【正文】 技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 29 AAAA 圖 大鏈輪零件圖 167。 天輪及滑輪設(shè)計 167。 天輪設(shè)計 材料的選擇 選 天輪 的材料為 ZG45 天輪 的具體幾何尺寸的設(shè)計 設(shè)計沖程為 米，則曲柄連桿機(jī)構(gòu)從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)滑輪所轉(zhuǎn)過的周長為 L= 米。取大天輪的直徑為 600mmD1 ? ，則天輪所轉(zhuǎn)過的弧度ra ???? ， 大 小 天 輪 同 軸 則 小 天 輪 的 所 轉(zhuǎn) 過 的 角 度 ?? 取大鏈輪距天輪的距離為兩米，則可算出曲柄連桿機(jī)構(gòu)從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)時小天輪所轉(zhuǎn)過的鋼絲長度 L 草圖如 如圖 所示 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 30 圖 由 圖可知根據(jù)余弦公式 ab cba 2c os 222 ???? 其中 a、 b 為 ? 相鄰的邊 當(dāng)四桿機(jī)構(gòu)處在最低點(diǎn)時有 L2L12 3L2L1La2c os 222 ? ??? 則 ?3L 3594mm 當(dāng)四桿機(jī)構(gòu)處在最高點(diǎn)時有 L2L12 4L2L1La1c os 222 ? ??? 則 mm2131L4 ? 則 mm1 4 6 3L4L3L ?? 根據(jù) ?? ， mm1463L? 可得小天輪的直徑 2 ? 為了設(shè)計的方便取小鏈輪一體的滑輪的直徑 3 ? . 具體的分布是大天輪在中間，兩 個小天輪對稱分布在大天輪的倆邊 天輪 軸承的選取 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 31 由結(jié)構(gòu)可得 天輪 軸承主要承受軸向力，所以我們選深溝球軸承 , 查表 得結(jié)構(gòu)代號為 60000，選軸承的型號為 6036 內(nèi)徑 mmd 180? 外徑 mm280D? 寬mm42 , 天輪 軸的設(shè)計 本次設(shè)計采用軸輪一體式具體的尺寸和結(jié)構(gòu) 圖如圖 AA方 向5x45176。 圖 天輪 零件圖 167。 滑輪設(shè)計 材料的選擇 選擇滑輪的材料為 HT250 滑輪的具體設(shè)計 取滑輪的直徑 mm500D5 ? 滑輪軸承的選取 由結(jié)構(gòu)可得滑倫軸承主要承受軸向力，所以我們也選深溝球軸承 ,由 《機(jī)河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 32 械設(shè)計》 P309 表 131 得結(jié)構(gòu)代號為 60000，選軸承的型號為 6036 內(nèi)徑mmd 180? 外徑 mm280D? 寬 mm42 , 滑輪軸的設(shè)計 本次設(shè)計采用軸輪連體式，具體的尺寸和結(jié)構(gòu)如 圖 圖 滑輪零件圖 167。 支承座設(shè)計 支承座分為上下兩個部，主要是 用來 支撐軸承。本次設(shè)計共有三處使用： 四桿機(jī)構(gòu)處支撐大鏈輪 桁架上支撐 天輪 處 懸 架支撐滑輪處。 167。 材料的選取 因為支承座支撐軸承 ,故選擇支承座的材料為 HT200，桁架兩處的輪使用的軸承相同，都選軸承的型號為 6036，內(nèi)徑 mmd 180? 外徑 mm280D? 寬mm42 , 167。 具體結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計 由上面軸承的選擇可得出支撐座的內(nèi)徑為 280mm,具體的結(jié)構(gòu)和尺寸如河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 33 設(shè)計如 圖 、 所示， 支承座上 圖 軸承座上 支承座下 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 34 圖 軸承座下 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 35 第 4 章 抽油機(jī) — 深井泵抽油裝置及基礎(chǔ)理論計算 機(jī)械舉升采油方式是目前大慶油田的最主要的、也是應(yīng)用最為廣泛的是采油方式。在機(jī)械舉升工藝中， 抽油機(jī) —深井泵采油是應(yīng)用井?dāng)?shù)最多的舉升工藝。