抽油机工作原理、防堵技术、计算预测的讨论摘要:随着科技生产力的发展,通过抽油机的发展而衍生出来的技术已在开采井下石油时被得到了普遍的应用,本文主要重点分析了针对上述技术进行了分析,同时更从抽油机的防堵防卡技术、曲柄的平衡调整计算以及效果预测等方面进行涉猎和介绍。
关键词:抽油机抽油泵平衡调整计算以及预测效果技术
1 抽油机的工作原理
抽油机是作为深井泵抽油程序中的地面上主要设备,所以可以看出它是非常重要。根据不同作用的种类也会不同。随着抽油机的技术的不断发展,从20世纪90年代后,不断开发了多种形式的抽油机。有普通式的抽油机,也有其他形式的。普通抽油机一般情况下采用机械平衡,而前置式抽油机一开始大多采用气动平衡,但是因为技术上的发展不完善,后来利用机械平衡的方法才得到一定程度的改善。前置型抽油机上冲程曲柄旋转的角度是195°,下冲程曲柄旋转的角度为165°,导致上冲程较下冲程的速度低。有一种叫做游梁式的抽油机大部分是利用游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备、辅助设备这四个部分组成。开始工作的时候,动力机带动高速旋转动经过皮带与减速箱传递到曲柄轴,促使曲柄轴作较慢的旋转工作,曲柄利用连杆经横梁带着游梁作上下运动,挂在头上的悬绳器便带动抽油杆作上下来回运动。
2 抽油机的防堵技术
塔架式数控抽油机介绍 产品介绍 油田专用节能设备塔架式组合传动系列抽油机、是自主研发的专利产品。根据油田的需求推出了塔架式组合传动抽油机系列，并开发出与之配套的TYCTZDX永磁同步电机拖动系统和TYBTZDX异步伺服电机拖动系统，具备了系列化、规模化、产业化的生产条件。 塔架式组合传动抽油机属无游梁式电机换向重力平衡变频调速机电一体化的抽油机，它的特点是： 1长冲程、低冲次更加适合采油工况的要求，延长抽油杆、抽油泵的使用周期，提高泵效。 2选择性强，可针对不同油田区块采油的条件选择一款最适合的塔架式组合传动抽油机和相对应的拖动系统，系统效率、泵效、功率因数高，降低能耗、节约用电。 3既有高端的永磁同步拖动系统，也有价位适中的异步伺服拖动系统，都能实现智能控制稳定运行，运行状态一目了然。 4安全耐用，组合传动优化了传动结构延长了使用寿命，降低了维护难度，减少了维修费用。 5电脑调整冲程、冲次简便易行, 更方便调整到合理的动液面。 6上下行冲程分别调速，适合上行、下行不同速的使用工况要求。 7不平衡自测功能，高速运行时不平衡自动降至中速报警不停机；卡井时停机保护；失载自动制动，控制配重缓慢落地。
8塔架式组合传动抽油机修井不用移机让位的距离是700-1000mm以上，符合无游梁抽油机的行业标准。 9适合不同自然环境（包括水淹地区） 塔架式组合传动抽油机选型说明： 1一般油井需根据具体情况（泵挂、泵径、综合指标）确定最大悬点载荷，再计算出该区块或油井的液柱总重量，对照塔架式组合传动抽油机所标明的推力和所需每分钟总冲程确定型号。 2稠油井需根据油液粘稠度加大塔架式组合传动抽油机拖动力。 3根据具体区块油井最大排液量确定每分钟总冲程（冲程X冲次）选择油井所需运行速度的抽油机。抽油机每个型号分为最高运行速度0.5m\S每分钟12米冲程内无级调节（适用于选用38mm-56mm泵径，日产液量在10-25方内的较低排液量的油井选用）；最高运行速度在0.75m\S 每分钟16米内无级调节；最高运行速度在1m\S每分钟21米冲程内无级调节适用于高排液量油井。举例说明： 1、该油井泵挂在1700m泵径38mm排液量10方，最大悬点载荷67kn，配重5.6T左右达到平衡运行，油柱重1.92T,按照1/2平衡原则，抽油机在平衡运行状态下需大于9.6kn,热洗井后配重上行和下行电流差是1-12A（增大到13.5kn，经24小时运行恢复平衡状态，应选运行拖动力在14kn卸载能力在33kn以上的抽油机；设定抽油机实际冲程4.5m，每分钟总冲程9m。WCYJSKZ10-4-12-20Z型抽油机运行拖动力20kn,拖动利用率67.5%最大卸载能力35kn，每分钟总冲程12米理论排量19.56方泵效50%，可以满足运行的需要。
抽油机减速器技术守则集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]
