【文章內容簡介】 計算 Pmax_________懸點最大載荷 （2—1）_________抽油桿自重 （2—2）_________抽油桿在油中的自重 （2—3）_________油管內，柱賽上的油柱重 （2—4）_________油井中動液面以上斷面積等于柱塞面積的油柱重 （2—5）L————下泵深度 S————懸點沖程長度 S=10~30mn————懸點沖程次數 n=v/s=（15~20）/2/（10～30)=~1次/分鐘[2]沉沒度過小，會降低泵的充滿系數，沉沒度過大，會增加抽油機的負荷。通過實踐摸索即使油的粘度很大，克服原油在井筒內運動的全部阻力不超過一個大氣壓，所以一般沉沒度為30~50米；重質粘度大的井不少于50米；原油含氣大的井不少于80~100米；如不含氣的輕質原油的井，沉沒度有20米即可，因為超長沖程抽油機一般用于稠油，低滲透油井的開采，為了安全起見認為油井中有油氣所以油井的沉沒度取不少于50米。 泵的沉沒深度 =60m 產出液密度 = 抽油桿伸長量 抽油管伸長量 抽油泵的柱塞泵筒位移鋼制抽油桿規(guī)格 φ22(16~28取中間型號)抽油管橫截面面積 =103m2因對于單滾筒式抽油機碳纖維桿達到2/3也可以保證安全，所以初取取碳桿長度=，鋼制抽油桿= 。 碳纖維桿的密度==32106103+ 106103==106（L60）==（）(1+30/137=由于已知懸點載荷 =60KN60000=L=1454m 取L=1400 電動機上下沖程時功率計算將上面計算得出的L值帶入： =32106700（）+106700（） =+ = =106（140060） = （2—6） =上沖程期間抽油機對光桿負載所做的功： （2—7） =(+) = = =(+) = =下沖程期間抽油機對光桿負載所做的功： （2—8） =10+ = =30+ =～2min之間變化，初定在30s時的電動機功率故：t===30s。上沖程期間抽油機輸出功率：下沖程期間抽油機輸出功率： 平衡重計算及平衡裝置的設計對于一般抽油機，其載荷在上、下沖程時為不同的單向載荷。若不考慮平衡，那么在上沖程時，為了提起抽油桿柱和液柱，電動機需輸出很大的功率；在下沖程時，抽油桿依靠自重下落，對電動機做功，這時電動機處在發(fā)電機運行狀態(tài)。因此，抽油機必須很好地加以平衡，以均衡電動機在上下沖程所受的載荷，達到減小電機容量的目的。抽油機進行平衡的方法為：在下沖程時，以一定速度將抽油桿的勢能和電動機的輸出能量儲存起來；在上沖程時，將這部分能量釋放出來，幫助電動機以一定速度提升抽油桿柱和液柱，使電動機在上下沖程所受的載荷基本相等?？梢暂^方便地進行儲存和釋放的能量形式有勢能和動能2種，這也是常用于抽油機平衡的能量形式。用勢能方式進行平衡的有機械(配重)平衡和氣壓平衡，在理論上用彈簧的彈性勢能進行平衡也是可能的，但實際中可能因結構原因未見應用。用動能方式進行平衡的有飛輪平衡，由于飛輪儲能和放能是依靠飛輪轉速增大和減小實現的，因此必定有抽油機下沖程速度逐步增大，上沖程速度逐步減小，這導致抽油機的速度控制缺乏靈活性，由參考文獻[14]。所以機械平衡和氣壓平衡是抽油機2種主要的平衡方法。經過分析比較，配重平衡相對其他平衡而言，平衡效果好，而目容易實現，所以設計采用配重平衡。由參考文獻[17]。所以本設計采用重力勢能平衡的方法，具體方法是在輸出軸上加一卷筒，用鋼絲繩懸掛平衡。由于能量一定，所以如果移動距離大，那么平衡重質量就?。环粗绻苿泳嚯x小，則平衡質量就大，但當平衡重質量太大時，鋼絲繩的強度要求就比較高，同時對軸徑要求也相應的增大，經濟計算分析，可確定移動平衡重移動距離20m，則平衡質量：上沖程： （2—9）下沖程： （2—10）(合5287Kg) (合 )平衡重質量取中間值為3000kg。3 油機起升裝置電動機的選擇 電動機的選擇抽油桿需要在井口頻繁進出，這樣就要求動力裝置和纏繞大盤都必須可以正反轉，即電動機必須可以反轉或加換向裝置。電動機選擇的是K系列開關變頻調速電動機。它可以實現傳動的頻繁正反轉。此電動機的特點是：a,繞線轉子，自扇冷式，隔爆型。b,允許經常起動及逆轉。 起升功率的計算具參考文獻[3],初定滾筒半徑為750㎜。卷筒軸的工作轉速為： 因平衡重質量為3000kg，查資料的起重3000kg的載荷需要6，,又因為滑輪直徑不小于鋼絲繩直徑的16倍，一般取50倍，所以初定連接平衡重滾筒的直徑800mm。 