【正文】
end.Keywords: pumping unit。本抽油機采用機械平衡方法,將平衡塊裝在鏈輪軸尾端,利用重力來實現(xiàn)平衡。抽油機的動力由防爆繞線轉子異步正反轉電動機提供,通過窄V帶,經由二級減速器傳遞至起提升作用的主動鏈輪。10型傳動鏈式超長沖程抽油機的懸點載荷為100KN,沖程為,起下速度為15~20m/min,適用碳桿規(guī)格為(30)mm,(32)mm,(35)mm。10型傳動鏈式超長沖程抽油機設計與分析摘 要:超長沖程抽油機可實現(xiàn)長沖程要求。本設計采用碳纖維連續(xù)抽油桿,該材料具有密度小,彈性較好,耐腐蝕,抗疲勞性能好,活塞效應小,起下作業(yè)速度快等優(yōu)點。在本次設計中,主要完成了對抽油機的傳動裝置、夾緊裝置、纏繞裝置、夾持塊結構、平衡裝置等的設計,以及關鍵零部件的設計和校核。然后通過液壓缸夾緊裝置將碳桿壓在裝有夾持塊鏈條之間,并且通過鏈條的轉動,靠摩擦力來向上提起碳桿,纏繞大盤由電動機帶動。關鍵詞:抽油機;傳動鏈式;超長沖程;設計;The Design and Analysis of 10 Type Transmission Chain Ultralong Stroke Pumping Unit Abstract: The longstroke pumping unit can achieve longstroke requirements. This design uses the carbon fiber posite continuous sucker rod, the material with advantages like small density, good flexibility, corrosion resistance, antifatigue performances, of small piston effect, working quickly, and so on. The rod load of the 10 type transmission chain ultralong stroke pumping unit is 100KN, stroke is 1030m, speed is 1520m/min, specifications for the application of carbon rod (30) mm, (32) mm, (35) mm. The main task is to design the transmission unit, clamping devices, winding device, clamping block structure, balance device etc, as well as to check the key parts, and calculation the balance of the pumping unit. The unit is driven by explosionproof coiling rotor asynchronous motor which can provide positive amp。 transmission chain。 design。先后出現(xiàn)了各種各樣的長沖程抽油機,經過試驗與使用,均證明長沖程抽油機是一種較好的新型抽油機。目前長沖程抽油機可分為:(1)增大沖程抽油機,包括增大沖程抽油機,增大沖程無游梁抽油機;(2)長沖程無游梁抽油機,包括立式長沖程無游梁抽油機,臥式長沖程無游梁抽油機。如某油田購進抽油機的主要機型沖程隨時間的變化規(guī)律大致如圖11所示。 ?、趶秃咸燧喪介L沖程抽油機大慶石油學院機械系和大慶采油三廠共同研制了LCYJ10 —8 —105HB 型復合天輪式長沖程抽油機,是一種既滿足大排量抽油,又能進行環(huán)空測試的抽油機。在新型抽油機中,長沖程抽油機品種最多,占有更大的比例,具有較好的抽油性能、提高石油產量、降低采油成本、提高經濟效益等優(yōu)點。目前國外長沖程抽油機已廣泛應用于稠油開采、小泵深抽采油工藝、大泵提液采油工藝以及開采各種特殊石油。具有以下結構特點:a、立式結構,采用鏈條和膠帶傳動方式,膠帶的一端通過懸繩器與光桿聯(lián)接,另一端通過帶拉桿與平衡重聯(lián)接,膠帶中間掛在膠帶滾筒上面。c、平衡重可根據油井實際載荷情況進行調節(jié),可以達到較精確的平衡效果。1安全臺 2膠帶滾筒 3懸繩器帶拉桿 4懸繩器鋼索 5光桿夾緊器6膠帶 7平衡帶拉桿 8平衡重 9混凝土基礎 10傳動帶保護 11減速器 12井口13光桿 14從動鏈輪 15鏈條 16主動鏈輪圖 12 ROTAPLEX 長沖程低沖次抽油機機構②法國長沖程無游梁液壓抽油機法國公司生產的長沖程無游梁液壓抽油機結構見圖13。