Q/S Y Y C Q3455—2012中国石油天然气股份有限公司企业标准 Q/SYCQ3455—2012抽油机减速器技术规范 2012-12-31发布2013-02-01实施
目次 前言.......................................................................II 1范围. (1) 2规范性引用文件 (1) 3减速器基本型式和参数的确定 (1) 4减速器的基本配置 (2) 5减速器部件材料的选择 (3) 6减速器制造工艺的要求 (3) 7减速器润滑要求 (4) 8减速器箱体、箱盖、胶带轮 (5) 9减速器的装配 (5) 10减速器的性能和质量保修期的规定 (6) 11减速器外观质量 (6) 12减速器的互换性要求 (7) 13减速器的运转试验 (7) 14减速器型式试验方法 (7) 15减速器的型式检验 (8) 16标志、使用说明书 (8) 附录A（规范性附录）抽油机减速器技术参数表 (9) 附录B（规范性附录）抽油机减速器外形尺寸、连接尺寸和主要部件尺寸表 (15)
前言 本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 请注意，本规范的某些内容可能涉及专利，但本规范的发布机构不承担和识别这些专利的责任。 本标准由长庆油田公司机械设备专业标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：长庆油田公司设备管理处、第三采油厂、机械制造总厂，新疆第三机床厂，徐州东方传动机械有限公司。 本标准主要起草人:郑生宏、李宁会、刘丰宁、吉效科、高长乐、李寒杰、许丽、李海东。 本标准2012年12月首次发布。 3
抽油机的开题报告 抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”，通过加压的办法使石油出井，常见抽油机即游梁式抽油机是油田广泛应用的传统抽油设备，通常由普通交流异步电动机直接拖动。 一、课题的意义。 抽油机的产生和使用由来已久，迄今已有百年历史。应用最早，普及最广的属常规型游梁式抽油机，早在140年前就诞生了，至今在世界各产油国中仍占绝对优势。其结构简单、可靠耐用、易损件少、操作简单、维修方便、维护费用低，使其经久不衰。然而，随着油田的不断开发，要求抽油机具有长冲程、大负载、能耗低、体积小、重量轻等性能特点来满足日益发展的油田开发的需要。 游梁式抽油机井数量多，其工作性能，特别是节能性能直接影响采油成本。在采油成本中，抽油机电费占30%左右，年耗电量占油田总耗电量的20%——30%，为油田电耗的第2位，仅次于注水。游梁式抽油机抽油系统的总效率在国内一般地区平均只有%——23%，先进地区至今也不到30%，可见降低抽油系统高能耗的迫切程度与难度。 自动调节平衡式抽油机的结构特点决定了其节能特性，具有平衡效果好、光杆最大载荷减小、节能效果好等特点。与同级常规抽油机相比，所配备电动机功率可小20%;以相同挂泵深度
条件下油井每度电的出油量相比，比常规抽油机节约能耗35%左右。美国前置型抽油机比常规型抽油机节能31.9%~39.60%，我国该型机比常规型抽油机节能34.9%。因此，完善和发展游梁式抽油机设计理论，研制节能效果显著的节能型游梁式抽油机对于抽油机井节能降耗、提高举升系统的经济效益和我国石油工业发展具有重要的实际意义和极大的深远影响。 二、国内外发展现状及方向。 在世界范围内，研究与应用抽油机已有100多年历史。在百余年的采油实践中，抽油机发生了很大变化。特别是近20年来，世界抽油机技术发展较快，先后研发了多种新型抽油机。抽油机的各项技术经济指标达到了有史以来的最高水平。目前，世界上生产抽油机的国家主要有美国、俄罗斯、法国、加拿大和罗马尼亚等。美国石油学会APISpec11E《抽油机规范》中规定，抽油机共有77中规格。美国Lufkin公司生产B，C，M，A等四种系列抽油机：B系列游梁平衡抽油机8种规格;C系列曲柄平衡抽油机64种规格;M系列前置式抽油机46种规格;A系列前置式气动平衡抽油机26种规格。 俄罗斯生产13种规格游梁抽油机。法国Mape公司生产种规格曲柄平衡游梁抽油机以及立式斜井抽油机和液缸型抽油机。加拿大生产液、电、气组合一体式HEP抽油机。罗马尼亚按美国API标准生产51种规格的游梁抽油机，35种规格的前置式抽油机及前置式气动平衡抽油机。目前，世界上抽油机最大下泵深度
