畢業(yè)論文 抽油機(jī)設(shè)計(jì)

1、概 述 石油開發(fā)到一定階段后，油層壓力下降，油井停止自噴，因而采用機(jī)械采油方法繼續(xù)開采。世界各產(chǎn)油國(guó)都廣泛應(yīng)用有桿泵抽油的方法進(jìn)行采油。 有桿泵抽油裝置是由地面的抽油機(jī)、井下的抽油泵及抽油桿柱所組成。抽油機(jī)是有桿泵采油裝置的重要地面設(shè)備，是一種把動(dòng)力機(jī)的連續(xù)圓周運(yùn)動(dòng)變成抽油桿柱及抽油泵柱塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而將地下原油開采出來的機(jī)械設(shè)備。所以說抽油機(jī)是有桿泵采油中十分重要的設(shè)備之一。抽油機(jī)的種類較多，概括起來可分為以下幾種：按有無游梁可分為游梁式抽油機(jī)和無梁式抽油機(jī)；按結(jié)構(gòu)型式可分為常規(guī)型游梁式抽油機(jī)、前置型游梁抽油機(jī)、偏置型游梁抽油機(jī)和異相型游梁式抽油機(jī)。本篇論文設(shè)計(jì)的便是CYJY10-4.

2、2-70BH型異相型游梁式抽油機(jī)。異相型游梁式抽油機(jī)的設(shè)計(jì)思路有三個(gè)方面：首先，擴(kuò)大抽油機(jī)沖程長(zhǎng)度以提高泵效。異相型游糧式抽油機(jī)由于用變徑圓弧形的后驢頭代替了常規(guī)機(jī)的游梁后臂，游梁與橫梁之間采用柔性件連接，使其主結(jié)構(gòu)在常規(guī)機(jī)四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)生了質(zhì)的飛躍，而變成了“變參數(shù)四桿機(jī)構(gòu)”。這種特殊四桿結(jié)構(gòu)工作時(shí)，其游梁后臂有效長(zhǎng)度、連桿長(zhǎng)度隨其曲柄轉(zhuǎn)角的變化而變化，不但改善了四桿機(jī)構(gòu)的異型機(jī)工作中受“死角”制約的程度放寬，因而可以采用適當(dāng)增大游梁擺角的方法來實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的長(zhǎng)沖程；其次，改善平衡效果以降低能耗。異相型游梁式抽油機(jī)是以常規(guī)機(jī)為基礎(chǔ)模式，從改變抽油機(jī)的扭矩因數(shù)入手，通過改變抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)

3、“加強(qiáng)抽油機(jī)的平衡效果以降低凈扭矩峰值和能耗；擴(kuò)大抽油機(jī)的沖程以提高泵效和綜合技術(shù)指標(biāo)”；再次，能夠滿足不同粘度原油開采的需要。異相型游梁式抽油機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，在考慮和優(yōu)化“變參數(shù)四桿機(jī)構(gòu)”動(dòng)力特性、傳動(dòng)特性的同時(shí)，巧妙地考慮了懸點(diǎn)上下沖程所占用曲柄轉(zhuǎn)角的問題，從而使異型機(jī)在曲柄正轉(zhuǎn)時(shí)上沖程曲柄轉(zhuǎn)角大于180°，曲柄反轉(zhuǎn)時(shí)上沖程轉(zhuǎn)角小于180°即靠改變曲柄的轉(zhuǎn)向可實(shí)現(xiàn)“慢上快下”和“慢下快上”兩種工作方式。summaryOil development get sure stage, the reservoir pressure drops, the oil well stops

4、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

5、 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 turn continuous 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 mechan

6、ical 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

7、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 t

8、hat 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 re

9、sult. 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 main structure the qualitative leap has

10、 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

11、, 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 c

12、onsumption 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

13、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 di

14、fferent 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 about stroke crank issue of corner taken ingenious, so Go to the crank corner of the stro

15、ke 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 wor

16、king ways.目 錄1.前言 -2.原始數(shù)據(jù) -3.抽油機(jī)主要零件尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 -4.運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算-5.油機(jī)主要零件的強(qiáng)度校核 -6.參考文獻(xiàn) -第一部分 前言1.抽油機(jī)的一般知識(shí)隨著油田開發(fā)的推移，我國(guó)大多數(shù)油田都己進(jìn)入開發(fā)的中后期,逐漸喪失自噴能力，基本上已從自噴轉(zhuǎn)入機(jī)采。80年代初，我國(guó)擁有機(jī)采油井2萬口，占油井總數(shù)的573，機(jī)采原油產(chǎn)量占總產(chǎn)量的27。到80年代末，我國(guó)擁有機(jī)采油井3萬口，占油井總數(shù)的85，饑采原油產(chǎn)量占總產(chǎn)量的80。在這些機(jī)采油井中，采用抽油機(jī)有桿式抽油占90，采用電潛泵、水力活塞泵、射流泵、氣舉等其它無桿式抽油只占10。美國(guó)擁有生產(chǎn)油井50萬口，是世界上擁有油

