【正文】 I 摘要 本文通過對當(dāng)前市場上的各種大小型抽油機(jī)進(jìn)行市場調(diào)研之后，對其技術(shù)水平進(jìn)行分析，于是根據(jù)設(shè)計題目來源提出了滾筒式抽油機(jī)的設(shè)計方案，在這設(shè)計過程中完成的主要工作有如下部分： 根據(jù)大慶石油開采公司的相關(guān)要求，分析了目前市場 上多半采用游梁式抽油機(jī)和少部分先進(jìn)的節(jié)能型抽油機(jī)的優(yōu)缺點，提出了滾筒式抽油機(jī)的設(shè)計方案。s economic development and national defense construction is more and more urgent, especially oil demand is more urgent. Our country has been looking for new energy at the same time, saving energy is currently one of the effective measures. Key words drum。 第二章 滾筒式抽油機(jī)整體 方案設(shè)計 ....................................................錯誤 !未定義書簽。 懸點處速度特性研究 ........................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 滾筒式抽油機(jī)設(shè)計 1 前言 現(xiàn)階段我國各主要石油開采油田已進(jìn)入穩(wěn)定開發(fā)期，也就是說利用現(xiàn)有的抽油機(jī)實現(xiàn)石油的開采，難以實現(xiàn)先進(jìn)抽油機(jī)的大批量更新，但隨著 石油的不斷開采，油井的深度增加，原油的含水量增加及相關(guān)成分更加復(fù)雜，這樣就會給采油帶來極大的困難，開采同量的原油成本增加。根據(jù)國際能源署（ IEA）預(yù)測，未來二十年，我國石油消費需求將繼續(xù)保持快速增 長趨勢， 2030 年預(yù)計將達(dá)到 1200 萬桶 /天，石油供需矛盾將會隨著時間的推移不斷加劇。 (2) 液壓抽油機(jī) 圖 12 液壓抽油機(jī) 液壓抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)保養(yǎng)，并且可以承受很大的沖擊載荷，能夠適應(yīng)我國復(fù)雜的油田類型。②較大的鏈輪直徑，減少了加速度，使運行平穩(wěn)，減少了慣性負(fù)荷。因抽油機(jī)節(jié)能節(jié)電， 泵效高，機(jī)械磨損小，性能價格比高等，所以總機(jī)效率高 [4]。 5） 、可實現(xiàn)長沖程低沖次，適用于稠油井、大泵強(qiáng)采井和深井的原油開采。這些比較先進(jìn)的抽油機(jī)各具特色，但都沒有完全有效解決我國油田開采所遇到的問題。 滾筒式抽油機(jī)設(shè)計 8 第二章 滾筒式抽油機(jī)整體設(shè)計 根據(jù)大慶石油開采公司的要求，確定滾筒式抽油機(jī)設(shè)計參數(shù)和研發(fā)目標(biāo)，確定其工作原理和制定滾筒式抽油機(jī)的工作方案。 通過滾筒式抽油機(jī)的設(shè)計方案和工作原理，在設(shè)計繪制滾筒式抽油機(jī)裝配圖的過程中確定了其結(jié)構(gòu)，其整體工作方案如圖 21所示： 滾筒式抽油機(jī)主要零件設(shè)計 抽油機(jī)名稱 額定懸點載荷 kN 最大沖程 m 沖次 min1 工作環(huán)境溫度范圍 ℃ 滾筒式抽油機(jī) 100 8 4 40℃ 40℃ 滾筒式抽油機(jī)設(shè)計 9 平衡配重及導(dǎo)向鋼絲繩選型 平衡配重導(dǎo)向鋼絲繩作用是引導(dǎo)平衡配重上下做直線運動，防止平衡配重左右前后來回晃動，導(dǎo)致傳動不平穩(wěn)，增加傳動帶的磨損，減少其使用壽命。通過加減配重微調(diào)塊來調(diào)節(jié)平衡配重的自身重量，從而達(dá)到理論設(shè)計值。 L30=1m。所以，選擇合適的滾筒電機(jī)對滾筒式抽油機(jī)的設(shè)計尤為重要。只有在專門開發(fā)生產(chǎn)電機(jī)公司才可以買到滾筒電機(jī)。把制動拉力桿吸附到電磁鐵上，使兩個制動片之間的距離向內(nèi)收縮減小，與滾筒電機(jī)的外徑產(chǎn)生強(qiáng)大的摩擦力而實現(xiàn)制動。如圖（ 24）所示。兩端通過螺栓把端蓋連接在導(dǎo)向輪主體上。加減速運動的時間基本占一個沖程工作設(shè)計的 1/5【 3】 。 滾筒式抽油機(jī)設(shè)計 21 ??????????????????322322111121t≤t≤. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .60π n r2t≤t≤. ... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .)6 0 ( tπ n r60π n r2t≤t≤. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .) . .. .. .. ..(60π n r60π n rtt0. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .60π n r)(ttttttttttttS （ 32） 懸點加速度特性研究 滾筒式抽油機(jī)懸點加速度是懸點運動速度的微分，即： )( )()( td vdta ? (33) 根據(jù)公式 (33)對懸點速度進(jìn)行微分，可以得到滾筒式抽油機(jī)任意時刻懸點加速度的變化規(guī)律如式（ 34）所示 。 