在本章節(jié)中，重點(diǎn)介紹抽油機(jī) —深井泵采油的基礎(chǔ)理論、技術(shù)發(fā)展、測試技術(shù)以及節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用。 167。 抽油機(jī) — 深井泵抽油裝置 抽油機(jī) —深井泵抽油裝置 是指由抽油機(jī)、抽油桿、深井泵組成的抽油系統(tǒng)。它借助于抽油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，將動力機(jī)（一般為電動機(jī)）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈼U的上下往復(fù)運(yùn)動，用抽油桿帶動深井泵柱塞進(jìn)行抽油。 167。 抽油機(jī) 抽油機(jī)是抽油機(jī) —深井泵抽油系統(tǒng)中的主要地面設(shè)備。游梁式抽油機(jī)主要由游梁 連桿 曲柄機(jī)構(gòu)、減速箱、動力設(shè)備、輔助設(shè)備等四大部份組成。工作時，動力 機(jī)將高速旋轉(zhuǎn)動動通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸，帶動曲柄軸做低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，曲柄通過連桿經(jīng)橫梁帶動游梁作上下往擺動，掛在驢頭上的懸繩器便帶動抽油桿作上下往復(fù)動動。 游梁式抽油機(jī)按照結(jié)構(gòu)主要分為兩大類：即普通式游梁式抽油機(jī)和前置式游梁式抽油機(jī)。 隨著抽油機(jī)制造技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，自 20 世紀(jì) 90 年代后，陸續(xù)開發(fā)了不同形式的以節(jié)能為目的的抽油機(jī)，節(jié)能抽油機(jī)仍然屬于普通式游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)。關(guān)于節(jié)能型抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將在節(jié)能技術(shù)中加以介紹。 普通式游梁式抽油機(jī)和前置式游梁式抽油機(jī)兩者的主要組成部分相同，只是游梁與連桿的連 接位置不同。普通抽油機(jī)一般采用機(jī)械平衡，而前置式抽油機(jī)最初多采用氣動平衡，但由于技術(shù)上的不完善，后來使用機(jī)械平衡的方法，目前在我廠使用的前置式抽油機(jī)均為機(jī)械平衡。前置式抽油機(jī)上沖程曲柄轉(zhuǎn)角為 195186。，下沖程曲柄轉(zhuǎn)角 165186。，使得上沖程較下沖程慢。 我國已制定了游梁式抽油機(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)，其型號表示方法如下： 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 36 CYJ 10 – 3 – 53 H B F復(fù)合平衡 平衡方式代號 Y游梁平衡 B曲柄平衡 Q氣動平衡 減速箱形式代號： H 為點(diǎn)嚙合雙圓弧齒輪；漸開線人字齒輪省略 減速箱曲柄軸最大允許扭矩， 光桿最大沖程 m 懸點(diǎn)最大載荷 10KN CYJ常規(guī)型 游梁式抽油機(jī)系列代號 CYJQ前置型 CYJY偏置型 167。 抽油泵 1 抽油 泵 是抽油機(jī) —深井泵抽油系統(tǒng)中的井下設(shè)備。由于它的工作環(huán)境復(fù)雜，條件惡劣，而且它工作的好壞直接關(guān)系到油井的產(chǎn)量，因而應(yīng)滿足以下一般要求： （ 1）結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度高，質(zhì)量好。連接部分密封可靠； （ 2）制造材料耐磨，抗腐蝕性好，使用壽命長； （ 3）規(guī)格能滿足排量要求，適應(yīng)性強(qiáng)； （ 4）便于起下。 抽油泵主要由工作筒、柱塞及固定凡爾、游動凡爾組成。按照抽油泵在油管中的固定方式分為桿式泵和管式泵。在我廠主要應(yīng)用管式泵。