17、井?dāng)?shù)量最多的國(guó)家，其中927為機(jī)采油井，有桿式抽泊占機(jī)采油井的85。目前，美國(guó)擁有抽油機(jī)40萬臺(tái)，原油產(chǎn)量近4億t，其中機(jī)采原油產(chǎn)量占91。 前蘇聯(lián)擁有生產(chǎn)油井7萬口，其中846為機(jī)采油井，有桿式抽油占饑采油井的80。 隨著油田進(jìn)一步開發(fā)，機(jī)采泊并的比重將進(jìn)一步加大，其中主要采用有桿式柏油。由此可見，抽油機(jī)在石油工業(yè)中具有舉足輕重、非同小可的重要地位。抽油機(jī)是構(gòu)成三抽”系統(tǒng)的主要設(shè)備，是有稈式抽油的地面動(dòng)力設(shè)備。在抽油機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過抽油桿帶動(dòng)并廠抽油泵往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)石油的采收。一、抽油機(jī)的分類抽油機(jī)主要分游梁式抽油機(jī)和無梁式抽油機(jī)兩大類。游梁式抽油機(jī)的具體分類如下：按結(jié)構(gòu)型式可分為：常規(guī)型、

18、前置型、偏置型、斜井式、低矮式、活動(dòng)式按減速器傳動(dòng)方式可分為：齒輪式、鏈條式、皮帶式、行星輪式；按驢頭結(jié)構(gòu)可分為：上翻式、側(cè)轉(zhuǎn)式、分裝式、整體式、旋轉(zhuǎn)式、大輪式、雙驢頭式、異驢頭 按平衡方式可分為：游梁平衡Y，曲柄平衡B、復(fù)合平衡F、天平平衡T、液力平衡、氣動(dòng)平衡、差動(dòng)平衡； 按驅(qū)動(dòng)方式可分：普通異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多速異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)、變壓異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，大轉(zhuǎn)差率電機(jī)驅(qū)動(dòng)，超過轉(zhuǎn)差率電機(jī)驅(qū)動(dòng)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)。 無游梁式抽油機(jī)因其機(jī)理不同，結(jié)構(gòu)各異，尚無確定的分類方法和準(zhǔn)則，一般可分為： 低矮式：其特點(diǎn)是整機(jī)低矮； 滾筒式(沉入式)：其持征是無曲柄連桿機(jī)構(gòu)，以絞車滾筒為主體其上纏繞柔性件，一

19、端懸硅桿泵，一端懸掛平衡重。懸繩器和平衡重均沉沒于地下故這種抽油機(jī)又稱沉入式或鼠洞式抽油機(jī)； 塔架式：其特點(diǎn)是具有高聳的立架，類似鉆機(jī)井架。塔架高度與沖程長(zhǎng)度相諧； 常規(guī)式：其特點(diǎn)是具有帶傳動(dòng)、減速器的曲柯連桿機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)懸點(diǎn)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及換向；缸式抽油機(jī)：其特點(diǎn)是以壓力油缸或氣動(dòng)柱塞來驅(qū)動(dòng)桿系上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)增程式(又稱增距式)：其特點(diǎn)是具倍升機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)懸點(diǎn)沖程的放大，鏈條式：其持點(diǎn)是以鏈條傳動(dòng)來傳遞動(dòng)力；皮帶式：其特點(diǎn)是以皮帶傳動(dòng)來傳遞動(dòng)力；繩索式：其持點(diǎn)是以鋼絲繩來傳遞動(dòng)力；此外還有許多其它型式的無游梁抽油機(jī)。二、抽油機(jī)的工況條件 抽油機(jī)一年四季全天候野外作業(yè)，承受風(fēng)吹、日曬、雨淋、雪壓