r/min懸點載荷：起下速度：所以起升功率為： 平衡重所做的功率：即起升功率： 傳動裝置的總功率這一功率由電動機帶動減速器來實現，則傳動裝置的總功率ηa應為組成傳動裝置的各部分運動副效率之乘積，參考文獻[1]即：其中,分別為每一傳動副（齒輪，蝸桿，帶式鏈），每對軸承每個聯軸器及滾筒的效率。傳動副的效率數值可以按表選取，軸承和聯軸器的效率數值為：帶傳動的傳動效率 ～滾動軸承的傳動效率 ～齒輪得傳動效率 ～彈性聯軸器的傳動效率 ～滾筒的傳動效率 ： 電動機到光桿負載傳動機構的傳動效率；其中、分別為帶傳動，軸承，齒輪傳動，聯軸器和滾筒的傳動效率。所以 確定電動機轉速卷筒軸的工作轉速為： 按參考文獻[4]P163表1611推薦的傳動比的合理范圍。取V帶傳動的傳動比：；二級圓柱齒輪減速器的傳動比：；則傳動比的合理范圍為：；故電動機轉速的可選范圍為： 。6型單滾筒超長沖程抽油機的關鍵部分是需要抽油桿的上下往復運動來實現抽油作業(yè)，而這就需要有某種換向機構帶動抽油桿往復運動，本次設計在這里選擇的是用可變向的電機來代替換向機構，帶動抽油桿做往復運動。變向電機選擇的是山東紅衛(wèi)電機股份有限公司的可變向開關磁阻調速電機。開關磁阻調速電機是一種新穎的、性能價格比很高的、具有典型機電一體化結構的交流無級調速電機。具有效率高、真正恒轉矩調速，啟動電流小，可頻繁正反運行等優(yōu)點。KCT系列開關磁阻調速電動機是山東紅衛(wèi)電機股份有限公司在多年推廣應用SR系列開關磁阻調速電動機的基礎上，為了更適合調速市場的需要，而推出的第二代新系列產品。與SR系列電機相比，KCT 系列的性能指標明顯提高，特別是噪聲振動的改進有了重大突破，達到了Y系列異步電動機的噪聲水平。其優(yōu)良的調速特性可適用于各種調速機械，特別是其低啟動電流大啟動轉矩的特點，使其真正具有了頻繁正反轉運行的優(yōu)點，在油田新型電氣換向式抽油機、龍門刨銑床等往復式機械上應用，取消了原有的機械換向機構，顯示另了無比的優(yōu)越性。 主要特點： ％，而啟動電流僅為額定值的30％，因此可頻繁起停和正反轉運行，起停次數可達到1000次/小時。、反轉、制動、能量反饋四象限運行。、損耗小；在整個寬廣的調速范圍內保持高效率運行。，適合于經濟數控機床等使用。其主要性能如表： 電動機性能表型號額定轉矩下的調速范圍r/min額定功率KW 滿載時最大轉矩/額定轉矩KCT200L2100050~1500 22電流380V效率%功率因素88電動機外形尺寸：長度；815mm寬度；525mm高度；475mm。 傳動參數的計算 計算總傳動比在電動機上加一變頻調速器使其額定速度控制在要求范圍內。變頻器（變頻調速器）是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現電機的變速運行的設備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉矩計算的CPU以及一些相應的電路。變頻調速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達到調速的目的。變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。簡單來說就是用來調速控制電動機的輸出轉速,選用易能DES10004T018G0220P，功率為22EDS1000系列變頻器采用先進的控制方式實現了高轉矩、高精度、寬調速驅動，能夠滿足通用變頻器的各種要求。通過空間電壓矢量PWM控制和無速度傳感器矢量控制技術及電磁兼容性整體設計，滿足客戶對適用場所的大轉矩低噪音、低電磁干擾的環(huán)保要求。 1 采用進口高耐壓半導體功率器件，具有更強大的抗高壓沖擊能力。2 IGBT采用瑞士concept驅動電路方案，驅動更加可靠，運行更穩(wěn)定。3 輸入電壓允許在20%~+15%之間波動，適就范圍更廣。4 采用空間電壓矢量SVPWM控制。5 主電路強電走線均采用高壓雙絕緣導線，性能更安全可靠。6 全封閉的獨立風道式結構設計方案，更能適應各種惡劣環(huán)境。7 內置自動穩(wěn)壓功能（AVR）和自動限流功能，更能有效保護設備的安全。8 多達16段速控制功能，操作更加方便。9 產品采用低溫升設計技術，更能持久耐用。10 具有RS485功能（可選），可實現遠程控制。根據電動機