游梁式抽油机设计
游梁式抽油机的设计.
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绪论CYJY12-4.8-73HB型抽油机设计1 绪论1.1抽油机的应用油田开采原油的方法分为两类:一类是利用地层本身的能量来举升原油,称为自喷采油法,常见于新开发且储量大的一些油田;另一类是到了油田开发的中后期,地层本身能量不足以使原油产生自喷,必须人为地利用机械设备将原油举升到地面,称为人工举升采油法或机械采油法[1]。
上述采油方法中不利用抽油杆传递能量的抽油设备统称为无杆抽油设备,利用抽油杆上下往复进行驱动的抽油设备统称为有杆抽油设备。
利用抽油杆旋转运动驱动井下单螺旋泵装置,虽然也有抽油杆,但习惯上不列入有杆抽油设备[3]。
有杆泵采油技术是应用最早也最为广泛的一种人工举升机械采油方法。
有杆抽油系统主要有三部分组成:一是地面驱动设备即抽油机,它由电动机、减速器和四连杆机构(包括曲柄、连杆和游梁)等组成:二是井下的抽油泵(包括吸入阀、泵筒、柱塞和排出阀等),安装于油管的下端:三是抽油杆,它把地面驱动设备的运动和动力传给井下抽油泵。
抽油机是一种把原动机的连续圆周运动变成往复自线运动,通过抽油杆带动抽油泵进行抽油的机械设备。
游梁式抽油机是机械采油设备中问世最早的抽油机机种,1919年美国就开始批量生产这种抽油机。
目前我国大多数油田己相继进入了开发的中后期,油井逐渐丧失自喷能力,基本上己从自喷转入机采。
80年代初,我国拥有机采油井2万口,占总油井数的57.3%,机采原油产量占总产量的27 %,2000年我国油气田共有抽油机采油井约8万口,占油田总井数的90%。
在这些机采油井中,采用抽油机有杆式抽油的占90%,采用电潜泵、水力活塞泵、射流泵、气举等其它无杆式抽油的只占10%。
近几年,随着稳油控水和节能的要求不断提高,各种型式的节能型抽油机和长冲程抽油机的数量不断增加。
由此可见,抽油机在各油田的生产中有着举足轻重的地位,并且随着油田的进一步开发,各种新型节能抽油机将会得到广泛地推广和应用。
1.2 国内外抽油机的发展概况CYJY12-4.8-73HB型抽油机设计1.2.1国外抽油机的发展概况在国外,研究开发与应用抽油机已有100多年的历史[4]。
常规游梁式抽油机主要结构参数的优化设计
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常规游梁式抽油机主要结构参数的优化设计常规游梁式抽油机是一种常用的输油装置,其主要结构参数的优化设计可以对其性能进行改进,提高其运行效率和可靠性。
本文将对常规游梁式抽油机主要结构参数进行优化设计,包括游梁长度、游梁截面形状和抽油杆直径等。
首先,游梁长度是常规游梁式抽油机中一个重要的结构参数。
游梁长度直接影响到抽油杆的行程和往复运动次数,在保证充分抽油的同时,要尽量减少杆件的磨损和能耗。
根据实际工况和抽油需求,可以通过模型计算和实验测试,得到最优的游梁长度。
一般而言,游梁长度应尽量适当,既能确保抽油杆的行程充分,又能减少抽油过程中的能耗和磨损。
其次,游梁截面形状也是常规游梁式抽油机的一个关键参数。
游梁截面形状直接影响到游梁的刚度和强度,进而影响到整个抽油机的运行性能。
对于游梁截面形状的优化设计,一方面可以通过有限元分析和疲劳试验来确定合适的截面形状,避免应力集中和疲劳破坏;另一方面,可以通过几何优化设计和材料选择,来改善结构的刚度和强度,提高抽油机的运行效率和寿命。
最后,抽油杆直径也是常规游梁式抽油机中一个重要的结构参数。
抽油杆直径直接影响到抽油杆的刚度和强度,进而影响到整个抽油机的运行效率和可靠性。
抽油杆直径的优化设计需要综合考虑抽油机的工作负荷、抽油深度和运行速度等因素。
一般而言,抽油杆直径应尽量适当,既能满足抽油机的工作需求,又能保证抽油杆的强度和刚度,避免因直径过大或过小而导致的过度磨损或破坏。
综上所述,常规游梁式抽油机的主要结构参数优化设计包括游梁长度、游梁截面形状和抽油杆直径等方面。
通过合理的优化设计,可以提高抽油机的运行效率和可靠性,减少能耗和材料磨损,延长抽油机的使用寿命。
优化设计要综合考虑抽油机的工作条件、工作负荷和运行速度等因素,采用合适的分析方法和试验手段,确保设计参数的准确性和可靠性。
毕业设计常规游梁式抽油机设计
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毕业设计常规游梁式抽油机设计引言:抽油机是石油开采中不可缺少的重要设备之一、游梁式抽油机作为抽油机的一种常见设计,已经在石油开采中得到广泛应用。
本文将对游梁式抽油机进行常规设计,从结构设计、工作原理、控制系统等方面进行详细阐述。
一、结构设计:游梁式抽油机的结构主要由主骨架、曲柄杆、游梁、连杆等组成。
主骨架是整个抽油机的主要支撑结构,承受着巨大的载荷。
曲柄杆通过曲轴与发动机相连接,通过往复运动驱动游梁实现抽油机的工作。
游梁由游梁杆和游梁头组成,游梁杆可以左右滑动,提供了抽油机的往复运动。
连杆连接着游梁和曲柄杆,使得游梁能够沿着曲柄杆方向运动。
二、工作原理:游梁式抽油机的工作原理基于连杆机构,将曲柄杆的旋转运动转变为游梁的往复运动。
曲柄杆与游梁通过连杆连接,当曲柄杆旋转时,连杆将转动力转移到游梁上。
由于游梁杆可以左右滑动,游梁在连杆驱动下完成了往复运动。
当游梁向上运动时,抽油杆与井下抽油泵相连,完成抽油工作。
当游梁向下运动时,抽油杆与井下抽油泵断开,准备进行下一次往复运动。
三、控制系统:常规游梁式抽油机的控制系统主要包括位置控制系统和液压系统。
位置控制系统通过传感器、控制器等实现对游梁位置的监测和控制,保证游梁的往复运动的准确性。
液压系统通过控制液压泵和液压缸等实现对游梁的驱动,控制游梁的上下运动。
在工作过程中,位置控制系统和液压系统紧密配合,以保证抽油机的正常工作。
四、优化设计:为了提高游梁式抽油机的效率和可靠性,可以进行优化设计。
首先,可以通过材料选择和结构设计来提高主骨架的强度和刚度,以承受更大的载荷。
其次,可以优化连杆的设计,减小摩擦损失,提高能量传递效率。
此外,还可以提高液压系统的控制精度和响应速度,以提高抽油机的工作效率。
结论:本文对游梁式抽油机进行了常规设计,并对其结构、工作原理和控制系统进行了详细阐述。
通过优化设计,可以进一步提高抽油机的效率和可靠性,促进石油开采工作的顺利进行。
这对于石油工业的发展具有重要意义,也为相关领域的研究提供了一定的参考。
游梁式抽油机设计