20、。新的油田又多發(fā)現(xiàn)在沙漠、荒原、沼澤、陳地、淺海灘、深海，地處邊遠(yuǎn)，渺無人煙。抽油機(jī)所承受的負(fù)荷為周期性交變負(fù)荷，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，無人監(jiān)護(hù)。所以說抽油機(jī)的工作條件十分惡劣。三、抽油機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估惡劣的工況條件，對(duì)抽油機(jī)提出以下技術(shù)要求：1、良好的可靠性抽油機(jī)常年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工況復(fù)雜多變，加之無人監(jiān)護(hù)，管理不便，因而要求其工作必須可靠。對(duì)于油礦設(shè)備來說，可靠性是最重要的技術(shù)指標(biāo)，抽油機(jī)發(fā)生故障將會(huì)造成停產(chǎn)待修、油井破壞等重大事故和嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。2、良好的耐久性抽油機(jī)效用壽命(或稱設(shè)計(jì)壽命，或稱服役期)是抽油機(jī)設(shè)計(jì)水平、制造質(zhì)量、管理水平的綜合反映。提高產(chǎn)品壽命，正是抽油機(jī)技術(shù)進(jìn)步的主攻目標(biāo)。3、良好的

21、王作性能抽油機(jī)的工作性能指標(biāo)，包括懸點(diǎn)負(fù)荷、沖程、沖次、減速器扭矩、單井井口產(chǎn)量等技術(shù)參數(shù)。隨著油田不斷開發(fā)，油井含水比不斷增大，泵掛深度不斷增加，動(dòng)波面不斷下降，勢(shì)必引起懸點(diǎn)負(fù)荷增大，同時(shí)引起減速器扭矩的增大。泵徑、沖程、沖次也要根據(jù)抽汲工況的變化而經(jīng)常調(diào)節(jié)。抽油機(jī)應(yīng)該滿足抽采工藝的要求，應(yīng)能適應(yīng)抽汲參數(shù)的變化。4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，操作維修方便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，勢(shì)必故障率低；易損件少，必然可靠耐久。游梁式抽油機(jī)歷久不衰的根本原因就在于此。目前，我國(guó)抽油機(jī)的軸承和曲柄銷壽命均不長(zhǎng)，尚待得到根本解決。操作維修方便是油田現(xiàn)場(chǎng)最關(guān)心的技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)還必關(guān)系到產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。5、能源消耗低，材料消耗低我國(guó)

22、擁有抽油機(jī)27萬臺(tái)以平均每臺(tái)重15t計(jì)，則總重量為40多萬t，每臺(tái)以7萬元計(jì)價(jià)，則總資產(chǎn)近20億元。如果，每臺(tái)抽油機(jī)能降低一點(diǎn)材料消耗，則整個(gè)經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。一臺(tái)抽油饑平均每年耗電十幾萬度27萬臺(tái)抽油機(jī)，每年共耗電300多億度，其電耗居油田第二位，僅次于注水(注水占油田總電耗40，抽油機(jī)占25)，如果，每臺(tái)抽油機(jī)能節(jié)省一點(diǎn)能源消耗，則整個(gè)經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)驚人的。 目前，抽油機(jī)單位千瓦的重量和單位產(chǎn)旦的能耗越來越引起有識(shí)之士的重視。2.國(guó)內(nèi)外新型游梁式抽油機(jī)的研制一、國(guó)內(nèi)外游梁式抽油機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及新機(jī)研制抽油機(jī)的產(chǎn)生和使用由來已久，迄今已有百年歷災(zāi)。應(yīng)用最早，普及最廣的應(yīng)屬游梁式抽油機(jī)，早在1

23、20午前就誕生了，目前，在世界各個(gè)產(chǎn)油國(guó)仍在大面積地廣泛應(yīng)用。美國(guó)擁有40萬臺(tái)，我國(guó)擁有27萬臺(tái)，前蘇聯(lián)擁有4萬臺(tái)，一百多年來，游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理沒有實(shí)質(zhì)性變化。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易損件少、可靠性高、耐久性好，操作維修方便，是其百年經(jīng)久不衰的根本原因。1、美國(guó)美國(guó)生產(chǎn)抽油機(jī)的公司有十幾家，品種復(fù)雜、型式繁多，其中以技術(shù)先進(jìn)、實(shí)力雄厚的拉夫金(得克薩斯州)公司為權(quán)威。常規(guī)型游梁式抽油機(jī)按API標(biāo)準(zhǔn)制造。1988年第15版API Spec11E中規(guī)定了常規(guī)型游梁式抽油機(jī)系列有77鐘型號(hào)懸點(diǎn)載荷9214kN，沖程0.476m，減速器扭短073710532kN·m，其中以懸點(diǎn)負(fù)荷25一165k

24、N，沖程071366m的抽油機(jī)居多。規(guī)格最大的是3648470300型抽油機(jī)，懸點(diǎn)負(fù)荷213kN，沖程762m，減速器扭矩4204kN·m。減速器大多采用漸開線人字齒輪傳動(dòng)，中間沒有退刀槽。也有少數(shù)采用螺旋齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)。采用寬冀工字鋼游梁，強(qiáng)度高，重量輕。拉夫金公司采用w24×94寬翼工字鋼游梁，重680KG。前置式抽油機(jī)主要由拉夫金公司生產(chǎn)，該公司生產(chǎn)的馬克型前置式抽油機(jī)，共有八個(gè)系列46個(gè)品種。其中小型前置式柏油機(jī)共23鐘規(guī)格，型號(hào)從M114D一14364到M320D一427216。馬克前置式抽油機(jī)上沖程曲柄轉(zhuǎn)角195度，下沖程為165度，從而降低扭矩峰

