【正文】 (416) (417) (418)式中 ——第i段桿柱面積， ； ——第i段桿柱長度， ； ——最下部桿柱面積， 。 (413) (414)式中——用油管內(nèi)徑計算的流通面積， ； ——作用于柱塞環(huán)形面積上的液注重量， 。(1)抽油桿柱動載荷忽略抽油桿柱的彈性，將其視為已集中質(zhì)量，則抽油桿柱動載荷就等于桿柱質(zhì)量乘以懸點加速度。慣性力的方向與加速度方向相反。 (410)式中，為變形分配系數(shù)。同樣，在由上沖程轉(zhuǎn)為下沖程時，油管柱又要增加載荷，使油管柱伸長。對于組合桿柱，有 (49) 對于組合桿柱 如果油管底部不錨定（我國絕大多數(shù)油井屬于這種情況）。在由上沖程轉(zhuǎn)為下沖程時，懸點靜載荷由變?yōu)?，減少了載荷由，使抽油桿柱縮短。這一壓力差在柱塞上產(chǎn)生液柱載荷 (44)式中 —柱塞面積，見表41； —重力加速度，； —泵的沉沒深度， ； —油井動液面深度， ；選擇 ,選擇 300m,??； (3) 懸點靜載荷懸點載荷等于上述兩項載荷之和，令代表上沖程懸點載荷，代表下沖程懸點載荷，則： (45) (46)上述靜載荷計算公式?jīng)]有考慮井口回壓和套管壓力的影響。上沖程時，游動閥關(guān)閉而固定閥打開，柱塞上下不在連通。假定不計液體通過游動閥和柱塞內(nèi)孔的阻力，則柱塞上下的液體壓力相等。則抽油桿自重 表41抽油桿直徑抽油桿截面積每米抽油桿自重抽油桿彈性常數(shù)1619222528考慮液體浮力的影響(2) 作用于柱塞的液柱載荷作用于柱塞的液柱載荷隨抽油泵泵閥啟閉狀態(tài)的不同而變化。由于抽油桿全部沉沒于油管內(nèi)的液體中，所以在計算靜載荷時，要考慮液體浮力的影響。對于組合桿柱，如組數(shù)為k，則可用下式計算： (42)式中——第i級抽油桿柱每米自重。 懸點靜載荷(1) 抽油桿自重在上下沖程中，抽油桿柱自重始終作用于抽油機驢頭懸點上，是一個不變化的載荷，它可以用下式計算： (41)式中 —抽油桿柱自重。由于我國油田上粘油的開采問題相當突出，第(6)項的液體摩擦力對懸點載荷的影響很顯著，有時不能忽略。上述(1)，(2)，(3)三項載荷和抽油桿的運動無關(guān)，稱為靜載荷。它們的作用方向和抽油桿的運動方向相反。(6)柱塞和泵筒間、抽油桿（接箍）和油管間的半干摩擦力。它們的大小與懸點的加速度成正比，而作用方向與加速度方向相反。(3)油管外油柱對活塞下端的壓力，壓力的大小取決于泵的沉沒度，作用方向向上。當抽油泵工作時，抽油機驢頭懸點上作用有下列六項載荷：(1)抽油桿柱自重，作用方向向下。上面的計算過程也是這樣計算的。說明:由于上沖程的懸點載荷比下沖程時的懸點載荷要大得多，所以一般來說，總是希望上沖程時的速度和加速度盡可能小一些。游梁擺動角位移為，最大角位移稱為游梁擺角。所以此彎游梁抽油機為非對稱循環(huán)型。研究懸點的運動規(guī)律,首先了解抽油機四桿機構(gòu)的循環(huán)特性目前，國內(nèi)外使用的抽油機四桿機構(gòu)的循環(huán)主要有以下三種形式：(1)對稱循環(huán)型(2)近似對稱循環(huán)型(3)非對稱循環(huán)型由于與常規(guī)型抽油機相比，異相曲柄平衡抽油機的游梁后臂長度縮短，減速箱相對于支架的位置后移，從而使四連桿機構(gòu)的極位夾角增大。所以，設(shè)計尺寸能滿足要求。機架: K= = =3842四連桿機構(gòu)尺寸驗算由于抽油機的基本尺寸是直接類比得到的，因此需要對尺寸進行驗算，以確保所確定的尺寸能滿足任務(wù)書中抽油機光桿沖程要求。類比國內(nèi)同類型的抽油機基本參數(shù)，經(jīng)適當圓整后，吧本次設(shè)計的抽油機的基本尺寸暫時定為以下數(shù)值。懸掛式偏置型游梁抽油機的運動簡圖如圖21所示，圖中各參數(shù)的含義表示如下：A——游梁前臂長度，mm。四連桿機構(gòu)的設(shè)計：類比設(shè)計是機械產(chǎn)品設(shè)計中經(jīng)常采用的一種方法。操作簡便、使用方便、維護費用低。經(jīng)現(xiàn)場使用證明，節(jié)能效果為：(1)較常規(guī)游梁式抽油機節(jié)能2040%。同樣為四桿機構(gòu)游梁抽油機，因此性能依然可靠耐用。其實踐結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠。