滾筒式抽油機設計--本科論文-wenkub.com

　 　

【正文】 曹老師不僅在學習上給予了我熱情無私的幫助，毫無保留的指導，在生活中，他那富有活力、熱愛生活的生活態度也深深地感染了我，傳授給了我積極向上的生活理 念。 滾筒式抽油機量化生產。 通 過分析滾筒式抽油機的懸點運動特性，懸點的加速度平穩過度，所以采油過程沖擊小，增加滾筒電機的使用壽命及較低能耗。 滾筒式抽油機通過控制滾筒電機的正反轉經摩擦輪驅動傳動帶實現抽油桿的上下采油運動。 滾筒式抽油機設計 26 結論 本文通過對現階段我國油田開采地面機械抽油機進行調研分析，極其對抽油機在 將來發展趨勢的展望。 本章小結 本章主要選取導向輪的導向輪軸及內部軸承兩個零件進行校核，導向輪軸在設計過程中為了提高設計效率而初步選取的軸徑。 Fp=~，取 Fp=，把相關數據帶入式 (46)中，可得： P=fp（ XFr+YFa） =（ 1 25000+0 8000） =30000N 根據軸承的壽命計算公式如式 (47)可得： Lh= n60106εεPC (47) 上式中，ε為指數。 導向輪內角接觸球軸承的校核 導向輪承載傳動帶的導向作用，所受載荷較大，所以內部用一對角接觸軸承支撐，在設計過程中選取的軸承型號為 6308深溝球 軸承。 [σ ]為材料的許用彎曲應力， MPa 。在校核時以懸點載荷的一半作為導向輪軸的承受載荷進行校核，如圖（ 41）可以確定導向輪軸所受彎矩最大處 圖（ 41）導向輪軸受力分析簡圖 在軸的中間，由（ 41）式得： LFM 21RB? （ 41） 上式中， M 為導向輪軸承受的彎矩， 。 ???????????????????????5432165217611,. .. .. . ... .. .. . .. ... .. .. . .. ... .. .. . .. ... .. .. . .. ..60tπn r2,. .. .. . .. .. .. . .. ... .. .. . .. ... .. .. . .. ... .. .. . .. ... .. .. . .. ..0,0. .. .. . .. ... .. .. . .. ... .. .. . .. ... .. .. . .. ... .. .. . .. ..60tπn r2)(tttttttttttttttttta (34) 通過 式（ 34）式，帶入相關的數據可計算得確定的加速度值，在滾筒式抽油機采油上快下慢的情況下，假設上沖程時間為 17s，下沖程時間 12s,滾筒式抽油機的換向時間忽略不計的情況下，在抽油機懸點速度，加速度如表 31所示： 表 31 滾筒式抽油機運動特性分析 上沖程 下沖程 狀態 加速 勻速 減速 加速 勻速 減速 t(s) 02 215 1517 1719 1927 2729 v(m/s) (t17) a(m/s2) 0 0 由上表可以得到，滾筒式抽油機懸點載荷為 100kN，沖次為 4的情況下，其懸點滾筒式抽油機設計 22 速度和加速度可以表示如下： 本章小結 本章主要介紹了滾筒式抽油機的懸點處的運動特性，研究懸點處的載荷特性進而可以了解到滾筒式抽油機的慣性沖擊載荷。在研究懸點的運動規律時，必須把懸點的三個運動狀態嚴格細分，有利于更好研究滾筒式抽油機的采油特性，滾筒電機的電氣控制及能耗問題。在這種情況下，滾筒式抽油機在一個沖程的范圍內懸點運動速度和加速度的變化如圖 31所示 【 327】 ： 圖 31 懸點速度和加速度曲線 在圖中分析可以的到這樣的結論，在滾筒式抽油機采油的上沖程時，懸點速度由零勻加速到額定速度，再勻速運動一段時間，速度由最高開始勻減速到停止（滾筒電機開始反轉），滾筒式抽油機 開始進行下沖程，而下沖程的運動特性剛好和上沖程相反，懸點速度由零勻加速到最大，并保持勻速運動一段時間，然后勻減速到停止（滾筒電機開始正轉）。 滾筒式抽油機的懸點運動特性分析 本文設計的滾筒式抽油機的懸點載荷為 100kN，而懸點載荷的運動特性可以轉化為研究傳動帶的運動性質，因為傳動帶的加速度，速度及位移與懸點的基本相同 (在傳動帶與摩擦帶輪之間打滑的特殊情況下有所不同）。具體結構在這里就不詳細介紹如圖（ 27）所示： 1— 螺栓； 2— 導向輪軸； 3— 摩擦面； 4— 擋板； 5— 導向輪主體； 6— 密封圈； 7— 軸承； 圖（ 27） 導向輪 滾筒式抽油機設計 18 本章小結 本章根據滾筒式抽油機整體工作方案，詳細介紹了滾筒式抽油機的關鍵機構零件的整體設計計算及相關的三維實體圖和二維圖。通過查閱《中國機械設計大典》表 6股，公稱尺寸為 16mm，夾座材料為 KTH35010的鋼絲繩夾：繩夾 206KTH GB/T59761986。