25、值。該機(jī)上沖程開始比油井負(fù)荷扭矩滯后75度，下沖程開始扭矩比油井負(fù)荷扭矩提前75度，從而提高平衡效果該機(jī)較同級(jí)常規(guī)抽油機(jī)節(jié)能349。拉夫金公司還生產(chǎn)前置式氣平衡抽油饑，該機(jī)比同級(jí)常規(guī)抽油機(jī)外形尺寸小35，整機(jī)重量輕40該機(jī)共有26種規(guī)格，懸點(diǎn)負(fù)荷484721319kK，沖程13761m，平衡氣壓力1.05-287MPa偏置式抽油機(jī)主要由CMI公司生產(chǎn)，共有九種規(guī)格，減速器扭矩791261kNm。偏置式抽油機(jī)又稱異向曲柄抽油機(jī)，或稱后置式抽油機(jī)，或稱托馬斯持(TM)抽油機(jī)，簡(jiǎn)稱TM抽油機(jī)。這種袖油機(jī)曲技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越，深受用戶歡迎。1986年已進(jìn)入API標(biāo)準(zhǔn)。該機(jī)持點(diǎn)在于連桿與游梁之間夾角始終為

26、90度，曲柄轉(zhuǎn)角上沖程為192度，下沖程為168度，慣性負(fù)荷小峰值扭矩小，比同級(jí)常規(guī)抽油機(jī)小60，該機(jī)游梁支架與減速器座底直接連接，改善了整體受力。4、前蘇聯(lián)前蘇聯(lián)抽油機(jī)按標(biāo)OCT淮生產(chǎn)，CK新系列游梁式掖油機(jī)共有9個(gè)系列22種型號(hào)，減速器共有10種型號(hào)。懸點(diǎn)負(fù)荷10一200種，沖程045一6m，減速器扭矩1-120kN·m。平衡方式全部采用復(fù)合平衡或曲柄平衡重型采用氣動(dòng)平衡。為縮小尺寸，減輕重量，近年來將曲柄半徑與驢頭擺動(dòng)半徑比從0.4增人到0.6。抽油機(jī)主要生產(chǎn)廠家是伊甲巴依油礦設(shè)備廣。 6、中國(guó)我國(guó)的抽油機(jī)制造業(yè)已有40年歷史，經(jīng)過了進(jìn)口修配、仿制試制、設(shè)計(jì)研制三個(gè)階段。50年

27、代以進(jìn)口為主，修配為輔。60一70年代在仿制的基礎(chǔ)上進(jìn)行試制，1975年制訂國(guó)產(chǎn)抽油機(jī)基本型式與參數(shù)，1980年制訂抽油機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸和技術(shù)條件。從此開始自行設(shè)計(jì)，研究制造國(guó)產(chǎn)抽油機(jī)，逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化不僅滿足自給，而且還部分出口，目前，我國(guó)已有蘭州石油機(jī)械廠、蘭州通用石油機(jī)械廠、寶雞石油機(jī)械廠、第二石油機(jī)械廠、第三石油機(jī)械廠、第四石油機(jī)械廠、江漢石油機(jī)械廠、撫順石油機(jī)械廠、華東管道機(jī)修廠、大慶總機(jī)廠、玉門總機(jī)廠、大港總機(jī)廠等30多家袖油機(jī)制造廠，年生產(chǎn)抽油機(jī)上萬臺(tái)，并有2項(xiàng)產(chǎn)品獲國(guó)家銀質(zhì)獎(jiǎng)，14項(xiàng)產(chǎn)品獲部獎(jiǎng)稱號(hào)。蘭石、蘭通、寶石、江漢石油機(jī)城廠(原江漢總機(jī)廠)、第四石油機(jī)械廠、第二石油機(jī)城廠等廠家先

