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。2003年最大的石油消耗国是美国（2010万桶每日）、中国（600万桶每日）、日本（550万桶每日）和德国（270万桶每日）。每年石油消耗量增长率是2%。

工业国家的人均石油消耗量要比发展中国家的人均石油消耗量要高得多。2003年美国年人均的石油消耗量为26桶，德国为11.7桶，中国为1.7桶，印度为0.8桶，孟加拉国只有0.2桶[7]。

我国机动车保有量已达1.99亿辆，其中汽车8500多万辆，中国目前就汽车保有量已经超过7500万辆左右的日本，仅次于拥有约2.5亿辆的美国，成为全球汽车保有量第二大国。我国还有数量不详的农用车与黑车。这些车如果都加上的我国的车辆保有量必然是世界第一多的国家。而且我国还以每年新增机动车2000多万辆的数量在增加。

2002年中国有将近2050万辆车，当时中国每天大约消耗540万桶石油。而现在我们到底每天需要多少万桶石油消耗?根据国际能源组织的评估：仅中国自己就需要世界石油需求增长的40%，中国的能源消费占全球的10%，美国能源消费是中国的两倍，因此中国的石油消费将增长7.6%每天达920万桶。到2015年中国预计将每天消费石油达到1160万桶。从全球各大分析机构对于中国的能源需求量日益增大，都感觉到能源未来价格的不可预测。

超稠油是极其粘稠又易凝固的原油，在全世界都是公认的开采难题，被称为“流不动的油田”。勘探人员发现，在准噶尔盆地西北缘的风城油田，超稠油黏度更高，甚至当温度低于80 时就无法流动。

目前，我国已发现稠油地质储量约10亿吨，其中风城油田的稠油储量达3.6亿吨，是国内最大的整装稠油油藏。

中石油已在风城油田布局我国首个超稠油水平井火驱试验基地，预计今年将建设50万吨产能。按照规划，2015年风城超稠油油田将全面建成，原油年产规模达400万吨。

随着超稠油的大规模开发，风城油田电力负荷也高速增长。根据预测，到2020年，稠油区块用电负荷将由目前的7.1兆瓦达到44.5兆瓦左右[9]。

1.2抽油机的简介

目前，油田上的采油方式分为自喷式和机械式两种方式。自喷式是利用油井中自身的压力将油采出到地面，这种方式常用于新开发的并且储量的油田；但是油田不断的开发，井下的压力就会不断降低，直到不能产生自喷，就必须采用机械设备来将原油采出地面我们把这种开采的方式称为机械采油。我国目前大多数油田的开采已进入了中后期的开发，基本上失去了自喷能力，这就是我国从自喷采油转入了机械采油。而在机械采油当中，抽油机采油是最普遍的，约占整个机械采油的90%以上。目前我国现有的抽油机已达20多万台，它已有百余年的历史。其中最早最普遍的是游梁式抽油机，因为它简单比较结构，制造比较容易，维护起来方便，所以在油田上得到了广泛使用。二十世纪八十年代以来有杆抽油机的技术得到了突破性的发展，经过科学家的不断努力，在抽油机的理论和实践上都有很大的进展。现在国内外有上百家公司致力于抽油机的研究。抽油机主要有以下几种类型：

常规型、前置型、偏置型

按结构形式

斜井型、低矮型、活动型

游梁抽油机游梁平衡

机械平衡曲柄平衡

按平衡方式复合平衡

气动平衡

低矮式、滚筒式、塔架式、钢带式

无游梁抽油机

链条式、皮带式、绳索式[9][10]

图1.1 抽油机的种类