滾筒式抽油機設計 16 懸繩器和導向鋼絲繩夾設計 懸繩器是把抽油光桿和傳動帶連接在一起裝置，懸繩器在滾筒式抽油機中所起的作用很特殊，抽油光桿就是經過懸繩器夾持而進行上下運動，所以要求懸繩器必須具有緩沖作用，強有力的夾持 作用，自動調心作用等。立柱確定采用螺旋鋼管（江蘇豐厚鋼 圖（ 24）立柱法蘭連接 管有限公司生產制造）。當需要解除制動時，斷開電流電磁鐵的強磁性消失，由回位彈簧的推力把制動桿推回原位，從而解除制動。滾筒電機參數如下表（ 22）所示： 滾筒式抽油機設計 14 表（ 22）滾筒電機參數 制動系統選型 制動器在滾筒式抽油機中的作用是制動滾筒電機，在抽 油機工作的過程中，不可避免會有要求及停的情況，所以滾筒式抽油機必須配備制動器，通過對滾筒電機的選型，由電機的參數選取制動器型號（焦作制動器有限公司生產制造），如下表（ 23）中所示： 表（ 23） JZ系列節能電磁鐵鼓式制動器 性能參數 型號 型號 參數 制動輪徑 mm 退距 mm 重量 Kg 啟動電流 A 維持電流 A 制動力矩 JZ600 600 345 8 5000 JZ 系列節能電磁鐵鼓式制動器 其工作原理是：在制動器沒有工作之前，制動 器的制動片與滾筒電機的制動部位距離外徑 1mm。所以，根據設計參數所計算得的電機參數并不能直接選取電機型號。 P 滾筒電機 = 60 2LC)( iFF ? (26) P 電機 = 60 2LC)( iFF ? = 60 284)75100 kNkN ?（ = 上式中， P 滾筒電機為滾筒電機功率， kW； F 為懸點載荷， kN。 根據設計參數， L 沖程 =8。 V=。 H30=。其分別為： L50=1m。如下圖（ 21）所示： 配重微調塊體積計算： V100=σm =7800100 = 103Kg/m3 由配重主體微調塊槽可得： L100=1m。當光桿向下運動時配重同樣利用自身重量抵消掉一部分載荷，這樣滾筒電機在上下做功的過程中所承受負荷平穩，增加在抽油作業中的使用壽命。同時， 1— 基座； 2— 控制柜； 3— 立柱； 4— 扶梯； 5— 懸繩器； 6— 傳動帶； 7— 導向輪； 8— 圍欄； 9— 制動器； 10— 滾筒電機； 11— 導向鋼絲繩； 12— 配重； 圖 21 滾筒式抽油機結構 配重往復上下運動不平穩將導致滾筒電機的使用壽命降低。 滾筒式抽油機的工作原理：抽油機通過電控箱控制滾筒電機的轉速和正反轉，滾筒上左右兩側的帶輪驅動傳動帶，傳動帶一頭經過導向輪與平衡配重相連，另一頭經由導向輪與光桿相連，由滾筒電機的正轉驅動傳動帶帶動光桿向上運動，與此同時配重一頭向下運動，相反當滾筒電機反向運動驅動傳動帶帶動平衡配重向上運動 ，同時光桿一頭向下運動。然后對滾筒式抽油機主要機構和主要零件進行選型計算及強度校核。 (4) 完成對滾筒式抽油機立柱的穩定性分析。 所以，針對這種情況本文提出了滾筒式抽油機研發的目標。 現在市場上多采用游梁式抽油機，其能耗大，由于本身的結構限制，無法實現大沖程（長沖程油機的節電效率一般在 10% 到 40%之間 [32]），低沖次，高載荷抽油。 6)、采用了航天消震防抖技術，僅用了一簡單結構，就消除了皮帶在大 風下的振幅和抖動現象 。 2） 、節電明顯，與常規游梁式抽油機相比，有功節電率大于 50%。 （ 4） 復式永磁電機抽油機 復式永磁電機抽油機為單管塔式結構，由立柱支撐的復式永磁電機直接驅動負載，采用特制專用皮帶傳動，通過專用變頻控制系統在規定范圍內對抽油機沖程和沖次實現無極可調。因為該機均速運轉，其加速度很小，沖次又慢，換向平衡，所以機、桿、泵的慣性載荷、振動載荷減小，可減小桿、管的磨損，延長油井的免修期。 主要性能特點：①可進行大泵深下，小泵深抽。 3）體積小、重量輕、移動方便，特別適合于山區、沼澤、灘涂等地區油井的抽 油工作。液壓抽油機還具有拆卸方面， 機體輕等特點。針對我國各種復雜類型的油田，僅靠游梁式抽油機難以提高抽油效率，減少生產成本。 表 11 中分別列出了 20xx 年世界前十位原油消費國的消費量和世界前 十位原油產出國的產量，從表中可以看出，我國的原油消費量排在世界第二位，為 757 萬桶 /天，而原油產出量只有 371 萬桶 /天，遠遠不能滿足消費需求，需要進口的石油數量已超過石油消費量的一半。 滾筒式抽油機設計 2 第一章 緒論 課題提出的背景和意義 能源是現代工業發展的命脈，是國民經濟和國家戰略安全的重要保障。所以在這種情況下就必須改進地面抽油機械設備，也只有改進地面設備才能更有效的節省能源，減小抽油成本。 導向輪內角接觸軸承的校核 ............................................................................................... 14 本