28、后獲得API商標(biāo)使用許可證，抽油機(jī)出口美國(guó)，從而使國(guó)產(chǎn)抽油機(jī)打入國(guó)際市場(chǎng)，躋身身于世界先進(jìn)行列。3.抽油機(jī)的節(jié)能技術(shù) 有桿式機(jī)械采油使用范圍廣，投放數(shù)量多，能源消耗大，開展拍油機(jī)節(jié)能技術(shù)研究，對(duì)于我國(guó)石油工業(yè)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和極大的深遠(yuǎn)影響。 我國(guó)擁有抽油機(jī)27萬臺(tái)，國(guó)產(chǎn)三拍系統(tǒng)效率平均為20左右，最高也不超30，如果能將效率提高10，則每年將節(jié)省電耗3億度，經(jīng)濟(jì)效益上億元，這是一筆相當(dāng)可觀的數(shù)字。節(jié)省的電能可以增開2000臺(tái)抽油機(jī)可以有效緩解油田電力供應(yīng)不足。 抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)潛力很大，節(jié)能措施多種多樣，歸納起來主要有以下幾種方法： 一、改進(jìn)結(jié)構(gòu)型式 1、前置式抽油機(jī)；2、偏置式抽油機(jī)；

29、 二、采用節(jié)電驅(qū)動(dòng)設(shè)備1、節(jié)能拖動(dòng)裝五(CJT系列）；2、YCH型超高轉(zhuǎn)復(fù)率電機(jī)(JHS電機(jī)）；3、甚高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)；4、高壓高流異步電動(dòng)機(jī)；5、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)；6、SCR裝置。三、采用節(jié)能監(jiān)控裝置1、多功能程控裝置目前抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)功率因素僅為060，造成電網(wǎng)無功損失大慶石油學(xué)院研制的DSC系列抽油機(jī)多功能程控裝置較好地解決了這一問題。DSC多功能程控裝置有程控啟動(dòng)、斷電保護(hù)、過載保護(hù)、短路及無功補(bǔ)償?shù)榷囗?xiàng)功能。這可以視為是我國(guó)抽油機(jī)無人監(jiān)護(hù)，定時(shí)巡查定向自動(dòng)監(jiān)控的起步。2、間抽定時(shí)控制裝置(抽空控制器)該裝置可以根據(jù)油井工況和抽采工藝要求伺服調(diào)整電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)間，選定開停次數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油井間

30、抽定時(shí)控制，從而避免抽空現(xiàn)象、對(duì)于石油井，低產(chǎn)井無疑是一絕好的節(jié)能手段和增產(chǎn)措施。四、采用節(jié)能傳動(dòng)元件1、窄v帶傳動(dòng)近二十年來，窄V帶在美、英、德、日、蘇等國(guó)早已普及推廣，沈陽橡膠廠根據(jù)國(guó)際SP系列和V系列研制成功國(guó)產(chǎn)ZP系列和V系列窄帶，目前窄V帶在國(guó)內(nèi)石油礦場(chǎng)已大量推廣。窄v帶具有獨(dú)持的結(jié)構(gòu)承載能力大，比普通三角帶高30一50，傳動(dòng)效率高，可達(dá)96一98，比普通三角帶高45(普通三角帶傳動(dòng)效率只有92一93)；工作壽命長(zhǎng)，可達(dá)2000一3000小時(shí)，比普通三角帶長(zhǎng)37倍。2、同步帶傳動(dòng)1986年大慶石油學(xué)院與樺林橡膠總廠開始研制同步帶。同步帶傳動(dòng)效率高可達(dá)99。傳動(dòng)比準(zhǔn)確，永不打滑，是一種

31、具有技術(shù)前途的新型傳動(dòng)帶。同步帶問世于70年代，日本應(yīng)用最早。1985年美國(guó)率先首次用于抽油機(jī)傳動(dòng)，獲得令人滿意的效果。同步帶比普通三角帶節(jié)電14.4%。五、改進(jìn)平衡方式1、氣動(dòng)平衡；2、天平平衡。六、推廣長(zhǎng)、中程無游梁抽油機(jī)無游梁抽油機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)在于沒有笨重的游梁，大大降低運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的慣量，從而降低運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)慣性負(fù)荷，無游粱抽油機(jī)容易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程，相對(duì)損失小，有效沖程大。長(zhǎng)沖程抽油機(jī)的相對(duì)沖次較低，大大降低運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)加速度，不但可提高泵效，還可提高三抽系統(tǒng)的工作壽命。七、改進(jìn)三抽系統(tǒng)部件采用輪式抽油桿導(dǎo)向器，采用空心抽油扦和玻璃鋼抽油桿，采用整體長(zhǎng)簡(jiǎn)抽油泵，采用減程式懸繩器等部件都可提高三抽系統(tǒng)工作

