【正文】 升時(shí)，單向閥由于自重和原油的流動而關(guān)閉，同時(shí)抽子外圍的密封膠筒封閉了抽子與套管(或者油管)之間的間隙，這樣在抽子上部形成了一段與抽子下部隔離的液柱，液柱隨著抽子提升到井口，入注到地面的固定油罐或者移動式油罐車，從而完成采油作業(yè)。本文將就采油車的車載設(shè)備進(jìn)行深入的研究。 采油車的應(yīng)用 采油車在油田的應(yīng)用為了適應(yīng)油田作業(yè)的需要，目前采油車主要發(fā)展了兩種不同作業(yè)方式的車型，一種是桅桿前置式采油車，一種是井架后置式采油車。兩種采油車的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是游動系統(tǒng)的前置和后置帶來了作業(yè)的方式的變化。前置式采油車是利用桅桿將鋼絲繩和抽子放入井口，前置式采油車的絞車位于整車的后部，桅桿布置在整車的前部，桅桿前部的天車滑輪置于駕駛室前方，采油作業(yè)的基本操作都在駕駛室完成。作業(yè)時(shí)，鋼絲繩從絞車通過桅桿內(nèi)部，向前通過滑輪入井，作業(yè)時(shí)，鋼絲繩基本處于一個密封的環(huán)境中，鋼絲繩上飛濺的原油不會對周圍的環(huán)境造成影響，因此適用于對環(huán)境要求較高的地區(qū)。由于桅桿高度較低，不能應(yīng)用于在井口裝置較高的油井，并且由于高度的影響，不便于安裝配子的配重，因此也不適應(yīng)于深井、稠油井和高粘井的采油作業(yè)。但是桅桿天車的前置的特點(diǎn)有利于井口的隊(duì)中，也有利于在駕駛室集中操作。后置式采油車是利用井架將鋼絲繩和抽子放入井口，后置式采油車的絞車位于整車的中部，井架布置在整車的尾部，采油作業(yè)的基本操作都在整車中部的操作室完成。作業(yè)時(shí)，鋼絲繩從絞車通過井架頂部的天車進(jìn)入井內(nèi)。作業(yè)過程中，鋼絲繩處在一個開發(fā)的環(huán)境中，由于鋼絲繩上原油的飛濺，后置式采油車不適合在對環(huán)保要求較高的地區(qū)使用。但由于井架高度較大，配重安裝方便，因此適應(yīng)于深井、稠油井和高粘油井的采油作業(yè)，適應(yīng)于井口裝置較高油井的采油作業(yè)。井架高度的增加，也為井口安裝密閉管等井口密封裝置帶來了條件，因此也適用于井內(nèi)有一定壓力的采油作業(yè)。同時(shí)由于井架承載負(fù)荷大，因此后置式采油車也適用于大噸位采油作業(yè)。 采油車的發(fā)展方向及存在的問題未來我國石油專用汽車會和國際接軌，向高新技術(shù)的集合、綜合能力強(qiáng)、可靠性高、機(jī)電液一體化、小型化、高壓大排量、高行駛性能、操作簡單化、注重健康安全與環(huán)境、模塊化和小質(zhì)量的方向發(fā)展，特別是國內(nèi)采油車自動化程度低，需進(jìn)一步發(fā)展提高生產(chǎn)效率。目前國內(nèi)的采油車主要存在以下問題：排收繩效率較差，活塞抽子使用壽命低，重量顯示誤差較大，自動化程度低等。針對上面出現(xiàn)的問題，我們應(yīng)該改進(jìn)排繩裝置，實(shí)線自動排繩，改進(jìn)撤重裝置，降低顯示誤差，與專業(yè)廠家共同研究，提高膠套的使用壽命，逐漸實(shí)現(xiàn)自動化。 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：完成CTY12型采油車的總體方案對比分析和設(shè)計(jì)，進(jìn)行CTY12型采油車的起升系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及對整個傳動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本次采油車設(shè)計(jì)采用前置式，本文的重點(diǎn)是絞車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行絞車的選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和重要零部件校核等，包括有利于提高排繩質(zhì)量的帶槽滾筒設(shè)計(jì)和對軸、滾筒體、鏈輪、鍵和軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選型以及重要零部件的強(qiáng)度校核，從而保證它們的性能和壽命，還有氣胎離合器和液壓盤式剎車的選擇使其利于實(shí)現(xiàn)自動化提高它的安全系數(shù)。