游梁式抽油机设计计算 卢国忠编 05-04 游梁式抽油机的主要特点是：游梁在上、下冲程的摆角相等，即上下冲程时间相等。且减速器被动轴中心处游梁后轴承的正下方。 一、几何计算 1.计算(核算) 曲柄半径R和连杆有效长度P 己知：冲程S、游梁后臂长C、游梁前臂长A、极距K(参见图1)由余弦定理推导可得：
公式： () b t CK K C CK K C R ψψcos 2cos 22 12222 -+--+= ------(1) R CK K C P t --+=ψcos 222 -------(2) 式中：1090δφψ+-=t 2090δφψ--=b H I tng 1 -=φ A S mas πδδ4360021?== 22H I K += 2. 计算光杆位置系数R P ： PR 是在给定的曲柄转角θ时，光杆从下死点计算起的冲程占全冲程的百分比。(图2)（图3） 公式：10?--='= b t t mas S s PR ψψψ ψ％ -----------(3) 曲柄 max S PR s ?=' ()121δδ?-=PR 式中： b t ψψ, 分别代表下死点和上死点的ψ角的值 ρ χψ-= ()?? ? ? ??-=-J R φ?ρsin sin 1 βcos 22 2 PC C P J -+= ??? ? ??-+=-CJ P J C 2cos 2221 χ
??? ? ??---++=-CP R K KR P C 2)cos(2cos 22221 ?θβ ()φθψβα--+= 上冲程 ()[]φθψβα--++=360 下冲程 二运动计算 己知：曲柄角速度ω、曲柄转角θ，分析驴头悬点的位移s 、速度v 、加速度a 的变化规律。 1. 假定驴头悬点随u 点作简谐振动： ()? ω? ω?con C AR a C AR v C AR s ??=??=-?= 2sin cos 1 以C AR S 2max =代入得： ()?ω? ω?c o s 21s i n 21 c o s 121 2m a x m a x m a x S a S v S s ==-= 2max max 2 1 ωS a = 2.接严格的数学推导 ?? ? ? ?+=P R S a 12 1max 2max ω 三动力计算 1．从示功图上求悬点载荷W 示功图是抽油机悬点载荷W 与光杆位置PR 的关系曲线图。是用示功仪在抽油机井口实测出来的。设计中无法实测，只好用理论公式计算并绘制------称为人工示功图，为以后的受力分析、强度计算提供主要依据。 2． 光杆载荷W 加在曲柄轴上的扭矩的计算（见图2 ，图3）
抽油机减速机 减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。 国内外研究综述 20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下： ①高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。 ②积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。 ③型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。 促使减速器水平提高的主要因素有： ①理论知识的日趋完善，更接近实际（如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法、齿根圆滑过渡、新结构等）。 ②采用好的材料，普遍采用各种优质合金钢锻件，材料和热处理质量控制水平提高。 ③结构设计更合理。 ④加工精度提高到ISO5－6级。 ⑤轴承质量和寿命提高。 ⑥润滑油质量提高。 自20世纪60年代以来，我国先后制订了JB1130－70《圆柱齿轮减速器》等一批通用减速器的标准，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器专业生产厂。目前，全国生产减速器的企业有数百家，年产通用减速器25万台左右，对发展我国的机械产品做出了贡献。 20世纪60年代的减速器大多是参照苏联20世纪40－50年代的技术制造的，后来虽有所发展，但限于当时的设计、工艺水平及装备条件，其总体水平与国际水平有较大差距。