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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。
常规游梁式抽油机设计
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常规游梁式抽油机设计抽油机是利用物理原理将水或其他液体从井底抽上来的装置,广泛应用于石油、石油化工和水处理等领域。
常见的抽油机类型有很多,其中梁式抽油机是一种常用的设计。
下面将介绍梁式抽油机的设计原理和构造。
梁式抽油机的设计可以分为三个部分:输液系统、驱动系统和支撑系统。
输液系统是梁式抽油机的核心部分,它负责将井底的液体抽到地面。
输液系统包括井口设备、抽油杆和泵。
井口设备通常包括井口阀、井口头和泵桥等设备,其作用是保证液体正常流入抽油杆和泵。
井口阀用于控制液流的通断,井口头用于连接抽油杆和泵。
抽油杆是将驱动力传递给泵的关键部件。
它由一根或多根连接在一起的钢管组成,常见的有六角形和圆形截面。
抽油杆通常由优质碳素钢制成,具有较高的强度和刚性。
电机是驱动系统的主要动力源,负责提供驱动力给减速器。
电机的选型要根据抽油机的功率和工作条件来确定。
减速器用于将电机的高速旋转转换为适合抽油机运行的低速旋转。
减速器通常采用齿轮传动的结构,能够提供较高的传动比和较大的扭矩输出。
连杆是将减速器的旋转运动转换为抽油杆的线性往复运动的关键部件。
它由一对连杆和一根活塞杆组成。
连杆和活塞杆要具有较高的强度和刚性,以确保传动的可靠性和稳定性。
支撑系统是梁式抽油机的支撑和定位装置,它负责固定抽油机的各个部件,并保持其稳定运行。
支撑系统包括井口支撑装置、牵引装置和平衡装置。
井口支撑装置用于支撑并固定抽油机的上部分,通常由一个支撑架和一个固定架组成。
支撑架用于支撑抽油杆和泵,固定架用于固定井口设备。
牵引装置用于将抽油杆与支撑架连接起来,并通过定位轮对其进行固定。
牵引装置具有较高的刚性和可靠性,以确保抽油机的稳定运行。
平衡装置用于平衡抽油机在运行过程中产生的力和扭矩,以减少对井口设备和支撑系统的冲击和磨损。
通过合理的设计和选型,梁式抽油机能够高效地将井底的液体抽上来,并保持稳定的运行。
在设计过程中,需要考虑井深、产液量、液体性质和工作环境等因素,并且要根据实际情况进行调整和改进,以提高抽油机的性能和可靠性。
异相型游梁式抽油机设计
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异相型游梁式抽油机设计
异相型游梁式抽油机的驱动装置采用电机与减速器相结合的方式。
电
机可以提供稳定的动力源,减速器则可以将电机输出的速度降低到适合抽
油机工作的范围。
同时,减速器还可以提高传动效率,并且保护电机在启
动和运行时不会过载。
在设计抽油机时,需要考虑到其工作原理。
异相型游梁式抽油机的工
作原理是利用曲轴的连续旋转运动,通过曲柄机构将旋转运动转换为往复
运动,实现抽油的目的。
具体而言,曲轴带动摆杆进行往复运动,摆杆通
过连杆与油井中的抽油杆相连,从而实现抽油杆的上下运动。
在设计异相型游梁式抽油机时,还需要考虑到关键参数的选择。
这包
括摆杆长度、连杆长度、曲轴半径等参数。
摆杆长度的选择应该合理,既
要考虑到工作范围,又要减小能量损失。
连杆长度则需要根据工作条件和
功率要求进行选择。
曲轴半径的确定也需要综合考虑安全性和结构紧凑性。
此外,还需要注意抽油机的维护和保养。
在使用抽油机之前,需要对
其进行调试和检查,保证其各个部件的连接牢固,工作状态良好。
在运行
过程中,应定期进行润滑和维护,保证抽油机的正常运行。
同时,应注意
及时更换磨损的部件,以延长抽油机的使用寿命。
总之,设计异相型游梁式抽油机需要合理选择结构形式、驱动装置和
关键参数等。
只有在设计时考虑到这些因素,才能设计出高效稳定的抽油机,为油井提供可靠的抽油服务。
异相型游梁式抽油机设计
![异相型游梁式抽油机设计](https://img.taocdn.com/s3/m/bb2738582379168884868762caaedd3382c4b511.png)
异相型游梁式抽油机设计设计异相型游梁式抽油机引言:强化油田开发技术是解决我国能源问题的重要一环。
而异相型游梁式抽油机是一种高效、稳定的抽油机,在油田生产中广泛使用。
本文旨在探讨异相型游梁式抽油机的设计思路和关键技术,以实现高效抽油和稳定工作。
1.异相型游梁式抽油机的工作原理2.异相型游梁式抽油机的设计流程(1)根据油田条件确定设计参数,如抽油深度、井眼直径等。
(2)通过初步计算,确定抽油机的运行频率和速度,以及压缩机的容量。
(3)选择合适的电机和压缩机,并根据抽油机的工况要求确定功率。
(4)根据选定的电机和压缩机,设计抽油机的细节,包括游梁、活塞、连杆等的尺寸和材料。
3.异相型游梁式抽油机设计的关键技术(1)电机选择:选择适合抽油机工况要求的电机,如转速范围、额定功率等。
(2)压缩机设计:根据抽油机的抽油深度和井眼直径,选择适当容量的压缩机。
(3)连杆设计:设计合适的连杆,使得抽油机运行平稳,并能承受油田工况下的冲击和压力。
(4)润滑系统设计:设计合理的润滑系统,保证抽油机长时间连续运转时的润滑和冷却。
(5)材料选择:选择适用于油田工况的材料,如高强度钢、耐腐蚀材料等。
4.异相型游梁式抽油机的优势和应用(1)优势:具有较高的能效比和工作效率,节省资源和成本。
(2)应用:广泛应用于油田生产中,可以提高抽油效率和稳定性。
结论:异相型游梁式抽油机是一种高效、稳定的抽油设备,在油田开发中具有重要的应用价值。
通过合理设计和选材,可以实现异相型游梁式抽油机的高效工作,为国家能源安全和发展做出贡献。
同时,为了进一步提高异相型游梁式抽油机的工作效率和可靠性,我们还需要加强对该设备的研究和技术创新。
游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用
![游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/d7b8f229cd1755270722192e453610661ed95a22.png)