2 采油車的總體方案設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)方案對比國內(nèi)油田特種車輛的傳動方式有液力傳動、機(jī)械傳動和液力機(jī)械傳動目前采油車，因?yàn)闄C(jī)械傳動的比重較大，液力傳動準(zhǔn)確穩(wěn)定性強(qiáng)，所以目前國內(nèi)采油車常用的傳動方式是機(jī)械傳動和液力傳動。機(jī)械傳動又分為鏈?zhǔn)阶兯賯鲃訖C(jī)構(gòu)和齒輪變速傳動機(jī)構(gòu)。機(jī)械傳動方式并比較簡單，傳動效率高，但傳動系統(tǒng)柔性環(huán)節(jié)少，所以沖擊、噪音、和振動都比較大。工作機(jī)構(gòu)和傳動系統(tǒng)容易因?yàn)檫^載而失效和損害。而且機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)不能根據(jù)作業(yè)情況和負(fù)載變化而自動變速，所以操作控制比較繁瑣，功率的利用率低。另外采油車中也有液力機(jī)械傳動的，但液力機(jī)械傳動在采油車中應(yīng)用比較少，在修井機(jī)中比較常見，它們大多數(shù)采用阿里訊傳動箱，這種傳動箱檔位多，重量輕，利于實(shí)現(xiàn)大傳動比，亦可無級變速，操作比較簡便，能適用多種工況，它既有渦輪變矩器的柔性，又有機(jī)械傳動的高效率，不僅充分利用了柴油機(jī)的功率，而且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，可以隨著負(fù)荷的變化自動變化黨委和閉鎖，自動化程度比較高。 1—發(fā)動機(jī) 2—變矩器 3—變速箱 4—分動箱5—帶泵箱 6—角傳動箱 7—絞車滾筒 8—傳動鏈圖21 采油車液力機(jī)械傳動示意圖 傳動方案的選擇對比以上方案，本次設(shè)計(jì)采用機(jī)械傳動，其傳動方案采用機(jī)械傳動原理如圖 2—2所示。發(fā)動機(jī)輸出動力經(jīng)過變速箱傳遞到分動箱，經(jīng)過分動箱把動力傳遞給采油絞車和主車的前后橋，由于機(jī)械效率高，才有的負(fù)載較小，下井深度不高，所以采用機(jī)械傳動完全能夠滿足設(shè)計(jì)工況要求。1—發(fā)動機(jī) 2—汽車變速箱 3—變速箱 4—鏈傳動 5—絞車滾筒 圖22 采油車機(jī)械動力傳動系統(tǒng)示意圖 主車選型和變速箱設(shè)計(jì)此次采油車設(shè)計(jì)選用裝載汽車底盤型號為Benz2629A/66,主要技術(shù)參數(shù)如下所示：適用油井套管﹤裝載汽車底盤型號Benz2629A/66發(fā)動機(jī)型號OM442發(fā)動機(jī)額定功率213KW最大下采深度1500m額定原油提撈量2500kg最大提升載荷120KN鋼絲繩線速度0～鋼絲繩17ZAA619S+NF外形尺寸（長寬高）發(fā)動機(jī)OM442缸數(shù)為8，功率為213KW,額定轉(zhuǎn)速為2100r/ 。 發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)傳動效率發(fā)動機(jī)、傳動副名稱效率柴油機(jī)～.85軸承角傳動箱軸承效率鏈傳動滾筒軸部件滾筒纏繩、滑輪繞繩 根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和絞車提升速度，下面進(jìn)行變速箱設(shè)計(jì)。 3 絞車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 絞車的機(jī)械部件中的主要零件有以下幾部分：滾筒體、輪轂、剎車盤、軸承座等。（1）滾筒體：滾筒體是采油車絞車的主要部件之一。它主要有滾筒、滾筒體軸、軸承等組成 ，其中滾筒體和滾筒軸是采油車絞車最重要的部件，因?yàn)闈L筒體載荷比較特殊。滾筒體是用鑄鋼或者焊接板做成的厚壁筒，滾筒直徑和滾筒長度是絞車的主要幾何參數(shù)，他們基本上決定了絞車的尺寸和纏繩容量，滾筒體材料選擇鑄鋼，采用焊接滾筒體的加工工藝，滾筒體的壁厚根據(jù)其強(qiáng)度計(jì)算選擇。