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 37 我國已制定了抽油泵系列標(biāo)準(zhǔn)，其型號表示方法如下： CYB 38 R H A M 加長短節(jié)長度 m 柱塞長度 m 泵筒長度 m 定位部件形式： C皮碗式； M機(jī)械式 定位部位： A定筒 式、頂部定位 B定筒式、底部定位 T動筒式、頂部定位 泵筒形式： H金屬柱塞厚壁筒 L金屬柱塞組合泵筒 W金屬柱塞薄 壁筒 S軟柱塞薄壁筒 P軟柱塞厚壁筒 抽油泵形式： R桿式泵； T管式泵 公稱直徑 mm 抽油泵代號 抽油泵柱塞和泵筒配合分為三個等級，其間隙值見下表 間隙等級 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 直徑上的間隙（ μm） 20~70 70~120 120~170 抽油泵的等級與試壓時的漏失量有關(guān)，管式泵不同等級漏失量推薦值見下表： 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 38 公稱直徑 （ mm） 試驗壓力 （ MPa） 間隙等級 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 最大漏失量（ L/min） 32 10 105 451 1196 38 125 535 1421 44 145 620 1645 56 184 789 2094 57 187 803 2131 70 230 986 2617 83 272 1169 3103 95 312 1338 3552 167。 抽油桿 我國生產(chǎn)的抽油桿從級別上分有 C、 D、 K 三種級別。 C 級抽油桿用于輕、中型負(fù)荷的抽油機(jī)井； D 級抽油桿用于中、重負(fù)荷的抽油機(jī)井； K 級抽油桿用于輕、中負(fù)荷有腐蝕性的抽油機(jī)井。大慶油田使用的抽油桿為 C 級和 D 級抽油桿。由于各個抽油桿生產(chǎn)廠家采取的加工工藝不一，使用的加工材料不一，抽油桿的機(jī)械性能也各不相同。 167。 抽油泵的工作原理 167。 泵的抽汲過程 上沖程 抽油桿帶動柱塞向上運(yùn)動，柱塞上的游動凡爾受管柱內(nèi)液柱的壓力而關(guān)閉。此時泵內(nèi)壓力降低，固定凡爾在環(huán)形空間液 柱壓力與泵內(nèi)壓力之差（即沉沒壓力）的作用下而打開。如果油管內(nèi)已充滿液體，在井口將排相當(dāng)于柱塞沖程長度的一段液體，同時泵內(nèi)吸入液體。造成泵吸入液體的條件是泵內(nèi)河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 39 壓力低于沉沒壓力。 下沖程 抽油桿帶動柱塞向下運(yùn)動，固定凡爾立即關(guān)閉，泵內(nèi)壓力升高到大于柱塞以上液柱壓力時，游動凡爾打開，柱塞下部的液體通過游動凡爾進(jìn)入柱塞上部，使泵排出液體。所以下沖程是泵向油管排液的過程，條件是泵內(nèi)壓力高于柱塞以上液柱壓力。 167。 泵的理論排量 泵的工作過程由三個基本環(huán)節(jié)組成，即：柱塞在泵內(nèi)讓出容積、井內(nèi)液體進(jìn)泵內(nèi)和從泵內(nèi)排出液體。理 想情況下，柱塞上、下沖程進(jìn)入和排出的液體體積都等于柱塞讓出的體積 V。 sfV p?? 式中： fp－柱塞面積， 24Df ?? ， m2 s－光桿沖程 m D－泵徑 m 每分鐘排量 Vm snfV pm ? 每日排量： snfQ pt 1440? 167。 抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷的計算 抽油在不同抽汲參數(shù)下工作時，懸點(diǎn)所承受的載荷是選擇抽油設(shè)備及分河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 40 析設(shè)備工作狀況的重要依據(jù)。為此了解懸點(diǎn)承受哪些載荷和怎樣計算這些載荷是 十分必要的。 167。 懸點(diǎn)承受的載荷 靜載荷 （ 1）抽油桿柱載荷 驢頭帶動抽油桿運(yùn)動過程中，抽油桿柱的載荷始終作用于驢頭上。但在下沖程時，游動幾爾打開，油管內(nèi)液體的浮力作用于抽油桿柱上，所以，下沖程中作用在懸點(diǎn)上的抽油桿柱的重力減去液體的浮力，即它在液體中的重力作用在懸點(diǎn)上的載荷。而在上沖程中，游動凡爾關(guān)閉，抽油桿柱不受油管內(nèi)液體浮力的影響，所以上沖程中作用在懸點(diǎn)上的抽油桿柱的載荷是抽油桿在空氣中的重力。 上沖程作用在懸點(diǎn)上的抽油桿柱的載荷： glqglfW rsrr ?? ? 式中： Wr－抽油桿在 空氣中的重力， N； g－重力加速度， m/s2； fp－抽油桿截面積， m2； ρ s－抽油桿材料（鋼）的密度，ρ s=7850Kg/m3； L－抽油桿長度 m； qr－每米抽油桿的質(zhì)量， Kg/m。 下沖程作用在懸點(diǎn)上的抽油桿柱的載荷： 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 41 glqglfW rlspr 39。39。 )( ??? ?? 式中： Wr‘ －抽油桿在空氣中的重力， N； ρ l－液體的密度， kg/m3。 為了便于計算，我們在表中列出不同直徑抽油桿在空氣中的每米重量。 直徑 d(