游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用第一篇:游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用课程设计课程游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用院系石油工程专业班级学生姓名学生学号指导教师****年**月**日游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用第1章前言1:1 设计的目的及意义油田开发是一项庞大而复杂的系统工程,必须编制油田开发总体建设方案—油田开发工作的指导性文件。
采油工程设计更是总体方案的重要组成部分和方案实施的核心,而游梁式抽油机的设计抽油装置系统设计更是采油课程设计的重中之重。
该课程为石油工程专业采油模块学生必修课,它是石油工程专业主干课《采油工程》的扩展和补充。
石油工程学生在学完专业基础课和专业课之后,为加深学生对采油工程深入了解,训练学生系统,全面和综合应用采油工程技术方法和设计能力,开设本课程。
目的是为了学生综合应用能力打下基础,培养学生毕业后能更快的适应和应用采油工程理论和技术方法解决采油工程问题。
有杆泵采油包括游梁式有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油两种方法。
其中游梁式有杆泵采油方法以结构简单、适应性强和寿命长等特点,成为目前最主要的采油方法。
抽油机是有杆泵抽油的主要地面设备,按是否有梁,可将其分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。
游梁式抽油机是通过游梁与曲柄连杆机构将曲柄的圆周运动转变为驴头的上、下摆动。
依据详探成果和必要的生产试验资料,在综合研究的基础上对具有工业价值的油田,按石油市场的需求,从油田的实际情况和生产规律出发,提高最终采收率。
近些年来,为了满足采油工艺对长冲程、低冲次抽油机的需要,国内近年来研制出多种新型游梁式与无游梁式长冲程、低冲次、节能抽油机。
游梁式抽油机的设计受到了抽油机设计工作者的重视,并取得了明显的经济效益,游梁式抽油机的最基本特点是结构简单,制造容易,维修方便,特别是它可以长期在油田全天运转,使用可靠。
因此尽管它存在驴头悬点运动的加速度大,平衡效果差,效率低,在长冲程时体积较大和笨重的特点,但依旧是目前应用最广泛的抽油机。
常规游梁式抽油机主要结构参数的优化设计
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常规游梁式抽油机主要结构参数的优化设计摘要:游梁式抽油机是油田目前主要使用的抽油机类型之一,主要由了驴头—游梁—连杆—曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。
本文试图用现代设计方法中的优化设计法,对CYJ8-3-48B常规性游梁式抽油机进行结构参数的优化,并提出了将最大关键字:游梁式抽油机优化设计数学模型第一章常规游梁式抽油机1.1常规游梁抽油机的介绍游梁式抽油机,也称梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机,指含有游梁,通过连杆机构换向,曲柄重块平衡的抽油机,俗称磕头机。
从采油方式上为有杆类采油设备(从采油方式上可分为两类,即有杆类采油设备和无杆类采油设备)。
游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构,其整机结构特点像一架天平,一端是抽油载荷,另一端是平衡配重载荷。
游梁式抽油机具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点。
根据我国行业标准GB/T 29021《石油天然气工业——游梁式抽油机》,抽油机标准型号标注格式如下:游梁式抽油机类别代号:CYJ。
减速器齿轮齿形代号:无代号为渐开线齿形、H为点啮合双圆弧齿形。
平衡方式代号:Y为游梁平衡,B为曲柄平衡,F为复合平衡,Q为气动平衡。
游梁特征代号:直游梁不标注符号、Y为异相曲柄、S为双驴头、X为下偏杠铃、T为调径变矩、Q为前置型、W为弯游梁等。
示例:规格代号为8—3—37的常规型游梁式抽油机,减速器采用点啮合双圆弧齿轮,平衡方式为曲柄平衡,其型号为CYJ8—3—37HB。
抽油机工作时,电动机转速通过皮带传动到减速器,然后由减速器输出轴驱动曲柄、连杆、横梁、游梁(四连杆机构),把减速箱输出轴的旋转运动变为游梁与驴头的往复运动,并通过悬绳器带动抽油杆做上下往复的直线运动,实现对原油的抽汲。
如图1-1所示:1-悬绳器;2-底座;3-支架;4-支架轴;5-驴头;6-游梁;7-横梁;8-游梁平衡重;9-连杆;10-曲柄;11-减速器;12-电动机;13-刹车图1-1 常规型游梁式抽油机结构组成示意图1.2常规游梁式抽油机的几何参数间的关系为了方便计算我们将常规性游梁式抽油机简化为下图,如图1-2这其实是一个很典型的四连杆机构,其中R 为曲柄,当悬点处于下死点时,悬点位移为零,游梁后壁端点位于上死点,此时连杆P 与曲柄R 展开在一条直线上,我们将这一直线设为零度线,应用余弦定律,可得曲柄零度线与K 的夹角(曲柄初相角)Ф的解析式:Ф=])(2)(arccos[222R P K R P C K +++-且此时驴头在下死点位置的ψ角为:]2)(arccos[ψ222b CKR P K C +-+= 另外,当θ不等于0时,各几何参数关系如下:)cos(222φθ+++=KR R K J22H I K +=χ=)2arccos(222CJP J C -+ ᴘ=)]sin(arcsin[φθ+JR 所以ψ=χ+ᴘ另外驴头在上死点位置的ψ角为:]2)(arccos[ψ222t CKR P K C --+= 故悬点相对于下死点的位移是)ψψ(b -=A S A如图1-3,有瞬心法可得,3413314131P P P P ωω=即3413141313P P P P ωω= 且)ψsin()sin(1413---=βπαπR P P )ψsin(sin 3413--•=βπβCP P 所以βαωωsin sin 13C AR A v A =•=则对速度公式对时间t 求导,可得加速度:βββφθβαω321sin ψsin cos sin )sin(cos sin )(++-=C RCP ARK a A式中游梁后臂C 与连杆P 之间的夹角β,由C 、J 、P 构成的三角形余弦定理得:)2arccos(222CP J P C -+=β曲柄半径R 与连杆P 之间的夹角α:)(2φθψβπα+---=悬点位移对曲柄转角θ的变化率是抽油机减速器曲柄轴扭矩计算的重要特性参数,即扭矩因数,βαωθθsin sin )(C AR v d dS TF A A ===第二章 常规游梁式抽油机的优化设计及数学模型2.1 优化设计优化设计是一门新兴学科,它是以电子计算机为工具,寻求最优设计参数和结构的现代设计方法之一。
