大冲程无游梁式抽油机式增大冲程抽油机的发展方向,长冲程无游梁式抽油机是长冲程抽油机的发展方向。
(5)朝着自动化和智能化方向发展近年来,抽油机技术发展的显著标志是自动化和智能化。
BAKER 提升系统公司、DELIA0-X 公司、APS 公司等研制了自动化抽油机,具有保护和报警功能,实时测得油井运动参数及时显示与记录,并通过综合计算分析,得出最优工况参数,进一步指导抽油在最优工况抽油。
NSCO 公司职能抽油机采用微处理机和自适应电子控制器进行控制与监测,具有抽油效率高、节电、功能多、安全可靠、经济性好、适应性强等优点。
总而言之,抽油机将朝着节能降耗并具有自动化、智能化、长冲程、大载荷、精确平衡等方向发展。
抽油机节能技术目前主要从以下几个方面进行研究:(1)改进抽油机结构。
这种方法主要是通过对抽油机四杆机构的优化设计和改变抽油机平衡方式来改变抽油机曲柄净扭矩曲线的形状和大小,使扭矩波动平缓,从而减小抽油机的周期载荷系数,提高电动机的工作效率,达到节能的目的。
(2)采用节能驱动设备。
这种方法是从研究电机的特性入手,研究开发新型的电动机,使之与采油井井况相匹配,进而达到提高电动机的效率和功率因数的目的,即采用高转率的电动机(转差率 8%~13%)和朝高转差率电动机代替常规转差电动机(转差率<5%)。
另外,还有采用节能配电箱来实现节电的。
(3)采用节能控制装置。
如DCS 系列抽油机多功能程控装置、间抽定时控制。
(4)采用节能原部件。
如窄 V 型带传动或同步带传动等。
(5)改进平衡方式。
如采用气动平衡或天平平衡等。
(6)改进“三抽”系统部件。
有采用抽油杆导向器、空心抽油杆、减震式悬件,都可提高三抽系统的工作效率,达到节能的目的。
(7)采用高效节能泵,提高泵效,降低百米吨耗,实现节能 [ 46] 。
总之,近年来抽油机节能技术的研究己经成为科技攻关的方向。
以上七种方法取得了显著的节能效果。
抽油机有很多类型,优缺点也不尽相同:(1)卷筒式抽油机:高效节能、提高产量、结构简单、跳参方便、经久耐。
(2)游梁式抽油机:结构简单操作方便和可靠耐用,但机械效率和采油综合效率低、平衡度差、耗电量过高、机体过重和冲程的长度受到限制等不易克服的缺点。
(3)塔架式抽油机(包括摩擦式抽油机):高效节能、结构简单但负荷较大时滑转、自卸载和测示功图困难等缺点,另外抽油机不易抽稠油。
(4)链条式抽油机:结构简单、质量轻、耗能少、冲次低、冲程长、悬点加速度变化小,惯性载荷小,运行平稳,减速器额定扭矩小和易于安装等特点但由于换向和平后机构不合理等原因,现场使用中经常出现故障,需要经常停机维修,不仅增加了修理费用,而且严重影响了原有的正常生产。
根据当前石油工业发展的需要,以及近年来国内长冲程抽油机发展的状况,再次强调了发展长冲程抽油机的现实意义。
发展长冲程抽油机不仅有利于减缓老油田高含水开采后期原油产量递减速度,而且有利于开发稠油、低渗透等油田的“难动用储量”,还有利于对沙漠油田深井及超深井的开采。
但是,对游梁式抽油机进行增大冲程的工艺设计时存在着造价高昂、外形尺寸大、使用中功率消耗大等一系列的缺点。
按照工艺的要求,国内外都在研制长冲程、低冲次、大载荷、高效节能的抽油机。
这其中,链条式抽油机具有结构简单,能耗少,质量轻,冲程长,冲次低,悬点加速度变化小,惯性载荷小,运行平稳,等一系列优点,得到了普遍发展。
1.3 本课题的内容本设计利用动链轮使行程加倍的原理,改进链条式抽油机的设计,同时使用复合天轮再次使冲程增加。
从而达到整机结构合理、悬点载荷大、冲刺少、冲程长、悬点加速度变化小,惯性载荷小,运行平稳,减速器额定扭矩小和易于安装。
这种抽油机还具有以下特点:(1)换向结构简单可靠。
采用曲柄滑块机构实现换向,滑块向下运动为抽油机的上行程,滑块的向上运动为抽油机的下行程;(2)长冲程、低冲次。
冲程是曲柄长度的四倍;(3)节能。