Mape公司長沖程無游梁液壓抽油機適用于開采稠油或高氣油比石油適用于定向井、叢式井、水平井、斜井、雙井平衡抽油以及深井抽油;適用于油田蒸汽吞吐采油和水驅采油該抽油機還可以用于起下抽油桿和油管,不需要修機進行作業(yè)在進行抽油作業(yè)時,可近距離或遠距離遙控調節(jié)抽油機的沖程長度與沖次, 還可以調節(jié)上沖程或下沖程的運動速度,以滿足油井抽油的需要。(2)H1001100/394。(4)H2402200/394型。(6)H6104400/394型。第(1)種規(guī)格中的代表液壓馬達扭矩, 單位為以103lb其余五種型號數字代表意義與上同。圖 13 長沖程無游梁液壓抽油機通過對國外各類長沖程抽油機進行分析研究后,得出以下三點有關技術發(fā)展方向的結論:1.增大沖程游梁抽油機是常規(guī)游梁抽油機的發(fā)展方向:由于增大沖程游梁抽油機具有提高采油效率、增加石油產量、降低采油成本等優(yōu)點,所以是常規(guī)游梁抽油機的發(fā)展方向。增大沖程無游梁抽油機徹底擺脫了游梁抽油機的某些缺點,具有更好的技術經濟指標,可大幅度的提高抽油機運動特性、動力特性和平衡特性,所以增大沖程無游梁抽油機是增大沖程抽油機的發(fā)展方向。這種沖程是增大沖程抽油機無法實現(xiàn)的,所以長沖程無游梁抽油機優(yōu)越于增大沖程抽油機。總之世界長沖程抽油機將會有很大的技術發(fā)展,其數量將會大幅度增加,長沖程機構將更簡單、有效,壽命更長。它具有密度小,彈性較好,耐腐蝕, 抗疲勞性能好,活塞效應小,起下作業(yè)速度快等優(yōu)點;同時存在兩端部與剛接頭連接部位的疲勞強度較低,最大工作溫度僅為60℃,不能受壓縮應力,不耐磨和價格較貴的缺點。它擴大了有桿泵抽油系統(tǒng)的應用范圍,可用于高含水油井,深井,超深井和腐蝕井的原油開采具有廣闊的應用前景。試驗結果表明:碳纖維復合材料連續(xù)抽油桿是一種很有發(fā)展前途的特種抽油桿。增強材料:心部為碳纖維;上下表面覆蓋玻璃纖維布,以提高CFRPC抽油桿的橫向強度;左右兩側面和棱角覆蓋勞綸纖維布或玻璃纖維布,以提高抽油桿的耐磨性能。1— 轉軸。3—滾筒。剛接頭的一端符合API抽油桿規(guī)范以便和剛抽油桿,抽油光桿相連接;另一端開一個槽,有3個內螺紋孔。 CFRPC抽油桿的端部連接結構1—CFRPC抽油桿。3—螺釘。2—導向器。4—載車。6—減速器。8—吊桿。10—卡瓦。其中有一口井正常運行了4年,另一口含H2S的井正常運行了3年,還有幾口井也連續(xù)運行了3年多。試驗結果表明:CFRPC抽油桿具有足夠的抗疲勞強度,可以達到增產和節(jié)電的目的,可用于原油生產。179。CFRPC抽油桿剛抽油桿的混合抽油桿柱的質量比剛抽油柱輕50%以上,因此,可以大大降低光桿載荷和減速器的紐矩,達到節(jié)電的目的。② 彈性好,優(yōu)化設計混合抽油桿柱,可以增加原油產量。③ 耐腐蝕,延長了檢泵周期。CFRPC抽油桿的中間沒有接箍,減少了接箍引起的失效和活塞效應。⑥ 抽油桿起下作業(yè)速度快,減輕作業(yè)工人的勞動強度。⑦ 擴大了有桿泵抽油系統(tǒng)的應用范圍。此外,CFRPC抽油桿還可用于深井,超深井和腐蝕井。②目前最高工作溫度僅為60℃。④價格較貴。目前我國約有抽油井8萬口,原油平均含水在80%以上,泵掛深度2000m以上深的井數占井數的15%以上,腐蝕井的井數也占總井數的15%以上。2 抽油機起升裝置電動機的選擇 電動機的選擇 起升功率的計算懸點載荷:Fmax=100KN起下速度:V=15—20 m/min=()m/s則起升功率為:Pw=FmaxV=100()Kw=()Kw即最大起升功率:Pw= 傳動裝置的總功率選擇傳動方案如下圖21所示:圖21 傳動裝置運動簡圖這一功率由電動機帶動減速器來實現(xiàn),則由電動機至傳動鏈的傳動總效率為,即有: (21)其中分別為每一傳動副的傳動效率,分別為:帶傳動: =滾動軸承: =齒輪傳動: = (齒輪精度為8級,不包括軸承效率)聯(lián)軸器: = (凸緣聯(lián)軸器)鏈傳動: = 則有所以 (22) 確定電動機轉速根據所選鏈及鏈輪可確定主動齒輪軸的工作轉速為: (23)按表推薦的傳動比的合理范圍。其主要性能如表21: 表21 電動機性能表型號額定功率 (Kw)電壓(V)電流(A)同步轉速(r/min)效率(%)功率因數YBD280M6553801000902.0 傳動參數的計算 計算總傳動比YBD280M6型電動機總傳動比: (24)分配傳動裝置傳動比由公式 (25)式中,分別為帶傳動和減速器的傳動比,為使V帶傳動的外廓尺寸不至于過大,故初取:=則減速器傳動比為 分配減速器的各級傳動比按展開式布置,考慮潤滑條件,兩極大齒輪應有近似的浸油深度(即使兩個大齒輪直徑相近),可由《機械設計課程指導書》圖12展開式曲線查得有=則 傳動裝置各軸的運動及運動參數:為進行傳動件的設計計算,要推算出各軸的轉速及轉矩(或功率),將傳動裝置各軸有高速至低速依次定為:Ⅰ軸,Ⅱ軸,Ⅲ軸,Ⅳ軸。則可按電動機軸至工作機運動傳遞路線推算,得到個軸的運動和動力參數:各軸轉速① 電動機同步轉速電動機至工作軸的傳動比=1000 r/minI軸: Ⅱ軸