常规游梁式抽油机设计
![常规游梁式抽油机设计](https://img.taocdn.com/s3/m/b2a907c70508763231121222.png)
目录任务书第1章概述1.1抽油机类型、特点、应用等陈述1.2抽油机存在的问题1.3抽油机的发展方向第2章常规游梁式抽油机传动方案计2.1简述系统的组成工作原理等2.2 绘制系统的机构(运动)简图第3章曲柄摇杆机构设计3.1 设计参数分析与确定·(的有示意图)3.2 按K设计曲柄摇杆机构3.3 曲柄摇杆机构优化设计分析3.3.1满足有曲柄条件?3.3.2满足传动角条件?(结合图分析)3.3.3满足a最小吗?3.4结论和机构运动简图第4章常规游梁式抽油机传动系统运动和动力参数分析计算4.1 传动比分配和电动机选择4.2 各轴转速计算4.3各轴功率计算4.4各轴扭矩计算第5章齿轮减速器设计计算5.1 高速级齿轮传动设计计算运动和动力参数的确定计算过程5.2 低速级齿轮传动设计计算运动和动力参数的确定计算过程5.3结论及运动简图第6章带传动设计计算6.1 带链传动的方案比较6.2 带传动设计计算运动和动力参数的确定计算过程(参见例题)6.3结论及运动简图第7章轴系部件设计计算7.1 各轴初算轴径7.2 轴的结构设计内容包括:选择轴承、轴承配置、轴上零件定位、固定等。
最后要有设计结果:图7.3滚动轴承寿命验算7.4轴的强度和刚度验算第8章连接件的选择和计算8.1 齿轮连接平键的选择与计算3根轴8.2 带轮连接平键的选择与计算大小带轮8.3螺纹连接件的选择轴承座孔旁、箱盖与箱座、地脚等第9章设计结论汇总已知条件:结论:曲柄摇杆机构各杆长、齿轮减速器参数(输入输出扭矩、传动比、齿轮齿数、中心距)、带传动参数(带根数、大小带轮直径、传动比)总结参考书目东北石油大学工程训练任务书课程机械设计基础题目常规游梁式抽油机传动系统设计专业装备01 姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等一、设计的目的1、综合利用所学的知识,培养解决生产实际问题的能力。
2、掌握一般的机械传动系统设计方法和步骤。
3、掌握基本机构一般的设计方法和步骤。
毕业设计常规游梁式抽油机设计
![毕业设计常规游梁式抽油机设计](https://img.taocdn.com/s3/m/6a808bd476eeaeaad1f33081.png)
摘要常规型抽油机,是机械采油设备中问世最早,应用最广泛,结构最简单的设备。
抽油机是石油工业中的一项重要组成部分,在抽油机驱动下,带动其他设备运转,实现油井的机械式开采。
主要分为游梁式和无梁式两大类。
游梁式抽油机主要由发动机、三角带、曲柄、连杆、横梁、游梁、驴头、悬绳器、支架、撬座、制动系统及平衡重组成。
随着时代的发展,对环保节能要求的不断提高,在理论与实践相结合的基础之上,目前国内外抽油机的总的发展趋势是向着超大载荷,长冲程,低冲次,精确平衡,自动化,智能化,节能化,高适应性,无游梁长冲程方向发展。
本设计主要根据抽油机的四杆机构(曲柄——连杆——横梁——游梁)的工作原理。
本文介绍了常规抽油机工作原理与节能原理,以及设计过程中对抽油机运动学和动力学分析与计算,阐述了这种设备的运动规律。
游梁式抽油机驴头的悬点载荷标志抽油机的工作能力的重要参数之一,而看它是否节能,其技术指标是抽油机的电动机实耗功率的大小及减速器的工作状态。
本设计全面概述了常规性抽油机的发展概况,抽油机的优化设计及其节能原理。
另外,设计者对抽油机得几何参数,运动参数,动力学参数进行了全面的分析计算。
此外,本设计不仅采用了计算机编程来计算抽油机的运动和动力学参数,而且采用了Auto CAD绘图软件,并附有中英文对照资料。
关键词:常规型抽油机;悬点载荷;结构;设计计算AbstractConwentional beam-pumping unit to take out the oil machine,publishing in the machine oil extraction equapments at the earliest stage,applied extensive,the most simple equipments in structure.Pumping unit is an important component in the petroleum industry, driving by the pumping units,and the other equipments are running in order to achieve the mechanized exploitation of the oil well. It is mainly classified beam and non- beam two categories. Beam style pumping unit mainly consists of the engine, triangle belt, crank, connecting rod, beam, beam, donkey head, hanging a rope device, cradles, pry block, brake system and balance weight. With the development of the ages, the requirements of energy-saving and the consciousness of environmental protection enhancement, on the basis of the combining of the theory and practice, the current domestic and international pumping unit’s overall development trend is toward super-load, long stroke, low stroke times, precise balance, automatic, intelligent, energy- saving, high adaptability and non-beam long stroke direction. This