一、基础数据 抽油井系统杆柱设计所必须的基础数据主要有基础生产数据、原油粘温关系数据、抽油机型参数、抽油杆参数、抽油泵参数。其中, 抽油机型、抽油泵这三方面的参数、抽油杆参数、抽油泵参数。其中,抽油机型、抽油杆、抽油泵泵这三方面的参数均可由《采油技术手册》( 修订本四) 查得。 1.基础生产数据 基础生产数据是进行抽油井系统设计的基本条件,它包括油井井身结构、油层物性、流体( 油、气、水) 物性、油井条件, 传热性质以及与油井产能有关的试井参数等, 详见表1。 表1 基础生产数据 油层深度: 1500.00 m 套管内径: 124.00 mm 油管内径: 88.90 mm 井底温度: 80℃ 地层压力: 10.00 Mpa 饱和压力: 7.00 Mpa 传热系数: 2.5 W/M·℃地温梯度: 3.3 ℃/100m 试井产液量: 25 m/d 试井流压: 5.00 MPa 体积含水率: 30 % 原油密度: 997.40 kg/m 地层水密度: 1000.00 kg/m 原油比热: 2100 W/kg·℃ 地层水比热: 4186.8 W/kg·℃设计沉没度: 200.00 m 2.原油粘温关系数据 原油粘度是影响摩擦载荷的主要因素, 因此原油粘度数据的准确度是影响设计结果合理性的重要参数。原油粘度随温度变化非常敏感, 经过对现场实测原油粘温关系数据进行回归分析, 能够得到原油粘度随温度变化的关系式。这样, 不但能够提高抽油井系统设计结果的准确度, 而且还易于实现设计的程序化。 现场能够提供的原油粘温关系数据, 如表2所示。 表2 某区块原油粘温关系数据
温度, ℃ 40 455055 60657075 粘度, mPa·s268018201240900600420310230 3.抽油机参数 抽油机参数是指常规型游梁式抽油机的型号、结构参数、能够提供的冲程冲次大小。当前已有93种不同型号的常规型抽油机, 其型号意义如下: 不同型号抽油机的参数可见《采油技术手册》( 修订本四) 。这里, 以宝鸡产CYJ10-3-48型抽油机为例, 其有关参数见表3。 表 3 抽油机参数 游梁前臂 (mm) 游梁后臂 (mm) 连杆长度 (mm) 曲柄半径/冲程 (mm/m) 冲次 (1/min) 30003330 6.0, 9.0, 12.0另外, 由抽油机型号CYJ10-3-48, 根据型号意义可直接得出: 许用载荷[P max]=100 kN; 许用扭矩[M max]=48 kN
Q/SYYCQ3455—2012 中国石油天然气股份有限公司企业标准 Q/SY CQ 3455— 2012 抽油机减速器技术规范 2012 -12 - 31 发布2013 - 02 - 01 实施
Q/SYCQ 3455— 2012 目次 前言 ......................................................................................................................................................................... I I 1范围. (1) 2规范性引用文件 (1) 3减速器基本型式和参数的确定 (1) 4减速器的基本配置 (2) 5减速器部件材料的选择 (3) 6减速器制造工艺的要求 (3) 7减速器润滑要求 (4) 8减速器箱体、箱盖、胶带轮 (5) 9减速器的装配 (5) 10减速器的性能和质量保修期的规定 (6) 11减速器外观质量 (6) 12减速器的互换性要求 (7) 13减速器的运转试验 (7) 14减速器型式试验方法 (7) 15减速器的型式检验 (8) 16标志、使用说明书 (8) 附录A（规范性附录）抽油机减速器技术参数表 (9) 附录B（规范性附录）抽油机减速器外形尺寸、连接尺寸和主要部件尺寸表 (15)