采用滑块和曲柄平衡的方式,能达到最佳的平衡效果。
抽油机的工作指标包括悬点载荷、冲程、冲次、减速器扭矩、单井机口产量等技术参数。
随着油田的不断开发,油井含水不断增大,泵挂深度不断不增加,动液面不断下降,势必引起悬点负荷增大,同时引起减速器扭矩的增大,泵径、冲程冲次也要根据工况的变化而经常调节。
抽油机常年的连续运转,工况复杂多变,再加上无人护理监管不便,因此要求其工作必须可靠。
对于油矿设备来说,可靠性是非常重要的技术指标,抽油机发生故障将会造成停产待修、油井破坏等重大事故和严重的经济损失。
加上游梁式抽油机改进设计有很多不利因素,针对上述实际情况,本次设计链条式抽油机改进方案是符合实际需求的。
第二章总体方案设计2.1 方案确定本设计利用天轮直径不同使行程加倍的原理,改进链条式抽油机的设计,从而达到整机结构合理、悬点载荷大、冲刺少、冲程长、悬点加速度变化小,惯性载荷小,运行平稳,减速器额定扭矩小和易于安装,同时使用复动增距动滑轮随之往复运动,利用动滑轮的倍增原理和动力传动系统实现复动增距。
动力消耗低于游梁式抽油机,且维护方便。
加上游梁式抽油机改进设计有很多不利因素,因此,本次设计链条式抽油机改进方案是符合实际需求的。
2.2 结构和工作原理2.2.1 结构草图图2-1 总装草图总装配草图中,各部件的名称1—电动机 2—底座 3—带轮传动机构 4—减速器 5—曲柄 6—连杆7—小车 8—链轮 9—链条 10—天轮 11—定位轮 12—钢丝绳 13—抽油杆14—桁架2.2.2 工作原理如上图所示,当抽油杆13在最低位置时,曲柄5转到最高点,与此同时,小车7跟动链轮8也到达了最高位置,曲柄滑块机构处在上支点换向位置。
此时,各部件存储的势能最大,开启电机1后,动力经带轮传动机构3、减速器4带动曲柄滑块机构逆时针运动和和动链轮下行,势能转化为动能做功,链条带动钢丝绳运动,并带动抽油杆上行。
当抽油杆13运行到最低位置时,曲柄5转到最低点,与此同时,小车7跟动链轮8也到达了最低位置,曲柄滑块机构处在下支点换向位置。
此时,各部件存储的势能最小,在电动机1的带动下,动力经带轮传动机构3、减速器4带动曲柄滑块机构逆时针运动和和动链轮下行,动能转化为势能做功,链条带动钢丝绳运动,并带动抽油杆下行,完成一个抽油工作循环。
2.2.3 各构件的具体特点和作用(1)电动机采用Y全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,具有防止灰尘、铁屑、或沙土等其他杂物入侵电机内部等一系列特点,增加抽油机的环境适应能力,满足西部地区环境的要求。
(2)减速器选用的起重机式减速器,因为设计要求的减速比大,故选用的结构形式为三级,在设计中选用的名义中心距450mm,公称传动比是80,安装形式为水平放置于底座上,也就是W型。
(3)带传动组件带传动是一种挠性传动。
基本组成零件为带轮(包括主动轮和从动轮)和传动带,具有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸震等特点。
正好适合抽油机的工作环境,并且选用V型带,增大接触面积,有效防滑。
受力比较大,因此带轮应该设计为多槽的型式。
(4)小车及其附件首先,小车的设计运动为往复运动,因此最好让小车在导轨上运动,所以,设计中会在小车上放置八个轮子,轮子与小车体用的轴销连接的型式,轮子要直线运动,才能满足小车往复运动的要求。
因此在桁架上放置四个导轨,用于放小车轮,从而实现小车的往复运动。
(5)链轮及链轮轴链传动是一种挠性传动,它由链条跟链轮组成。
通过链条链结跟链轮的啮合传动来传递动力和运动。
与摩擦型带传动相比,链传动无弹性滑动和整体打滑现象,又因链条不需向带传动那样张的很紧,所以作用于轴上的径向压力比较小,同时链传动能耐高温和潮湿的工作环境,环境适应能力强,满足我国大部分地区环境的要求,符合我国未来的发展需求。