抽油桿柱旋轉(zhuǎn)式柱塞泵抽油系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

抽油桿柱旋轉(zhuǎn)式柱塞泵抽油系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)燕山大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目團(tuán)隊：季艷波盧康康指導(dǎo)教師：姚春東結(jié)題匯報項目介紹目錄一、項目背景二、項目研究內(nèi)容與方案三、項目特色與創(chuàng)新之處四、項目執(zhí)行情況五、成果與實際意義六、經(jīng)費使用七、項目組簡介一、項目背景本項目涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，特別是采油裝置的技術(shù)。有桿抽油機(jī)械是目前我國主要的抽油設(shè)備，到2008年止，我國機(jī)械采油井?dāng)?shù)己超過總油井?dāng)?shù)的90％，約80％的機(jī)械采油井采用抽油機(jī)有桿柱塞泵采油方式。抽油機(jī)——柱塞泵舉升系統(tǒng)螺桿泵抽油系統(tǒng)優(yōu)點工作可靠，皮實耐用結(jié)構(gòu)簡單緊湊、安裝方便、節(jié)能、管理費用低的特點。可以直接座在井口套管四通上，占地面積小，初期投資少缺點存在桿管偏磨問題，而且抽油機(jī)地面設(shè)備總重量大，還存在舉升抽油桿做無用功的問題存在定子與轉(zhuǎn)子橡膠——鋼體過盈摩擦導(dǎo)致壽命相對較短、井下溫度過高還會導(dǎo)致密封失效等問題，特別是深井抽油工況下問題較多表1兩種主要抽油系統(tǒng)的對比

為了較好的解決上述兩種舉升工藝中存在的問題，同時發(fā)揚其長處，我們設(shè)計了一種新式的抽油系統(tǒng)抽油桿柱旋轉(zhuǎn)式柱塞泵二、項目方案：采用地面驅(qū)動設(shè)備帶動抽油桿柱旋轉(zhuǎn)，通過井下的中間動力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線往復(fù)運動，從而帶動柱塞泵的柱塞上、下往復(fù)運動實現(xiàn)抽油油層141619202117156749812101321351118圖1.設(shè)計視圖動力轉(zhuǎn)換器動力轉(zhuǎn)換器

項目研究內(nèi)容首先，了解并改進(jìn)了：1.地面驅(qū)動系統(tǒng)2.井 下柱塞泵抽油裝置等。然后：集中精力重點研究井下動力轉(zhuǎn)換機(jī) 構(gòu)——將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運動，并采用簡 諧運動修正等速運動曲線以減小往復(fù)運動過程中折返 時的沖擊對設(shè)備的損害。最后：參考最新研究成果，在虛擬實現(xiàn)的基 礎(chǔ)上進(jìn)行了樣機(jī)制作。三、項目特色與創(chuàng)新之處

動力轉(zhuǎn)換器：2223242925262716172822-上法蘭；23-外筒；24-導(dǎo)向柱；25-凸輪軸；26-套筒；27-導(dǎo)向塊螺釘；28-滾子；29-軸套；圖2：抽油機(jī)——柱塞泵舉升系統(tǒng)螺桿泵抽油系統(tǒng)繼承優(yōu)點工作可靠，皮實耐用結(jié)構(gòu)簡單緊湊、安裝方便、節(jié)能、管理費用低的特點?？梢灾苯幼诰谔坠芩耐ㄉ?，占地面積小，初期投資少解決的缺點抽油機(jī)地面設(shè)備總重量大，還存在舉升抽油桿做無用功的問題井下溫度過高還會導(dǎo)致密封失效、部分解決存在定子與轉(zhuǎn)子橡膠——鋼體過盈摩擦導(dǎo)致壽命相對較短問題該系統(tǒng)兼有柱塞泵舉升系統(tǒng)和螺桿泵采油裝置的優(yōu)點—結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、傳遞效率高、能量損耗小、井深適應(yīng)性強(qiáng)而且有效避免各自的缺點，可以大幅度降低地面設(shè)備的產(chǎn)能建設(shè)投資，有效開發(fā)低產(chǎn)井，在當(dāng)今中國采油行業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景，是對我國傳統(tǒng)采油裝置的一大創(chuàng)新與突破！四、項目執(zhí)行情況：原起止日期實際起止日期主要研究內(nèi)容完成結(jié)果2009年11月~12月2009年11月~12月查閱資料、確定基本參數(shù)完成，文獻(xiàn)綜述報告2010年1月-2月2010年1月-2月現(xiàn)場調(diào)研、自學(xué)課題研究所需要的知識。完成，現(xiàn)場調(diào)研報告2010年3月-4月2010年3月-4月結(jié)構(gòu)設(shè)計，三維建模完成，結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖2010年5月-6月2010年5月-6月用三維動畫進(jìn)行結(jié)構(gòu)虛擬設(shè)計完成，提供三維模型2010年7月-8月2010年7月-8月結(jié)構(gòu)修改完善，完成設(shè)計圖紙，聯(lián)系廠家。完成，提供設(shè)計圖紙2010年9月-10月2010年9月-11月試制樣機(jī)，完成結(jié)題報告。完成結(jié)題報告，動力轉(zhuǎn)換器樣機(jī)五、成果與實際意義文獻(xiàn)綜述報告現(xiàn)場調(diào)研報告結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖三維模型設(shè)計圖紙及動力轉(zhuǎn)換器的技術(shù)資料動力轉(zhuǎn)換器樣機(jī)結(jié)題報告圓柱凸輪軸的設(shè)計：簡諧運動修正等速運動規(guī)律：取則各區(qū)段方程：（1）簡諧運動加速階段：勻速段：簡諧運動減速階段：凸輪輪廓線方程：均為兩條首尾相接的循環(huán)曲線1、二維展開式方程（數(shù)控銑用）2、三維矢量方程（單參數(shù)包絡(luò)面法）交叉處：1、拆螺釘帽法2、槽斜加工法虛擬設(shè)計三維動畫：六、經(jīng)費使用：各零件及加工費：6030資料費：372.9調(diào)研費、跑加工：1795打印、上網(wǎng)、數(shù)據(jù)交流：1282.6合計：9480.5七、項目組簡介指導(dǎo)教師：姚春東教授、碩士生導(dǎo)師，主要研究：流體機(jī)械設(shè)計與研究、石油礦場機(jī)械設(shè)計與研究、采油機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)仿真與系統(tǒng)優(yōu)化、

采油機(jī)械系統(tǒng)泵況診斷技術(shù)。

項目團(tuán)隊：季艷波盧康康

均為大二機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生，有良好的學(xué)習(xí)和研究習(xí)慣，對機(jī)械領(lǐng)域有著濃厚的興趣。愛好廣泛，喜歡挑戰(zhàn)和創(chuàng)新，擅長自學(xué)、推理、編程、繪