在設(shè)計的零件圖中查得導(dǎo)向輪軸的直徑為 40mm，把數(shù)據(jù)帶入（ 42）中可得： W=321 403=6280mm3 根據(jù)式（ 43）求出最大彎曲正應(yīng)力后，再根據(jù)彎曲的強(qiáng)度條件如式（ 44）可得： σ ca=WMmax= 6280101125 3 = （ 43） σ max=WMmax≤ [σ ] （ 44） 上式中， σ max為最大彎曲正應(yīng)力， MPa ； Mmax為最大彎矩， 。 滾筒式抽油機(jī)設(shè)計 25 通過查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，可得導(dǎo)向輪內(nèi)軸承的當(dāng)量動載荷 P 的計算公式為： P=fp（ XFr+YFa） (46)通過查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》可得 Y=0,X=1,因為滾筒式抽油機(jī)在采油過程中有較大的慣性沖擊。 對于 6308號軸承，主要校核其使用壽命，通過校核計算導(dǎo)向輪內(nèi)軸承滿足使用要求。這樣可以極大提高采油效率，降低能耗。曹老師在學(xué)術(shù)上認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的精神讓我受益終身，在工作上兢兢業(yè)業(yè)、精益求精的作風(fēng)是我不斷學(xué)習(xí)的榜樣。 滾筒式抽油機(jī)明顯優(yōu)于現(xiàn)在我國市場上應(yīng)用的諸多抽油機(jī)，但也有不足的地方，期望在產(chǎn)品更新的過程中得以改進(jìn)。通過傳動帶可以減小采油過程中的沖擊載荷。沒有經(jīng)過校核計算，并且導(dǎo)向輪所受載荷大，有較大的沖擊慣性，所以在使用前為了安全必須對導(dǎo)向輪軸進(jìn)行校核計算。我們?nèi)?dǎo)向輪內(nèi)軸承的軸向載荷為 8000N，深溝球軸承的 e 值最大為 ，因為此軸承的徑向力遠(yuǎn)大于軸向力。 FRB為導(dǎo)向輪軸受的支反力， N； L 為導(dǎo)向輪軸兩頭距離固定坐中心的長度， mm。 懸點位移特性研究 滾筒式抽油機(jī)懸點位移是懸點運動速度的積分 [27]，即： S(t)= dttvt )(0? (31)定滾筒式抽油機(jī)上沖程開始時懸點位移為零，可 得滾筒式抽油機(jī)在一個沖程范圍內(nèi)的懸點位移變化規(guī)律 [3]如公式（ 32）所示， 由下面推導(dǎo)出的懸點部分時間段位移公式可根據(jù)任意時間計算出對應(yīng)懸點運動的位移，在通過懸點運動的位移量和時間量求出懸點加速度的變化量，進(jìn)而為進(jìn)一步研究懸點運動特性更加數(shù)據(jù)化，更加方便準(zhǔn)確 。傳動帶在摩擦帶輪上走過的距離與懸點 走過的位移相等。其外型如圖（ 26）所示： 1— 螺母； 2— 鋼絲繩； 3— U 型螺栓； 4— 夾座； 圖（ 26） 鋼絲繩夾 導(dǎo)向輪設(shè)計 導(dǎo)向輪在滾筒式抽油機(jī)中起著導(dǎo)向支撐傳動帶的運動，導(dǎo)向輪承受很大的載荷，并且經(jīng)過導(dǎo)向輪在機(jī)架平臺左右來回移動調(diào)節(jié)懸繩器與抽油機(jī) 光桿中心對齊。滾筒式抽油機(jī)的整體高度為： H 整體 =L 沖程 +S+B 式中： H 整體 為滾筒式抽油機(jī)的整體高度， m； L 沖程 為設(shè)計要求沖程長度， m； B 為機(jī)架平臺高度， m。并不影響滾筒電機(jī)的正常轉(zhuǎn)動，制動器的拉力桿與電磁鐵之間有一定的距離。 Fi 為平衡配重自重， kN； 計算傳動皮帶帶速及電機(jī)轉(zhuǎn)速 根據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，可得： V 帶 = 60 2LC = 60284 = W=rv = = n= π2w = 2 = 上式中， V 為傳動帶帶速， m/s； W 為滾筒電機(jī)角 速度， rad/s； n 為滾筒電機(jī)的轉(zhuǎn)速， r/s。 上式中， g 為重力加速度， 10kN/m； m為配重的整體質(zhì)量， Kg； σ 為鐵的密度， 7800Kg/m3。 H50=。并且使用配重還降低滾筒電機(jī)能耗。滾筒電機(jī)持續(xù)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)動，抽油光桿連續(xù)不斷做直線往復(fù)運動。 本章小結(jié) 本章主要介紹了現(xiàn)階段市場上各種抽油機(jī)，并分析了我國目前所面臨的抽油機(jī)設(shè)備大多還以游梁式抽油機(jī)為主的問題。無 法滿足我國油田多樣化的需求。 3） 、采用了航天捆綁技術(shù)，通過前導(dǎo)輪與井口側(cè)皮帶的位置變換，利用 滾筒式抽油機(jī)設(shè)計 6 圖 14 復(fù)式永磁電機(jī)抽油機(jī) 電機(jī)自動提升轉(zhuǎn)向和鎖定，實現(xiàn)修井讓位。④節(jié)能節(jié)電。 4）易于實現(xiàn)過載保護(hù)和因抽油桿斷脫等失載時的停機(jī)功能。所以，研制一款造價低，性能穩(wěn)定，堅久耐用，便于維護(hù)，抽油效率高的大沖程低沖次抽油機(jī)是現(xiàn)在市場的迫切所需。石油作為世界一級能源消費中的主導(dǎo)能源，一直是工業(yè)現(xiàn)代化和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大動力。