《抽油机开题报告5型齿轮齿条抽油机方案及机械换向机构设计》.doc

PAGE 1 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目5型齿轮齿条抽油机方案 及机械换向机构设计 学生姓名： 周晋磊 院 （系）：机械设计制造及其自动化 专业班级： 机械1107班 指导教师： 闫文辉 完成时间： 2015 年3月28日 1 课题的意义 我国油田的采油设备种类繁多。对于游梁式抽油机，虽其具有结构简单、安全可靠、使用方便等优点而被广泛使用，但其能耗较高，实现长冲程时，结构尺寸大。对于链条式抽油机，虽其具有机械效率较高、长冲程、低冲次、高效节能等优点，但也存在换向机构复杂、轨迹链条和主轴销容易发生断裂、平衡系统复杂、可靠性偏低、不适用于重载等问题。对于塔架式数控抽油机，虽其具有长冲程、高效节能、大载荷等优点，但其工作部件安装在塔顶，受空间限制，安装需紧凑，操作和维护不方便。而对于长环形齿条式抽油机，其具有节能、工作可靠性高、运行平稳、质量轻而便于维护等特点，但也存在一些缺点，如：平衡滑块上而的长环形齿条加工比较困难;机架距井口太近，修井操作不方便；实现长冲程时，整机高度太高，运输不方便。 本文针对现有的游梁式抽油机、链条式抽油机、塔架式抽油机、长环形齿条式抽油机的一些缺点，提出一种新型的齿轮齿条式抽油机方案，根据工艺要求对齿轮齿条式抽油机进行结构设计，确定齿轮齿条式抽油机各零部件的尺寸和一些基本参数，解决现有的游梁式抽油机、链条式抽油机、塔架式抽油机、长环形齿条式抽油机的一些问题。 2 国内外抽油机研究现状 在世界范围内，研究开发与应用抽油机己有100多年的历史。在这百余年采油实践中，抽油机发生了很大变化，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。其特点是：增强了抽油机的适应性、可靠性、经济性和先进性；改善了抽油性能，降低了抽油机载荷与载荷变化范围，提高了抽油效率，减少了动力消耗；提高了抽油机平衡效果，改善了抽油机的运动特性、动力特性与平衡特性；增大了抽油机的使用范围，减小了抽油机体积和质量，强化了抽油机自动化与智能化程度。 （一）国外齿轮齿条抽油机研究现状 目前，世界上生产抽油机的国家主要有美国、俄罗斯、法国、加拿大和罗马尼亚等。近年来，国外研究开发了各种新型抽油机，为更经济有效地开采石油做出了卓越贡献。 (1)美国Lufkin公司生产B, C, M, A等4种系列抽油机,B系列游梁平衡抽油机有8种规格，悬点最大载荷24-49.4kN，冲程长度0.6-1.2m。C系列曲柄平衡抽油机有64种规格，悬点最大载荷24-165.5kN，冲程长度0.76-4.2m。 M系列前置式抽油机有46种规格，悬点最大载荷64.86-193.68kN，冲程长度1.62-5.68m。A系列前置式气平衡抽油机有26种规格，悬点最大载荷78.47-213.1kN，冲程长度1.62-6.09m。 (2)法国Mape公司生产12种规格曲柄平衡游梁抽油机，悬点最大载荷160kN，最大冲程长度4.2m，还生产H系列长冲程液压驱动塔架长冲程抽油机，悬点最大载荷199kN，最大冲程长度lOm，最大冲次5min-1。 液压驱动塔架长冲程抽油机的主要特点：采用液压配重，简化系统结构，由于液压缸特殊结构和蓄能器回路的配合使用，在平衡液压抽油机的大部分重量时，不需要另外加配重，消除了使用机械配重所引起的增加机械结构受力和抽油机的体积等缺点，可减少抽油机的体积、质量和在油田中的占地面积、能适应滩涂、海上平台和山区等条恶劣地区的抽油作业；能够降低装机功率，液压抽油机负载作下冲程时，与液压缸相接的蓄能器回路中的蓄能器吸收闭式回路中消耗的大部分能量和下冲程载荷的大部分能，作上冲程时，储存在蓄能器中的能量补充负载上行所需的能量，减少变频闭式回所需要提供的能量，这样能够大幅度地降低液压抽油机的装机功率，节能效率高，减小液压泵站体积，液压缸上半部分的两腔通过双向液压锁与矢量变频电机驱动的双向液压构成矢量变频容积调速闭式系统，利用了变频容积调速节能效率高和闭式油路节省液油的优点，同时可以大大减少液压泵站的体积;蓄能器体积小，载重量大，在系统中由液压缸的特殊结构，只要合理选择液压缸的结构尺寸和闭式油路及蓄能器回路的压力级，可使蓄能器回路中的蓄能回路中的蓄能器的体积较小，在工程中更容易实现，并且占地面积也相应减少，更符合工程实际要求;操作更加安全平稳，在闭式油路中采用双向液压锁可以使液压抽油机的停靠更加平稳迅速，增加了系统操作的稳定性和安全性。 (3)美国Weatherford公司生产的长冲程Rotaflex抽油机。Rotaflex链条驱动的抽油机是一种全