Q/SYCQ 3455— 2012 前言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 请注意，本规范的某些内容可能涉及专利，但本规范的发布机构不承担和识别这些专利的责任。 本标准由长庆油田公司机械设备专业标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：长庆油田公司设备管理处、第三采油厂、机械制造总厂，新疆第三机床厂，徐州东方传动机械有限公司。 本标准主要起草人:郑生宏、李宁会、刘丰宁、吉效科、高长乐、李寒杰、许丽、李海东。 本标准2012年12月首次发布。
丛式井智能长冲程抽油机
一、前言 现今，我国及世界上普遍使用的抽油机大多为“游梁式抽油机”，这种传统的抽油机在世界上已应用了100多年，其特点是：皮实耐用，但耗能高、效率低、操作不便、“大马拉小车”是造成采油成本居高不下的重大原因之一。 随着油田开发的不断深入，国内外大多数油田已经进入开采中后期，开采难度越来越大，开采成本越来越高，开采深度不断加深，含水不断增加等等油田开发面临的现状，迫切要求研发一种能够取代“游梁式抽油机”的机电一体化高效、节能型、长冲程、低冲次、大负荷抽油机，以最低成本最大限度地适应油田开发的需要。丛式井智能长冲程抽油机就是在上 述背景下，自主研制的具有独立自主知识产权的新型石油采油设备。已申请国家专利共21项，其中发明专利5项，发明专利均已公告，取得授权的实用新型专利10项。技术处于国际领先 地位，行业内没有同类产品。 该抽油机包括两大类型，一种是取代常规抽油机基于 “一机一井”设计的单井智能长冲程抽油机；一种是应用 于丛式井基于“一机多井”设计的丛式井智能抽油机，该 抽油机实现了一台电机同时带动两口油井抽油杆抽油，彻 底改变了目前国内外丛式井采油的现状，填补了国内外丛 式井低成本采油技术的空白。 目前，公司已经完成2项专利的产品开发，研制出样机两台，样 机在油田现场运行1年，运行证明，其性能指标远远高于现今油田普 遍应用的常规游梁式抽油机和其它塔架式抽油机，节能，智能化程度 高，机械效率高，操作简便，皮实耐用，已通过科技成果鉴定和油田 质检部门的相关检测，得到了专家及油田的充分肯定，被专家誉为“采 油机械的一场革命”。 经国家权威部门检验以及使用单位的测试证明：功率因数为1， 吨液提升百米有功耗电量0.45kWh/t100m，比常规游梁式抽油机节能60%以上，机械效率达到80%以上，系统效率达52.9%。每年可节约费用分别达到7.8万元和12万元。 二、丛式井智能长冲程抽油机的特点 1、节能 本机装机容量低，常规10型游梁式抽油机功率为37kW，而本机仅为15kW。现场运行
液压抽油机设计 1 绪论 1.1 本课题来源及研究的目的和意义 随着原油储量日益减少， 开采难度的增大， 油田对新型采油方法以及采油设备的探索及 构思也在日益更新中。抽油机作为一种普及的采油设备，也在不断的构思和日益更新中。液 压抽油机作为近些年来迅猛发展的新型抽油设备，有着优于传统设备的强项。 增大载荷是本课题研究的目的之一， 是在结构最简， 材料最省得方案下尽可能的增大其 工作载荷。传统的游梁抽油机虽有大载荷的特点，但这种旧型设备体型笨重，运输和安装都 较为麻烦，尤其是海上平台更是不允许过的的大质量设备。能在质量最轻和结构最简的情况 下增大工作载荷，有着方便运输以及满足海上平台开采要求的重要意义。 节能减排是本课题研究的目的之二。到 1995 年统计的游梁抽油机总数约为 4 万台，但 使用期却没有超过 5年的， 如果每年需更换10%的设备， 使用的钢材金额会在 1.5 亿元左右。 首先不看使用寿命，这种旧型设备本省的钢材用量就非常的大。液压抽油机工作原理不是曲 柄连杆机构或者其变形，工作原理在本身结构上的改进就省去了大量的钢材，有着改善采油 设备经济性的重要意义。 此外结构上的优化方便了安装， 同时也方便了拆卸和运输， 即故障诊断更换坏损元件也 相对方便了许多。在工作上迅速的故障诊断与维修有着增加设备连续工作时间的意义。 