design was mainly according to the principle of four-pole framework (crank -- connecting rod -- beam -- beam) of pumping unit’s.In this article ,working routine and power-saving technology of the conventional beam-pumping unit will be introduced, and during the designing procedure, the analysis of kinetic and dynamic to the pumping units express law of motion of this kind of equipment .The air load of beam style pumping unit is one of the important parameters, which is the first sign of the work capacity, and see it whether energy-saving, the technical indicators are the size of the electromotor consumption power and the work state of the pletely this design said the difference al mutually a development general situation that took out the oil machine excellent to turn the design and it economized on energy the principle .Moreover,designed to taking ou the oil machine get several parameter,sport parameter ,the dynamics parameter carried on the analytical calculation completely.In addition, not only computer programming to calculate the movement and dynamics parameters is used in the design, but also the application of the Auto CAD software, simultaneously with Chinese-English information.Key words: Conventional Pumping Unit,;Horsehead load,;Structural Characteristic,;Design Calculation目录第一章绪论 (1)1.1游梁式抽油机技术发展 (1)1.1.1我国抽油机的现状 (1)1.2常规性游梁式抽油机的工作原理及节能原理 (2)1.2.1工作原理 (2)1.2.2节能机理 (2)1.3节能型抽油机技术发展方向 (4)1.3.1智能控制是采油设备发展的方向 (4)1.3.2基础材料的研究应用即将造就一个立式抽油机时代 (5)1.3.3采油设备向通用化和个性化发展 (5)1.3.4采油设备向艺术性发展 (5)1.4游梁式抽油机优化设计数学模型的研究 (5)第二章计算部分 (7)2.1设计原始数据 (7)2.2结构组成 (7)2.3主要参数 (8)2.4建立动力模型示功图 (8)2.5运动学计算 (9)2.5.1常规游梁式抽油机几何关系计算式 (9)2.5.2光杆(悬点)加速度计算式 (10)2.5.3悬点载荷计算式 (10)2.5.4扭矩因数和光杆位置因数计算式 (10)2.5.5减速器净扭矩计算式 (10)2.5.6抽油机扭矩因数几几何计算 (11)2.6设计原始参数 (11)2.6.1参数 (11)2.6.2抽油机几何结构尺寸 (11)2.7运动学的运算 (12)第三章主要部件的设计计算 (14)3.1电动机的选择计算 (14)3.2计算传动比及减速器的选择 (14)3.2.1抽油机的总传动比 (14)3.2.2选减速器 (15)3.2.3带的传动比 (15)3.3传动装置的运动和动力参数的计算 (15)3.4带传动的设计 (16)第四章抽油机的各结构的强度校核 (19)4.1连杆的应力分析与强度校核 (19)4.2曲柄连接设计强度校核 (20)4.3游梁的应力分析及强度校核 (22)4.4游梁支承的强度校核 (25)4.5滚动轴承的选择和寿命计算 (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录一中文译文 (i)附录二外文资料原文 (v)常规游梁式抽油机设计第一章绪论1.1游梁式抽油机技术发展抽油机产生和使用由来已久,迄今已有百年的历史。
常规游梁式抽油机优化设计
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常规游梁式抽油机优化设计摘要游梁式抽油机的优化设计必须充分考虑抽油机载荷的特殊性。
根据对所选择的各种目标函数优缺点的分析,提出了以有效扭矩作为目标函数,并通过约束条件对峰值扭矩及绝对值最大负扭矩进行限制的数学模型。
分析了按各种方案对冲程4.2m10型抽油机进行计算的结果,指出该模型可使抽油机整体设计达到最佳状态本文建立了以有效净扭矩为目标函数的游梁式抽油机的优化模型,并采用Matlab对优化模型进行求解。
通过对冲程 4.2m10型抽油机优化实例并与国、内外对比结果表明,文中优化设计方案有效可行。
关键词抽油机;游梁式抽油机;优化设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
游梁式抽油机设计课程设计说明书