32、效率，達(dá)到節(jié)能目的。抽油機(jī)的工況條件惡劣，而且無人監(jiān)護(hù)，所以提高制造質(zhì)量，研究測(cè)試診斷技術(shù)，開發(fā)自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)，開展現(xiàn)場(chǎng)跟蹤服務(wù)，是延長(zhǎng)抽油機(jī)使用壽命的有效措施。4.抽油機(jī)的應(yīng)用技術(shù)一、測(cè)試診斷技術(shù)大慶石油學(xué)院與大慶油田研制的抽油機(jī)效率測(cè)試系統(tǒng)，直接用于現(xiàn)場(chǎng)，技術(shù)逐漸成熟，華北采研所研制的便攜式油井診斷儀，正在油田推廣。國(guó)內(nèi)還有許多單位開發(fā)抽油機(jī)測(cè)試診斷技術(shù)對(duì)于提高抽油機(jī)的工作可靠性和發(fā)揮抽油機(jī)的使用性能，無疑是一突破性進(jìn)展。美國(guó)APS油田裝備公司和貝爾德一斯公司在這一方面處于領(lǐng)先地位。二、自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)目前，大慶石油學(xué)院等大專院校和長(zhǎng)慶采研所等科研院所，正在努力開發(fā)抽油機(jī)自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)，積極填補(bǔ)這

33、一技術(shù)空白。可以預(yù)見，我國(guó)抽油機(jī)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)程控和電視機(jī)監(jiān)護(hù)的一天，為期不會(huì)太遠(yuǎn)。三、制造工藝減速器是抽油機(jī)加工且最大的部件，占整機(jī)機(jī)加工工作量的80以上，而齒輪是減速器的關(guān)鍵性零件。目前，美國(guó)多采用漸開線中硬齒面齒輪前蘇聯(lián)多采用雙圓弧軟齒面齒輪，我國(guó)的漸開線中硬面滾切工藝尚不過關(guān)。此外，減速器竄軸、曲柄銷掉脫、齒輪箱漏油等問題，尚待進(jìn)一步解決。齒輪表面硬度的提高、加工精度和安裝精度的提高必然會(huì)提高減速器的可靠性和耐久性。四、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)意識(shí)加強(qiáng)產(chǎn)品技術(shù)跟蹤，是抽油機(jī)從賣方市場(chǎng)轉(zhuǎn)為買萬市場(chǎng)以后出現(xiàn)的新事物。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，產(chǎn)品銷售政策的改革，抽油機(jī)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)項(xiàng)目將逐漸擴(kuò)大。如市場(chǎng)整體安

34、裝、部件配修、易損件供應(yīng)、緊急技術(shù)處理等。5.抽油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 一、品種多樣化 國(guó)外相繼研制和陸續(xù)投入使用的各種抽油機(jī)多達(dá)百余種，我國(guó)目前現(xiàn)場(chǎng)使用的抽油機(jī)只有五大類，規(guī)格不過十幾種。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，我國(guó)三抽品種將逐漸增多，新型機(jī)種將相繼誕生，尤其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、個(gè)小體輕的大噸位長(zhǎng)沖程的新型無游梁式抽油機(jī)，定會(huì)有一個(gè)大發(fā)展。 二、產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化 前蘇聯(lián)、美國(guó)、羅馬尼亞等國(guó)抽油機(jī)“三化”工作已獲得一定技術(shù)成果，但我國(guó)的抽油機(jī)尚不夠瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平向API標(biāo)準(zhǔn)靠擾。統(tǒng)一國(guó)產(chǎn)抽油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，是發(fā)展我國(guó)抽油機(jī)技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急。 三、使用科學(xué)化 美國(guó)拉夫金公司抽油機(jī)可選型號(hào)達(dá)60余種，而我

35、國(guó)抽油機(jī)可選型號(hào)只有十幾種?，F(xiàn)場(chǎng)在用的抽油機(jī)，大多數(shù)是在非優(yōu)化工況下運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)功率、減速器扭短、懸點(diǎn)負(fù)荷、平衡扭矩、沖程、沖次等主要技術(shù)參數(shù)，未能實(shí)現(xiàn)最合理分配，因此抽油機(jī)的優(yōu)化技術(shù)、診斷技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、管理技術(shù)將有待于進(jìn)一步發(fā)展。 四、節(jié)能技術(shù)的研究 近幾年來，抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)越來越引起人們的重視，除改進(jìn)機(jī)采工作制度之外，在節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)能技術(shù)改造方面，有許多工作可做，實(shí)施節(jié)能技術(shù)措施，推廣節(jié)能技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展。如采用其高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)，采用節(jié)能監(jiān)控裝置，采用節(jié)能傳動(dòng)元件和節(jié)能部件改進(jìn)結(jié)構(gòu)型式和改進(jìn)平衡方式等。 五、結(jié)構(gòu)型式的改進(jìn)有關(guān)專家指出：今后在我國(guó)10型以下的抽油機(jī)將大量采用偏置結(jié)構(gòu)，12