與同類型抽油機相比，其主要結(jié)構(gòu)件和易損件受力方式有很大的不同，游梁和尾軸承座的可靠性更高。彎游梁式抽油機是一種新的節(jié)能型游梁式抽油機。因此，要求采油設(shè)備不僅能滿足“深抽、大排量”提液的工藝要求，而且要具有能耗低、可靠性高等特點，這就需要選用高效節(jié)能的抽油機。從而降低動力機配置，達到節(jié)能目的；同時平衡效果的提高，也改善了整機的受力狀況，消除了交變載荷幅度大對部分結(jié)構(gòu)件的嚴重影響。是一種綜合性能優(yōu)良的節(jié)能型新產(chǎn)品。自從彎游梁抽油機問世以后，迅速在新46疆、吐哈及華北油田等推廣應(yīng)用。它具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低等優(yōu)點，特別適合于“小泵深抽” 的油井工況。彎游梁式抽油機是在常規(guī)抽油機的基礎(chǔ)上開發(fā)出的一種新的節(jié)能型游梁式抽油機。但它也有缺點：高能耗；驢頭懸點運動的加速度較大、平衡效果差、效率較低。然而大量正在使用的抽油機的主流品種仍然是常規(guī)抽油機和異相曲柄平衡抽油機，這些數(shù)以萬計的游梁式抽油機完成了80％以上的采油量，如果將這些抽油機進行簡單的改造，使之成為節(jié)能更好的抽油機，將會給油田帶來可觀的經(jīng)濟效益。同時，根據(jù)我國油田的具體情況，原油含水率的不斷上升，油層壓力和油井動液面的逐漸下降，為了保持原油穩(wěn)產(chǎn)，即原油產(chǎn)量不隨含水率的升高而遞減，必須加大采液量，這樣采油成本也相應(yīng)提高。彎游梁式抽油機設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1 緒論 1 概述 1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 12 整體設(shè)計與計算 3 整體方案的確定 3 機構(gòu)尺寸設(shè)計 33 抽油機的運動分析 6 抽油機的運動分析方法 6 原理部分 6 懸點位移分析 7 懸點速度 7 懸點加速度 84 抽油機運動部件的受力分析 11 抽油機懸點載荷的計算 11 懸點靜載荷 11 懸點動載荷 16 懸點最大載荷與最小載荷的計算 18 四連桿機構(gòu)的受力分析 19 連桿力 195 抽油機的平衡分析 21 平衡重的設(shè)計 21 游梁式抽油機的平衡原理 21 平衡準則 215．1．3 機械平衡重的計算 225．2 減速器扭矩計算 236 抽油機動力裝置的選擇 266．1 電動機的選擇 266．2 抽油機的傳動設(shè)計 276．2．1 減速器的設(shè)計 276．2．2 齒輪的設(shè)計計算 296．2．3 帶傳動設(shè)計 387 主要零部件的設(shè)計 40 40 游梁 40 橫梁 40 連桿和曲柄銷 40 曲柄和平衡塊 41 支架 41 制動裝置 41 鋼絲繩和懸繩器 418 抽油機主要零件強度校核 428．1 游梁 428．1．1 選擇游梁的材料 428．1．2 強度校核 438．2 連桿的強度計算 448．2．1 連桿靜強度計算 448．2．2 連桿疲勞強度計算 448．3 曲柄銷強度校核 458．3．1 曲柄銷材料選擇 458．3．2 強度校核 468．4 支架軸承校核 47結(jié)論 48I1 緒論 概述機械采油是世界石油工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的開采技術(shù)和方法，其中以游梁式抽油機為主要采油設(shè)備，常規(guī)游梁式抽油機出現(xiàn)最早、應(yīng)用最廣，但受其結(jié)構(gòu)限制，該機平衡效果不佳，能耗大，沖程短，泵效低。隨著市場經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，特別是近年來對節(jié)能、深抽油等方面的要求日益迫切，常規(guī)游梁式抽油機越來越不適應(yīng)田生產(chǎn)的需要，為此，國內(nèi)外許多石油科技人員在常規(guī)抽油機的基礎(chǔ)上進行了大量的研究，退出了一些節(jié)能型、長沖程等新型抽油機。