【正文】 （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。（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。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。1—發(fā)動(dòng)機(jī) 2—汽車變速箱 3—變速箱 4—鏈傳動(dòng) 5—絞車滾筒 圖22 采油車機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)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(hào)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(hào)Benz2629A/66發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)OM442發(fā)動(dòng)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(zhǎng)寬高）發(fā)動(dòng)機(jī)OM442缸數(shù)為8，功率為213KW,額定轉(zhuǎn)速為2100r/ 。而且機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不能根據(jù)作業(yè)情況和負(fù)載變化而自動(dòng)變速，所以操作控制比較繁瑣，功率的利用率低。2 采油車的總體方案設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)方案對(duì)比國(guó)內(nèi)油田特種車輛的傳動(dòng)方式有液力傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)和液力機(jī)械傳動(dòng)目前采油車，因?yàn)闄C(jī)械傳動(dòng)的比重較大，液力傳動(dòng)準(zhǔn)確穩(wěn)定性強(qiáng)，所以目前國(guó)內(nèi)采油車常用的傳動(dòng)方式是機(jī)械傳動(dòng)和液力傳動(dòng)。目前國(guó)內(nèi)的采油車主要存在以下問(wèn)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(dòng)化程度低等。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)。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。兩種采油車的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是游動(dòng)系統(tǒng)的前置和后置帶來(lái)了作業(yè)的方式的變化。它由車載設(shè)備、鋼絲繩和抽子組成，它的車載設(shè)備相當(dāng)于有桿式抽油泵的地面抽油機(jī)，鋼絲繩相相當(dāng)于有桿式抽油泵的抽油桿，它的抽子與有桿式抽油泵的深井抽油泵相當(dāng)。 吸入閥（固定） 泵管 柱塞 排除閥（移動(dòng)） 抽油桿 油管 套管 三通 密封盒驢頭1游梁1連桿1曲柄1減速箱1電動(dòng)機(jī)圖11 抽油機(jī)的工作原理與此同時(shí)，柱塞下部泵筒空間壓力降低，井內(nèi)液體在壓差作用下頂開安裝在泵筒上的固定閥閥球，進(jìn)入泵筒，抽油泵處于吸入過(guò)程，直至柱塞達(dá)到上止點(diǎn)為止。抽油機(jī)和抽油泵的連接部分—抽油桿。抽油法采油，可分為有桿泵采油和無(wú)桿泵采油兩種，其中無(wú)桿泵采油分潛油電泵采油、水力活塞泵采油、螺桿泵采油、射流泵采油、渦輪驅(qū)動(dòng)潛油泵采油。對(duì)于上述這些不能自噴的油井，就必須用機(jī)械采油法進(jìn)行開采。自噴采油是利用地層的能量把原油舉升到地面。這樣，一些生產(chǎn)井就變成了注入井，因而，這種注入水和氣以保證油藏壓力的過(guò)程就稱為二次采油。 hoisting system； transmission system。本文主要進(jìn)行了CTY12型采油車總體方案和傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，包括傳動(dòng)方案的選擇，減速器的設(shè)計(jì)中；該采油車采用了前置式采油結(jié)構(gòu)方案，選擇性能良好的工程機(jī)械底盤車。前置式采油車是油田車載移動(dòng)式采油設(shè)備的主要車型，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)，軸、滾筒體、鏈輪、鍵和軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選型，滾筒軸的校核，滾筒體強(qiáng)度的校核，以及其它重要零部件的強(qiáng)度校核，從而保證它們的性能和壽命，并且選擇氣胎離合器和液壓盤式剎車，使其有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以及提高其安全系數(shù)。 draw works目錄TCY12型采油車總體方案及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………….......…………31 緒論 1 前言 1 采油車的應(yīng)用 3 采油車在油田的應(yīng)用 3 采油車的發(fā)展方向及存在的問(wèn)題 4 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 42 采油車的總體方案設(shè)計(jì) 5 結(jié)構(gòu)方案對(duì)比 5 傳動(dòng)方案的選擇 5 主車選型和變速箱設(shè)計(jì) 63 絞車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 8 采油車設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 8 鋼絲繩的選取 8 滾筒參數(shù)初定 9 滾筒直徑的初定 9 滾筒平均直徑 9 滾筒長(zhǎng)度L初定 10 剎車鼓直徑初定 10 纏繩容量的確定 10 纏繩層數(shù) 11 減速器的設(shè)計(jì) 11 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)方案 11 高速圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 12 低速圓柱齒輪的計(jì)算 15 錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 15 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 16 滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選材 17 剎車類型及選擇 18 離合器的選擇 19 軸承和鍵的選擇 19 絞車總體方案結(jié)構(gòu)圖 19 滾筒軸的校核 21 滾筒體強(qiáng)度的校核 27 滾筒體載荷的分析 27 滾筒應(yīng)力分析及強(qiáng)度計(jì)算 29 軸承壽命的計(jì)算 31 鍵的校核 325 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 346 結(jié)論 36參考文獻(xiàn) 37致 謝 381 緒論 前言 采油作業(yè)是油田從井下提取原油的重要手段，按采油過(guò)程分，采油作業(yè)分為三個(gè)主要階段，一次采油，二次采油和三次采油(強(qiáng)化采油)[l]。