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游梁式抽油机设计课程设计说明书学生课程设计(论文)题目:游梁式抽油机第一部分(电动机选择带传动设计减速器设计)学生姓名:学号:所在院(系):专业:班级:指导教师:职称:2021年X月X日目录一.电机选择……………………………………………………………61.1选择电机……………………………………………………………61.2计算并分配传动比…………………………………………………61.3传动装置的运动和动力参数计算…………………………………6二.带传动设计…………………………………………………………8三.齿轮设计……………………………………………………………103.1高速级齿轮设计…………………………………………………103.2低速级齿轮设计…………………………………………………14四.轴的设计……………………………………………………………194.1I轴的设计计算…………………………………………………194.2II轴的设计计算…………………………………………………204.3III轴的设计计算…………………………………………………23五.轴承寿命计算………………………………………………………265.1I轴轴承寿命计算…………………………………………………265.2II轴轴承寿命计算…………………………………………………275.3III轴轴承寿命计算…………………………………………………28六.键的校核……………………………………………………………30七.润滑及密封类型选择………………………………………………31八.减速器附件设计……………………………………………………32九.主要尺寸及数据……………………………………………………33十.参考文献……………………………………………………………34XX学院本科学生课程设计任务书题目15抽油机机械设计1、课程设计的目的本课程设计为学生提供了一个既动手又动脑,自学,查资料,独立实践的机会。
游梁式抽油机设计计算
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游梁式抽油机设计计算卢国忠编 05-04游梁式抽油机的主要特点是:游梁在上、下冲程的摆角相等,即上下冲程时间相等。
且减速器被动轴中心处游梁后轴承的正下方。
一、几何计算1.计算(核算) 曲柄半径R和连杆有效长度P己知:冲程S、游梁后臂长C、游梁前臂长A、极距K(参见图1)由余弦定理推导可得:公式: ()b t CK K C CK K CR ψψcos 2cos 2212222-+--+=------(1)R CK K C P t --+=ψcos 222 -------(2)式中:1090δφψ+-=t 2090δφψ--=bH I tng 1-=φ AS mas πδδ4360021⨯==22H I K +=2. 计算光杆位置系数R P :PR 是在给定的曲柄转角θ时,光杆从下死点计算起的冲程占全冲程的百分比。
(图2)(图3) 公式:10⨯--='=bt t mas S s PR ψψψψ% -----------(3)曲柄max S PR s ∙='()121δδ∙-=PR式中:b t ψψ, 分别代表下死点和上死点的ψ角的值ρχψ-=()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-J R φϑρsin sin 1 βcos 222PC C P J -+= ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=-CJ P J C 2cos 2221χ⎪⎪⎭⎫⎝⎛---++=-CP R K KR P C 2)cos(2cos 22221ϕθβ ()φθψβα--+= 上冲程 ()[]φθψβα--++=360 下冲程 二运动计算己知:曲柄角速度ω、曲柄转角θ,分析驴头悬点的位移s 、速度v 、加速度a 的变化规律。
1. 假定驴头悬点随u 点作简谐振动:()ϑωϑωϑcon C AR a CARv CARs ⨯⨯=⨯⨯=-⨯=2sin cos 1 以C AR S 2max =代入得: ()ϑωϑωϑc o s 21s i n 21c o s 1212m a xm a x m a x S a S v S s ==-=2max max 21ωS a =2.接严格的数学推导 ⎪⎭⎫⎝⎛+=P R S a 121max 2max ω三动力计算1.从示功图上求悬点载荷W示功图是抽油机悬点载荷W 与光杆位置PR 的关系曲线图。
游梁式抽油机设计
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一、 课程设计的目的另配有设计图纸cad.proe.Qq275673028本课程设计为学生提供了一个既动手又动脑,自学,查资料,独立实践的机会。
将本学期课本上的理论知识和实际有机的结合起来,锻炼学生实际分析问题和解决问题的能力,提高学生综合运用所学知识的能力,装配图、零件图的设计绘图能力。
二、电动机的选择(图号14)电动机的功率为45KW.冲次为9n/min,故与配重项链的曲柄的转速n=9n/min,传动比的合理范围。
V 带传动比范围2~4,二级斜齿轮减速器传动比范围8~60,故总传动比范围i=16~240。
电动机的转速可选范围n'=(16~240)*12=(192~2880)n/min,综合考虑电动机的各个因素,可选定转速为590n/min 的Y315S-10型电动机,功率为45KW 。
三、传动装置的总传动比和传动比分配1、总的传动比由选定的电动机转速和冲次可求得总传动比i=590÷9=65.552、传动比的分配初选V带传动比i=3.3则减速器传动比i=65.55÷3.3=19.865二级减速器高速级传动比i=4.5则低速级传动比i=19.865/4.5=4.41三、传动装置运动与运动参数的计算1、各轴转速:1n =3.3590=178.8n/min 2n =45.48.178=39.73n/min 941.473.393==n n/min 2、各轴扭矩和输入功率的计算==11ηP P =⨯94.04542.3kw=1T 95501n P =9550=⨯8.1783.42 2.26KN ∙m ==212ηP P 99.098.03.42⨯⨯=41.04kw==229550n p T 9550=⨯73.3904.419.86M KN ⋅ ==323ηP P 41.0499.098.0⨯⨯=39.82kw==3339550n P T 9550=⨯982.3942.25M KN ⋅四、带传动的设计与计算(图号为13)带传动的设计内容包括带的型号,确定基准长度、根数、中心距、带的材料,基准直径以及机构尺寸、初压力和压轴力、张紧装置等。
异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计