（2）輪轂：主要作用是支持滾筒體，他的選材為鑄鋼，其外徑等于滾筒體內(nèi)徑，采用鑄造的加工工藝。（3）剎車盤架：用于固定和支撐剎車鉗，選擇材料為45鋼。（4）軸承座：用于支撐滾筒體、輪轂等軸系部件，選材為HT200的鑄件。 采油車設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)最大提升載荷：120KN；最大下泵深度：≤1200m；泵徑：56mm；絞車?yán)p繩容量：1500m；原油容量：10t。提升速度：~。 鋼絲繩的選取一般起重設(shè)備要求鋼絲繩的安全系數(shù)比較高，n≥,鋼絲繩的斷裂載荷為： = KN （31）其中： —鋼絲繩影響的折合系數(shù)。=； —鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度， F—鋼絲繩面積總和，㎡ —鋼絲繩破斷拉力總合，KN豎井提升鋼絲繩常用型號為619，起重機(jī)鋼絲繩根據(jù)不同工作條件應(yīng)保證一定安全系數(shù)即 （32）其中：—鋼絲繩最大靜拉力，公斤 —整條鋼絲繩的破斷拉力，公斤 n—鋼絲繩的安全系數(shù)由表53取n==120KN=12245 公斤=12245247。=取抗拉強(qiáng)度為167MPa，即170公斤/。 滾筒參數(shù)初定 滾筒直徑的初定滾筒直徑是絞車的主要參數(shù)，他決定了絞車的外廓尺寸大小。由于滾筒的纏繩層數(shù)有限制，所以滾筒直徑和滾筒長度也決定了滾筒的纏繩容量。滾筒的直徑主要根據(jù)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和直徑來確定。=（20~23）14=280~322 取320其中 —鋼絲繩的直徑。 滾筒平均直徑由圖32知，當(dāng)?shù)谝粚訛樽笮p繩時(shí)，第二層必然是右旋纏繩，鋼絲繩在拉力作用下約有3/4圈落在前一層的繩槽中，則h′=,還有四分之一圈必須由一槽跳到相鄰槽中，這時(shí)鋼絲繩直徑重疊，h″=因此可以近似認(rèn)為每一整圈纏繩在滾筒半徑上的增量平均值h= h′+ h″=。=3/4+11/4=所以，滾筒纏繩直徑依次變化如下：滾筒原始直徑 第一層的纏繩直徑 第二層的纏繩直徑 第三層的纏繩直徑 ........ ......... 第N層的纏繩直徑 （33）由設(shè)計(jì)要求得絞車的絞車的繩容量為1500m,由經(jīng)驗(yàn)得纏繩層數(shù)范圍為6~12層，初選纏繩層數(shù)e=11層，則：+=320+（10+1）14=460mm 滾筒長度L初定由于設(shè)計(jì)要求絞車的纏繩容量為1500m，初定纏繩層數(shù)為11層，則有：46011L247。14=1500000，解方程的L=，取L=1325mm由絞車滾筒長度設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式： =（~）320=608~704滾筒長度過長會使快繩進(jìn)天車輪的傾角變大，如圖31所示，這樣對排繩比較不利，另外也可能是滾筒軸彎矩加大，因而需要用下式進(jìn)行核算 （34）其中 H—滾筒軸至天車軸之間的高度，mm—快繩的傾角，1176。15′ ~ 1176。30′ 采油車一般選取H=9700mm所以，1176。15′= ﹤﹤1325mm由于纏繩容量限制滾筒長度，所以在滾筒上加設(shè)纏繩器。 剎車鼓直徑初定 剎車鼓直徑的大小說明了絞車的高度和表明了絞車絞車的剎車能力的大小。 剎車鼓的直徑對滾筒的啟動載荷影響比較大，所以在滿足工作要求下應(yīng)選小些，由于設(shè)計(jì)纏滿繩時(shí)，第11圈鋼絲繩環(huán)繞直徑為：選取剎車鼓直徑為797mm。 纏繩容量的確定纏繩容量M根據(jù)工作時(shí)情況要求確定，原始數(shù)據(jù)M=1500m，由前面確定數(shù)據(jù)知，每層可纏繩圈數(shù)n=,所以纏繩容量為：M=，滿足設(shè)計(jì)要求。 纏繩層數(shù)帶槽的滾筒取e=11 減速器的設(shè)計(jì)減速器結(jié)構(gòu)為發(fā)動機(jī)軸通過聯(lián)軸器直接連接齒輪軸，大齒輪與小錐齒輪同軸，動力通過錐齒帶動鏈輪，大鏈輪傳出扭矩，滾筒轉(zhuǎn)動。,帶