抽油機課程報告抽油機方案設(shè)計畢業(yè)論文(已修改)
2025-05-10 05:10 本頁面
【正文】 機械原理課程設(shè)計報告 ——抽油機方案設(shè)計 目錄：………………………………………………………... 3 ………………………………………………………... 4………………………………………………………. 4 ………………………………………………………. 5………………………………………………………. 6………………………………………………………. 9…………………………………………………… 11 錄……………………………………………………….. 12一、設(shè)計任務(wù)：抽油機機械系統(tǒng)設(shè)計抽油機是將原油從井下舉升到地面的主要采油設(shè)備之一。常用的有桿抽油設(shè)備主要由三部分組成：一是地面驅(qū)動設(shè)備即抽油機；二是井下的抽油泵，它懸掛在油井油管的下端；三是抽油桿，它將地面設(shè)備的運動和動力傳遞給井下抽油泵。三部分之間的相互位置關(guān)系如圖1所示。抽油機由電動機驅(qū)動，經(jīng)減速傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)帶動抽油桿及抽油泵柱塞作上下往復(fù)移動，從而實現(xiàn)將原油從井下舉升到地面的目的。懸點載荷P、抽油桿沖程S和沖次n是抽油機工作的三個重要參數(shù)。懸點指執(zhí)行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結(jié)點，懸點載荷P(kN)指抽油機工作過程中作用于懸點的載荷；抽油桿沖程S(m)指抽油桿上下往復(fù)運動的最大位移；沖次n(次/min)指單位時間內(nèi)柱塞往復(fù)運動的次數(shù)。假設(shè)懸點載荷P的靜力示功圖如圖2所示。在柱塞上沖程過程中，由于舉升原油，作用于懸點的載荷為P1，它等于原油的重量加上抽油桿和柱塞自身的重量；在柱塞下沖程過程中，原油已釋放，此時作用于懸點的載荷為P2，它就等于抽油桿和柱塞自身的重量。 圖1 抽油機系統(tǒng)示意圖 圖2 靜力示功圖懸點——執(zhí)行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結(jié)點懸點載荷P(kN)——抽油機工作過程中作用于懸點的載荷抽油桿沖程S(m)——抽油桿上下往復(fù)運動的最大位移沖次n(次/min)——單位時間內(nèi)柱塞往復(fù)運動的次數(shù)假設(shè)電動機作勻速轉(zhuǎn)動，抽油桿（或執(zhí)行系統(tǒng)）的運動周期為T。油井工況為：上沖程時間下沖程時間沖程S(M)沖次N(次/MIN)懸點載荷P(N)8T/157T/1512二、設(shè)計內(nèi)容：1. 根據(jù)任務(wù)要求，進行抽油機機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計，確定減速傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成，繪制系統(tǒng)方案示意圖。2. 根據(jù)設(shè)計參數(shù)和設(shè)計要求，采用優(yōu)化算法進行執(zhí)行系統(tǒng)(執(zhí)行機構(gòu))的運動尺寸設(shè)計，優(yōu)化目標(biāo)為抽油桿上沖程懸點加速度為最小，并應(yīng)使執(zhí)行系統(tǒng)具有較好的傳力性能。3. 建立執(zhí)行系統(tǒng)輸入、輸出(懸點)之間的位移、速度和加速度關(guān)系，并編程進行數(shù)值計算，繪制一個周期內(nèi)懸點位移、速度和加速度線圖(取抽油桿最低位置作為機構(gòu)零位)。4. 選擇電動機型號，分配減速傳動系統(tǒng)中各級傳動的傳動比，并進行傳動機構(gòu)的工作能力設(shè)計計算。5. 編寫機械設(shè)計課程設(shè)計報告。三、方案分析：，進行抽油機機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計，確定減速傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成。該系統(tǒng)的功率大，且總傳動比大。減速傳動系統(tǒng)方案很多，以齒輪減速器減速最為常見且設(shè)計簡單，有時可以綜合帶傳動的平穩(wěn)傳動特點來設(shè)計減速系統(tǒng)。這里選用帶傳動加上齒輪二級減速。執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計：輸入——連續(xù)單向轉(zhuǎn)動；輸出——往復(fù)移動輸入、輸出周期相同，輸入轉(zhuǎn)1圈的時間有急回。常見可行執(zhí)行方案有很多種，這里選用“四連桿式抽油機”機構(gòu)。四、設(shè)計目標(biāo)：以上沖程懸點加速度為最小進行優(yōu)化，即搖桿CD順時針方向擺動過程中的αmax最小，由此確定a、b、c、d。五、設(shè)計分析：執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計分析：一周期內(nèi)運動循環(huán)圖 設(shè)計要求抽油桿上沖程時間為8T/15，下沖程時間為7T/15，則可推得上沖程曲柄轉(zhuǎn)角為192176。，下沖程曲柄轉(zhuǎn)角為168176。找出曲柄搖桿機構(gòu)搖桿的兩個極限位置。CD順時針擺動——C1→C2，上 沖 程 ( 正 行 程 ) ， P1 ，=192176。，慢行程，B1 → B2；CD逆時針擺動——C2→C1，下 沖 程 ( 反 行 程 ) ， P2 ，=168176。，快行程，B
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