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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。
常规游梁式抽油机设计毕业设计
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常规游梁式抽油机设计毕业设计游梁式抽油机是一种常用的抽油设备,其主要用于油田开采中将地下原油抽出地面。
在这个毕业设计中,我们将设计一个具有高效能、可靠性和经济性的游梁式抽油机。
1.设计原理游梁式抽油机是一种间接式抽油装置,其运动原理是利用一个游梁的摆动来驱动杠杆系统,进而带动抽油杆进行上下运动。
游梁的摆动是通过一个驱动杆与曲柄机构相连实现的。
驱动杆通过与活塞杆相连,将往复直线运动转化为往复转动运动,进而带动游梁的摆动。
游梁在摆动过程中,驱动抽油杆上下运动,从而将地下原油抽上地面。
2.设计要求为了满足抽油机的高效能、可靠性和经济性的要求,我们需要考虑以下几个方面的设计:2.1驱动系统设计驱动系统是游梁式抽油机的关键部分,其设计应该具有高效的转动能力和稳定的运动性能。
我们将采用齿轮传动和链条轮传动相结合的方式来实现驱动系统。
2.2游梁设计游梁的设计需要考虑其材料的选择、结构的强度和稳定性。
我们将采用高强度钢材作为游梁的材料,并进行合理的结构设计,确保游梁在工作过程中稳定可靠。
2.3安全性设计抽油机涉及到高速运动和大扭矩的传递,安全性设计非常重要。
我们将在抽油机设计中考虑安全装置,包括过载保护装置、紧急停机按钮等,以确保操作员和设备的安全。
2.4经济性设计经济性设计要求在保证设备性能的前提下,尽量减少材料和能源的使用,降低成本。
我们将进行合理的设计和材料选择,以提高设备的经济性和可持续发展。
3.设计流程在设计过程中,我们将按照以下步骤进行:3.1了解设计要求和技术规范首先,我们需要详细了解抽油机的设计要求和技术规范。
包括工作条件、工作环境、工作负载等。
3.2确定设计方案根据设计要求和技术规范,我们将确定一个合适的设计方案。
包括驱动系统的选择、游梁的结构设计、安全装置的设计等。
3.3绘制设计图纸在确定设计方案后,我们将绘制详细的设计图纸。
包括工艺流程图、装配图、零件图等。
同时,我们还需要进行力学分析和计算,以确保设计方案的合理性和稳定性。
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目录前言 (3)第1章 选题背景 (5)1.1研究目的和意义 (5)1.2国内外抽油机的发展概况 (6)1.2.1 国外抽油机的发展概况 (6)1.2.2 国内抽油机的发展概况 (8)1.3游梁式抽油机的特点、现状和发展趋势 (10)第2章 总体方案设计 (13)2.1抽油机的基本工作原理 (13)2.2抽油机的基本简图 (14)2.3抽油机设计原理的确定 (15)2.4抽油机总传动方案: (18)2.5平衡方式的确定 (19)2.6安装尺寸与机构相关参数 (20)第3章 基本参数的确定 (21)3.1游梁式抽油机的运动学分析 (21)3.1.1 几何尺寸分析 [10] (22)3.1.2 悬点的位移、速度、加速度的分析 (24)3.2游梁式抽油机悬点载荷计算 (26)3.2.2悬点动载荷的大小和变化规律 (33)3.2.3悬点的最大载荷和最小载荷 (35)3.2.4 摩擦力对悬点载荷的影响 (36)3.2.5游梁抽油机的抽汲工况 (38)3.3游梁式抽油机减速器曲柄轴净扭矩的计算 (38)3.4游梁式抽油机扭矩特性参数 (41)3.5游梁式抽油机电机功率的确定 (43)3.6游梁式抽油机的平衡计算 (46)第4章 变速机构的传动比分配及其结构确定 (47)4.1变速机构的传动比分配 (47)第5章 主要部件的设计 (49)5.1曲柄 (49)5.2 连杆 (49)5.3 游梁 (50)5.4 驴头 (51)5.5 横梁 (52)5.6常规游梁抽油机装配体 (53)参考文献 (55)致谢 (56)前言油田开采原油的方法分为两类: 一类是利用地层本身的能量来举 升原油,称为自喷采油法,常见于新开发且储量大的一些油田;另一 类是到了油田开发的中后期,地层本身能量不足以使原油产生自喷, 必须人为地利用机械设备将原油举升到地面, 称为人工举升采油法或 机械采油法 [1] 。
上述采油方法中不利用抽油杆传递能量的抽油设备统称为无杆 抽油设备, 利用抽油杆上下往复进行驱动的抽油设备统称为有杆抽油 设备。
利用抽油杆旋转运动驱动井下单螺旋泵装置, 虽然也有抽油杆, 但习惯上不列入有杆抽油设备 [3] 。
有杆泵采油技术是应用最早也最为广泛的一种人工举升机械采 油方法。
有杆抽油系统主要有三部分组成:一是地面驱动设备即抽油 机,它由电动机、减速器和四连杆机构(包括曲柄、连杆和游梁)等组 成:二是井下的抽油泵(包括吸入阀、泵筒、柱塞和排出阀等),安装 于油管的下端:三是抽油杆,它把地面驱动设备的运动和动力传给井 下抽油泵。
抽油机是一种把原动机的连续圆周运动变成往复自线运动, 通过 抽油杆带动抽油泵进行抽油的机械设备。
游梁式抽油机是机械采油设 备中问世最早的抽油机机种,1919 年美国就开始批量生产这种抽油 机。
游梁式抽油机,也称梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机,指含 有游梁,通过连杆机构换向,曲柄重块平衡的抽油机,俗称磕头机。
对于本次研究的抽油机设计,主要是通过自我认识和学习的知 识,对抽油机设计有个全方位的了解和认识,在设计中不仅要完成抽 油机的设计,同时也是通过对抽油机设计,了解设计的基本常识。
本 次抽油机的设计,主要包含抽油机的整体设计:抽油机的四杆机构、 电动机选取、运动分析、V 带的选择以及各种工作参数的选择等。
对 包括抽油机在内的有杆采油系统悬点载荷计算进行研究, 对抽油机的 电机功率的选择。
根据游梁式抽油机四连杆机构的几何关系和运动特 点,对游梁式抽油机的几何结构、运动参数、动力特性等进行分析。
对抽油机的主要零部件(游梁、连杆、曲柄)强度校核。
本次设计不 仅是一次抽油机设计,对以后的设计也有这很大的帮助。
第 1章 选题背景1.1研究目的和意义游梁式抽油机是国内外石油工业的传统采油方式之一, 在我国石 油开采中有杆抽油系统一直占主导地位。
在我国各油田中,大约 80% 以上的油井采用有杆抽油系统。
游梁式抽油机以其结构简单、制造容 易、可靠性高、耐久性好、维修方便、适应现场工况等优点,在采油 机械中占有举足轻重的地位。