36、型、14型抽油機(jī)將采用前置結(jié)構(gòu)。14型以上抽油機(jī)將采用無游梁抽油機(jī)，現(xiàn)有常規(guī)抽油機(jī)亦應(yīng)進(jìn)一步設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)改造長(zhǎng)沖程抽油機(jī)將是今后抽油機(jī)的發(fā)展方向。六、產(chǎn)品質(zhì)量的提高目前國(guó)內(nèi)抽油機(jī)市場(chǎng)基本處于飽和狀態(tài)，每年購(gòu)置量為4000臺(tái)左右。這只是全國(guó)抽油機(jī)生產(chǎn)能力的13。以油田為核心的買方市場(chǎng)形勢(shì)將更加突出。隨著生產(chǎn)許可證制度的實(shí)施，產(chǎn)品質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。預(yù)計(jì)一些技術(shù)力量不足，裝備能力低下的非專業(yè)廠家，將會(huì)在加油機(jī)制造業(yè)的角逐中敗下陣來。優(yōu)勝劣敗，將使抽油機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高。七、推廣無游梁式抽油機(jī)長(zhǎng)沖程、大排量、重負(fù)荷有桿抽油是我國(guó)機(jī)采發(fā)展的主要方向，80年代以來各種無游梁抽油機(jī)相繼問世并投入使用，標(biāo)

37、志著我國(guó)有桿抽油機(jī)技術(shù)的發(fā)展有一個(gè)很大的提高。有關(guān)專家指出，今后我國(guó)l 2型以上抽油機(jī)將大量采用無游梁抽油機(jī)。無游梁抽油機(jī)在實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程、大排量、重負(fù)荷的同時(shí)還有體積小、重量輕、動(dòng)載小、耗能低等一系列持點(diǎn)。八、特殊工況抽油機(jī)的研制隨著我國(guó)石油工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略西部轉(zhuǎn)移沙漠抽油機(jī)、淺海灘涂抽油機(jī)、深井及超深井抽油井、叢式井及斜井抽油機(jī)，將會(huì)相應(yīng)得到發(fā)展。第二部分 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)： 懸點(diǎn)最大載荷（KN）：100 沖次（次/分）：6 沖程（m）：4.2 游梁前臂長(zhǎng)度A（m）:4.75 游梁后臂長(zhǎng)度C（m）：3.20 連桿長(zhǎng)度P（m）：3.90 曲柄半徑R（m）：1.00 游梁支承中心到減速器輸出軸中心的水

38、平距離I（m）：2.50 減速器輸出軸中心到游梁支承中心的距離K（m）:4.59 曲柄圓中心到游梁支承中心的垂直距離H-h(m):3.85第三部分 抽油機(jī)主要零件尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 電動(dòng)機(jī)功率： P= 查手冊(cè)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選Y315M1-8型電動(dòng)機(jī) 740r/min2. 總傳動(dòng)比：i=查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選雙圓弧圓柱齒輪減速器ZLSH 850型，=35.5 所以，傳動(dòng)帶的傳動(dòng)比3. 窄V帶設(shè)計(jì)計(jì)算：由和n選定SPB型窄V帶查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，單根V帶的設(shè)計(jì)功率：P=大帶輪直徑：查手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值： 帶速：初取軸間距：0.7700 所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)際軸間距：小帶輪包角：查機(jī)械設(shè)計(jì)手

39、冊(cè)取160°窄V帶根數(shù)：Z=取12根查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)帶輪寬：4. 主要零件的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算：游梁：設(shè)游梁寬B=300mm;高H=500mm；鋼板厚度D=12mm查表知 g=10驢頭：畫驢頭在最高和最低點(diǎn)位置時(shí)，抽油機(jī)簡(jiǎn)圖：附后結(jié)構(gòu)不平衡重：M=1025.7Kg曲柄：設(shè)曲柄長(zhǎng)度L=1600mm；B=200mm；H=500mm；g=10曲柄上齒條：m=6；z=60；=20°；平衡塊：第四部分 運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算1.柄回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分成24等分，每份間隔15°，曲柄中心線位于12點(diǎn)鐘為0點(diǎn)，計(jì)算懸點(diǎn)的扭矩因數(shù)及加速度。計(jì)算分沖程4200、沖次6。 2.意義：A-游梁前臂長(zhǎng)度，等于驢頭弧面