一次采油和二次采油兩個(gè)過(guò)程中原油的采收率為20一50%，這取決于原油和油藏的性質(zhì)。隨著油田的不斷開發(fā)，地層能量將逐漸消耗，即使在注水開發(fā)的油田，他的中后期也出現(xiàn)了水淹和強(qiáng)水淹的現(xiàn)象。機(jī)械采油法又分氣舉法和抽油法兩種，氣舉法的特點(diǎn)就是利用壓縮氣體的能量，把原油提升到對(duì)面，而抽油法的特點(diǎn)是將各種結(jié)構(gòu)的泵放到井下進(jìn)行抽油。而有桿泵采油則是機(jī)械采油方法中應(yīng)用最廣的一種，在前蘇聯(lián)大約占77%，%，我國(guó)占90%以上。習(xí)慣上將有桿泵上述三個(gè)部分稱為三抽設(shè)備。當(dāng)柱塞下行時(shí)，泵筒內(nèi)液體受壓，壓力升高，達(dá)到于泵筒外環(huán)形空間液柱壓力相等后，固定閥閥球靠自重落下，固定閥關(guān)閉，柱塞繼續(xù)下行，泵內(nèi)壓力進(jìn)一步升高，當(dāng)超過(guò)油管內(nèi)液柱壓力時(shí)，泵筒內(nèi)液體即頂開固定閥閥球進(jìn)入油管，抽油泵開始排出過(guò)程，直到柱塞達(dá)到下死點(diǎn)，如此循環(huán)往不已。其工作原理為(如圖 12)：采油車主車通過(guò)絞車的旋轉(zhuǎn)，利用將鋼絲繩將采油抽子下放到井底油面以下100一200m，同時(shí)抽子底部的單向閥打開，主車鋼絲繩抽子主體密封膠筒單向閥圖12 采油車工作原理圖原油通過(guò)抽子的內(nèi)部空間進(jìn)入到抽子上部的套管(或者油管)空間，當(dāng)采油車帶動(dòng)抽子提升時(shí)，單向閥由于自重和原油的流動(dòng)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(dòng)式油罐車，從而完成采油作業(yè)。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。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。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(lái)了條件，因此也適用于井內(nèi)有一定壓力的采油作業(yè)。針對(duì)上面出現(xiàn)的問(wèn)題，我們應(yīng)該改進(jìn)排繩裝置，實(shí)線自動(dòng)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(dòng)化。機(jī)械傳動(dòng)又分為鏈?zhǔn)阶兯賯鲃?dòng)機(jī)構(gòu)和齒輪變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外采油車中也有液力機(jī)械傳動(dòng)的，但液力機(jī)械傳動(dòng)在采油車中應(yīng)用比較少，在修井機(jī)中比較常見(jiàn)，它們大多數(shù)采用阿里訊傳動(dòng)箱，這種傳動(dòng)箱檔位多，重量輕，利于實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比，亦可無(wú)級(jí)變速，操作比較簡(jiǎn)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(dòng)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(dòng)變化黨委和閉鎖，自動(dòng)化程度比較高。 發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)效率發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)副名稱效率柴油機(jī)～.85軸承角傳動(dòng)箱軸承效率鏈傳動(dòng)滾筒軸部件滾筒纏繩、滑輪繞繩 根據(jù)發(fā)動(dòng)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)。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(zhǎng)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。 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。=取抗拉強(qiáng)度為167MPa，即170公斤/。=（20~23）14=280~322 取320其中 —鋼絲繩的直徑。15′ ~ 1176。 剎車鼓的直徑對(duì)滾筒的啟動(dòng)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。 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)方案由滾筒直徑和所受載荷可計(jì)算滾筒以及各傳動(dòng)軸傳遞的扭矩：滾同軸輸出轉(zhuǎn)矩：=120103295103=35400 Nm滾筒軸輸入轉(zhuǎn)矩：==35400247。2采油車絞車屬于起重類，故由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表108選用齒輪為6級(jí)精度。4選小齒輪齒數(shù)=23，大齒輪齒數(shù)= 取=78 （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)； 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（109a）進(jìn)行計(jì)算，即有 （35）1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值選載荷系數(shù)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由表107選取齒寬系數(shù)由表106查的材料的彈性影響系數(shù)由表1021d按齒面硬度查的小齒輪的解除疲勞強(qiáng)度大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =602100（2830015）=109 109247。=318 =380247。180=14811N =14811247。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造和安裝精度較低，鏈齒輪的的工況較好，承載能力較大，有一定的減震和緩沖性能，傳動(dòng)效率高，鏈條對(duì)軸的拉力較小，同樣使用的條件下，結(jié)構(gòu)尺寸更為緊湊；此外，鏈傳動(dòng)的磨損伸長(zhǎng)比較緩慢，張緊調(diào)節(jié)工作量比較小，并且能在惡劣的環(huán)境條件下工作。 (1)選擇材料選小齒輪材料為20Cr滲碳淬火，回火處理，處理后硬度達(dá)到40~50HRC。由上式可得軸的直徑= 其中 ，可得d≥92mm (2)軸的結(jié)構(gòu)確定和材料選擇考慮到加工工藝、鍵槽、孔等定位及與軸系其它零部件的配合等因素，得出軸結(jié)構(gòu)如圖33所示。2） 盤式剎車的用力與滾筒軸平行，不會(huì)對(duì)滾筒軸產(chǎn)生附加載荷，帶剎車的作用力垂