但游梁式抽油机也存在很多缺点,如系统的效率低、能耗大、抽 油时间以及平衡性能差等。
其中, 游梁式抽油机的主要问题是能耗大, 效率低。
我国油田在用的常规型游梁式抽油机系统效率较低,其平均 系统效率仅有 16%~23%。
因此,有杆抽油系统的节能问题已成为国 内外研究者关注的热点和重点,油田推广应用各种节能型抽油机、电 机及电控箱,虽然这些节能产品的使用提高了抽油机井系统效率,但 也随之产生一些问题,如它们能否组合使用,组合使用后的节能效果 是否是单个节能产品节能效果的算术叠加等。
因此,研究游梁式抽油 机连杆机构尺度优化及结构设计问题具有非常重要的经济效益和社 会意义。
游梁式抽油机是油田目前主要使用的抽油机类型之一, 主要由了 驴头—游梁—连杆—曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大 部分组成。
工作时,电动机的传动经变速箱、曲柄连杆机构变成驴头 的上下运动, 驴头经光杆、 抽油杆带动井下抽油泵的柱塞作上下运动,从而不断地把井中的原油抽出井筒。
游梁式抽油机是一种变形的四杆机构, 它是以游梁支点和曲轴中 心连线做固定杆,以曲柄、连杆和游梁后臂为 3 个活动件的曲柄连杆 机构, 该连杆机构各杆件尺寸的不同组合将会直接影响抽油机的动力 性能,我们将就此连杆机构的尺度综合问题展开谈论,在其他设计参 数一定的情况下, 通过优选杆长组合来讨论抽油机的重要质量指标— —悬点加速度的变化情况,从而进一步判断抽油机的性能优劣。
为了判断游梁式抽油机的动力性能优劣, 提出了游梁式抽油机连 杆机构尺度综合优选方法。
建立尺度综合的数学模型,对尺度进行综 合的优选。
并据此对抽油机的运动特性进行分析。
根据悬点的系列位 移、速度及加速度曲线,对抽油机的运动特性进行分析。
用最优尺度 综合产生的抽油机悬点最大加速度曲线变化更加平稳,峰值更小;以 此设计的抽油机运动更加平稳,有一定的节能效果,该方法也可用于 类似四连杆机构的设计。
1.2国内外抽油机的发展概况1.2.1 国外抽油机的发展概况在国外,研究开发与应用抽油机已有 100 多年的历史。
在这一百 多年的采油实践中,抽油机发生了很大的变化,特别是近 20 年来, 世界抽油机技术发展较快,先后研究开发了多种新型抽油机。
起特性 主要有以下九个方面:(1) 为了适应各种地质油藏条件和采油的工况,研制与应用了液压缸式抽油机、气压缸式抽油机、长冲程低冲次抽油机和螺杆泵采油 系统等。
(2) 为了满足陆地、城市、农村水利喷灌区、山区、沼泽、森林 地带、沙漠地区、浅海和海滩、海洋地区和更复杂地区抽油的需要, 研制与应用了低矮型抽油机、城市抽油机、前置式抽油机、前置式气 平衡抽油机、紧凑型抽油机、两点式抽油机和井架型抽油机等。
(3) 为了适应垂直井、斜井、丛式井和水平井抽油工况,研制了 斜井抽油机、 丛式井抽油机、 双驴头抽油机和高效能丛式井抽油机等。
(4) 为了满足稠油和深井开采的需要,研制与应用了各种大型抽 油机。
例如常规型抽油机最大载荷 160kN,前置式抽油机最大载荷 193kN;前置式气平衡抽油机最大载荷 213kN。
(5) 为了提高抽油系统效率,减少抽油机动载荷与振动载荷,研 制了增大冲程游梁抽油机和增大冲程无游梁抽油机及长冲程无游梁 抽油机(分立式和卧式两种)。
(6) 为了提高采油经济效益,降低能源消耗,减少抽油成本,研 制与应用了各种新型节能抽油机和节能部件。
例如异相型抽油机、前 置式抽油机、前置式气平衡抽油机、大圈式抽油机、轮式抽油机、全 胶带传动抽油机、井架型抽油机、滚筒式抽油机、缸体式抽油机、玻 璃钢抽油杆用抽油机、自动化抽油机和智能抽油机等。
节能部件有: 高转差率电动机、天然气发动机、抽油机节能控制柜、窄 V 联组胶 带、同步胶带、齿型胶带等。
上述抽油机和部件能节电 10%~50%。
(7) 为了提高抽油机精确平衡效果,达到节电和提高抽油机运动平稳性与使用寿命, 研制与应用了各种平衡方式抽油机。
例如变平 衡力矩抽油机、气平衡抽油机、气囊平衡抽油机、双井平衡抽油机和 自动平衡抽油机等。
(8) 为了满足边远地区没有电源的抽油井试油或采油以及间歇 抽油的需要, 研制与应用了车装式抽油机,采用天然气发动机或汽 油机、柴油机驱动抽油机, 具有使用移动灵活等特点。
(9) 为了提高采油效率,实现自动化开采石油,研制与应用了各 种自动化抽油机和智能抽油机,采用先进的微机系统控制、检测和诊 断抽油机运行与故障, 以确保高效安全经济抽油。
1.2.2 国内抽油机的发展概况我国游梁式抽油机的制造虽然只有 40 多年的历史, 但发展很快。
目前已有生产厂家三十多个,抽油机的规格有十余种。
国内抽油机按起传动、换向系统和平衡方式分类,主要有以下几 种:(1)常规游梁式抽油机及其改型抽油机常规游梁式抽油机是油田生产的主力机型,最大的冲程为 6 米。
该机构简单,机械换向简单,机械换向平稳;同时在传动件中很少使 用寿命较短、可靠性较差的扰性构件,因此使用和维护都比较简单, 可靠性也高, 是现有各抽油机中最成熟的机种, 且适用于全天候工作, 至今在众多有杆式抽油机的应用中仍占据主导地位。
(2)四杆传动机构抽油机这类抽油机主要是以曲柄滑块机构为主机够的增程式、 浮动轮式等几种。
但该抽油机结构复杂, 安装维护困难, 目前在油田应用很少。
(3)六杆机构的抽油机为了克服四杆机构抽油机的缺点, 有研制了数种采用六杆传动机 构的抽油机。
但这种机型结构复杂,可靠性不高,动力性改善并不明 显。
(4) 滚筒式抽油机滚筒式抽油机是利用换向机构驱动滚筒正、反转,并带动柔性见 饶国天轮驱动悬点做上、下往复运动的抽油机。
这类抽油机没能在油 田大面积推广,原因是换向系统的可靠性和寿命较低,而且冲击和噪 音大,平衡困难。
(5)链条式抽油机链条式抽油机是利用轨迹链条上的特殊链节, 带动往返架往复运 动,从而驱动悬点上、下运动的抽油机。
平衡方式主要是气平衡和重 块平衡。
但前者存在密封和失载保护等问题,故障率高;后者惯性载 荷大,链条和特殊链节的受力情况恶化,故障率较高。
而且该类抽油 机维修费用大大高于常规型游梁式抽油机。
(6)液压式抽油机它是以液压传动技术为特征的抽油机。
它可以最大限度地发挥油 井产能,延长地面和井下设备的使用寿命,具有很好的产油经济性。
但在国内,由于液压元件制造水平的制约,液压抽油机可靠性不高, 维护比较困难,故起发展比较迟缓。
1.3游梁式抽油机的特点、现状和发展趋势游梁式抽油机是有杆抽油设备系统的地面装置, 它由动力机、 减速器、 机架和四连杆机构等部分组成。