因此，要求采油設(shè)備不僅能滿足“深抽、大排量”提液的工藝要求，而且要求抽油機有長沖程，大負荷，耗能低，體積小，重量輕等性能特點來滿足日益發(fā)展的油田開發(fā)的需要，這就需要選用高效節(jié)能的抽油機。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀目前，、操作方便、維修費用低等明顯優(yōu)勢,而區(qū)別于其它抽油機類型,一直以來占據(jù)著有桿泵采油地面設(shè)備的主導(dǎo)地位。作為開采石油的主要結(jié)構(gòu)抽油機為中國石油的產(chǎn)量的提高而服務(wù)的，在很大程度上可以促進國民經(jīng)濟發(fā)展，抽油機性能的好壞，在很大程度上決定著抽油效率，產(chǎn)量，間接的影響著國民經(jīng)濟收入，因此抽油機的性能好壞就顯的很重要。與雙驢頭抽油機相比，雖然彎游梁式抽油機的節(jié)能性略低，但減少了由于柔性驅(qū)動繩的疲勞壽命限制和變徑圓弧游梁制造和安裝困難造成的較高維護使用成本。對于重型抽機的設(shè)計與制造，采用“彎游梁平衡”技術(shù)，不僅可以降低抽油機的能耗，還可以減小連桿、曲柄銷的受力，改善抽油機運行狀況。該項是一種適合于油田石油開采的新型采油設(shè)備，也可以應(yīng)用在其它行業(yè)作為抽水和提液作業(yè)的機械設(shè)備使用。它以常規(guī)游梁式油機為基礎(chǔ)模型，對其進行了關(guān)鍵性的技術(shù)變革，把游梁尾部制造成彎曲形狀，并在其上增加位置和數(shù)量均可以調(diào)整的游梁平衡和曲柄平衡。2 整體設(shè)計與計算 整體方案的確定目前，我國有些油田進入中后期開發(fā)階段，隨著原油含水率的不斷上升，油層壓力和油井動液面的逐漸下降，為了保持原油穩(wěn)產(chǎn)，即原油產(chǎn)量不隨含水率的升高而遞減，必須加大采液量，這樣采油成本也相應(yīng)提高。然而大量在用抽油機的主流品種仍然是常規(guī)抽油機和異相曲柄平衡抽油機，這些數(shù)以萬計的游梁式抽油機完成了80％以上的采油量，如果將這些抽油機進行簡單的改造，使之成為節(jié)能更好的抽油機，將會給油田帶來可觀的經(jīng)濟效益。與雙驢頭抽油機相比，雖然彎游梁式抽油機的節(jié)能性略低，但減少了由于柔性驅(qū)動繩的疲勞壽命限制和變徑圓弧形游梁制造和安裝困難造成的較高維護使用成本。彎游梁式抽油機結(jié)合雙驢頭抽油機的節(jié)能優(yōu)勢和特點，通過對常規(guī)游梁式抽油機四桿參數(shù)和游梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進，使游梁和曲柄平衡得以科學(xué)配置，達到了節(jié)能、簡單、牢靠、實用的目的。采用減速器前置驅(qū)動可實現(xiàn)長沖程，較常規(guī)機相比結(jié)構(gòu)緊湊。節(jié)約能耗、降低采油成本,主要是因為：取消常規(guī)抽油機的大回轉(zhuǎn)半徑的曲柄平衡方式，采用游梁下偏平衡。(2)減速器輸出扭矩較常規(guī)抽油機小20%35%。 機構(gòu)尺寸設(shè)計從游梁式抽油機的工作原理可以看出，游梁式抽油機的核心部分是四桿機構(gòu)，所以說游梁抽油機的設(shè)計最重要的是四桿機構(gòu)，四桿機構(gòu)設(shè)計是否合理，無論是對游梁式抽油機的工作性能還是對抽油機輪廓尺寸和整機重量都有重大影響。目前，游梁式抽油機四桿機構(gòu)的桿長設(shè)計基本上采用類比設(shè)計，這一方法的有點是可以借鑒國內(nèi)外已經(jīng)生產(chǎn)的游梁抽油機的成熟經(jīng)驗，設(shè)計工作簡單迅速可靠；缺點是難以對機構(gòu)桿長設(shè)計作較大的改進。B——游梁后臂長度，P——連桿長度，R——曲柄長度，I——游梁支撐中心到減速器輸出軸中心的水平距離，H——游梁支撐中心到底座底部的高度，G——減速器輸出軸到底座底部的高度，K——極距，即游梁支撐中心到減速器輸出軸的中心距離，J——曲柄銷中心到游梁支撐中心之間的距離，θ——曲柄轉(zhuǎn)角，以曲柄半徑R處于6點鐘位置作為零度，沿曲柄旋轉(zhuǎn)方向度量；Φ——零度線與K的夾角，由零度線到K沿曲柄旋轉(zhuǎn)方向度量；β——C與P夾角，稱傳動角；Χ——C與J的夾角ρ——K與J的夾角；Ψ——C與K的夾角；α