40、半徑與鋼絲繩半徑之和，m；C游梁后臂長(zhǎng)度，等于游梁支撐中心到橫梁軸承中心的距離，m；P連桿長(zhǎng)度，等于橫梁軸承中心到曲柄銷軸承中心的距離，m；R曲柄半徑，等于減速器輸出軸中心到曲柄銷軸承中心的距離，m；K減速器輸出軸中心到優(yōu)良支撐中心的距離，m；H游梁支撐中心到底座底部的距離，m；I游梁支撐中心到減速器輸出軸中心的距離，m；J曲柄銷軸承中心到游梁支承中心的距離，m；h減速器輸出軸中心到底座底部的高度，m；K與曲柄中心線12點(diǎn)鐘位置的夾角，（°）；曲柄從12點(diǎn)鐘位置開始的轉(zhuǎn)角，（°）；C與P之間的夾角，（°）；P與R之間的夾角，（°）；曲柄平衡重臂中心線與曲

41、柄中心線的偏移角，（°）；C與K之間的夾角，（°）；1光桿在最高位置時(shí)，C與K之間的夾角，（°）；b光桿在最低位置時(shí)，C與K之間的夾角，（°）；C與J之間的夾角，（°）；K與J之間的夾角，（°）；幾何關(guān)系計(jì)算式：光桿位置和扭矩因數(shù)計(jì)算式：3.懸點(diǎn)載荷計(jì)算：式中：Wn懸點(diǎn)載荷，KN； W0吊重，KN；a最大運(yùn)動(dòng)加速度，；g重力加速度。4.減速器扭矩計(jì)算：式中：Mn減速器扭矩，KNm； b四桿連接效率，取0.93； G結(jié)構(gòu)不平衡重，本設(shè)計(jì)G=1025.7Kg M最大平衡扭矩，本設(shè)計(jì)M=159.72KNm；5.平衡率計(jì)算：式中：Mn1max

42、上沖程時(shí)，減速器最大扭矩，KNm； Mn2max下沖程時(shí)，減速器最大凈扭矩，KNm；6.交變載荷系數(shù)計(jì)算：式中：Me曲柄軸均方根扭矩，KNm； Mp曲柄軸平均扭矩，KNm；其余諸角度均編制程序，計(jì)算機(jī)求解，結(jié)果附后。繪制曲柄軸凈扭矩曲線：附后附：1.程序：1 REM CYJY102 PI = 3.14159265#5 DIM TF(345), PR(345), AC(345), MW(345), W(345), WN(345), MN(345), MC(360)10 N =6: S = 4200: R = 1000: P = 3900 H = : C = 3200: B =5.381 : I

43、= 250015 LPRINT “S=”; S, “N=”; N20 K =(H * H + I * I) .525 FB = (C * C + K * K (P + R) 2) / 2 / C / K30 FB = ATN(1 FB * FB) .5 / FB) * 180 / PI35 FT = (C * C + K * K (P + R) 2) / 2 / K / C40 FT = ATN(1 FT * FT) .5 / FT) * 180 / PI45 DA = FB FT50 A = S / (DA * PI / 180)55 LPRINT “ST”; TAB(15); “PR”;

44、TAB(35); “TF”; TAB(55); “AC”60 FOR ST = 0 TO 15 SETP 1570 W(ST) = 69 + (ST 15) * .15280 GOSUB 30085 NEXT90 FOR ST = 30 TO 60 STEP 1595 W(ST) = 110 (ST 60) * .911100 GOSUB 300: NEXT110 FOR ST = 75 TO 210 STEP 15115 W(ST) = 110 (ST 60) * .113120 GOSUB 300: NEXT125 FOR ST = 225 TO 240 STEP 15130 W(ST)

45、=93 + (210 ST) * 1.075135 GOSUB 300: NEXT140 FOR ST = 255 TO 240 STEP 15142 W(ST) = 69 (375 ST) * .152145 GOSUB 300: NEXT150 TA = ATN(N1 / N2) * 180 / PI: PRINT “TA=”; TA,155 M = 2 * N2 / 24: PRINT “M=”; M: PRINT : PRINT156 LPRINT “ST”; TAB(15); “MW”; TAB(35); “MC”; TAB(55); “MN”160 FOR ST = 0 TO 34

46、5 STEP 15165 MC(ST) = M * SIN(ST 12) * PI / 180)166 MN(ST) = MW(ST) MC(ST)167 ME = ME + MN(ST) 2168 MP = MP + ABS(MN(ST)169 LPRINT ST; TAB(10); MW(ST); TAB(30); MC(ST); TAB(50); MN(ST)180 NEXT ST182 ME = SQR(ME / 24): PRINT “ME=”; ME183 MP = MP / 24: PRINT “MP=”; MP185 END300 LF = ATN(I / H) * 180 / PI305 J = SQR(K * K + R * R 2 * K * R * COS(ST * PI / 180 LF * PI / 180)310 BO = (C * C + P * P J * J) /2 / P /