1.2 本课题所涉及的问题在国内的研究现状及分析 我国开始研究液压抽油机是从60 年代开始的。 1966 年北京石油学院提出“液压泵—液压缸”结构的抽油机，以液压缸伸缩来完成主 要工作，同时用油管做平衡重，并利用其往复运动增大冲程。 1987 年吉林工业大学研制出YCJ-II型液压抽油机，同样以液压缸做驱动。 1992 年、1993年兰州石油机械研究所、浙江大学先后以“液压泵—液压马达”结构研 制出新型液压抽油机。此后至近几年来，随着油田开采的要求， 液压技术、密封技术的发展， 液压元件的成熟，液压抽油机业迅速发展起来。 以下对上述几种抽油机作简要分析： YCJ—II型液压抽油机直接用液压缸的直线往复运动工作，具有结构简单，比常规抽油 机节能的特点。在辽河油田的实验说明其在北方冬季野外有可连续运行的能力，其液压与电 气系统亦是可行的。不足在于：安全保护措施有所欠缺，对机电一体化技术应用不足等。 YCJ12—12—2500 型滚筒式液压抽油机利用换向阀控制液压马达的正反转，以齿轮— 齿条机构实现往复运动， 同时采用了机械平衡方式。 在液压系统上弥补了YCJ—II型的不足， 同时整机平稳运行。 功率回收型液压抽油机利用了“变量泵—马达”这一特殊元件，实现了“长冲程，低冲 次，大载荷”的特点，并有安全保护功能。最重要的是它通过能量的储存于转换使功率回收， 而且相当完全，平衡也是最完美的。 1.3 本课题所涉及的问题在国外的研究现状及分析 国外对于液压抽油机的研制起步较早，但由于翻译过的外文文献较少，这里只做介绍， 不做详细分析。 1961 年美国 Axelson 公司研制出 Hydrox 长冲程 CB 型液压抽油机，冲程 1.2~7.95m， 适井深度 670~2032m，并在几个大油田获得成功的应用性实验。 1965 年苏联研制出 ArH 油管平衡式液压抽油机，可分开调节上下冲程的速度，冲程长 度 1.625~4.275m。目前，这类产品已形成产品系列。1977 年加拿大研制出HEP 型液压抽油 机。冲程 10m，最高冲次 5.0/min，悬点载荷 34.23~195.64KN。
目录 摘要： ........................................................................................................................................ I I A BSTRACTS ................................................................................................................................ I II 第一章引言 (1) 1.1研究题目的来源 (1) 1.2研究领域的历史、现状和前沿发展情况 (2) 1.3前人在本课题研究领域中的成果 (3) 1.4课题研究的目的和意义 (3) 1.5研究的主要内容 (5) 第二章抽油机的基本结构与参数 (7) 2.1抽油机的工作原理 (7) 2.2抽油机的分类 (8) 2.3游梁式抽油机的结构 (9) 2.4游梁式抽油机的基本参数 (14) 2.5游梁式抽油机的标准 (15) 第三章抽油机减速器的优化设计 (17) 3.1优化设计的基本理论 (17) 3.2抽油机减速器优化设计的初步分析 (20) 3.3优化设计的数学模型 (21) 3.4优化设计方法 (26) 3.5优化结果与应用 (31) 第四章结论 (33) 参考文献 (34) 致谢 (35)
抽油机减速器优化设计 目录 目录 第一章 引言 (1) 1.1 研究题目的来源 (1) 1.2研究领域的历史、现状和前沿发展情况 (2) 1.2.1研究领域的历史 (2) 1.2.2研究现状 (3) 1.3前人在本课题研究领域中的成果 (3) 1.4课题研究的目的和意义 (4) 1.4.1课题研究的目的 (4) 1.4.2课题研究的意义 (5) 1.5研究的主要内容 (5) 1.5.1抽油机的基本结构与参数 (6) 1.5.2减速器双圆弧齿轮的优化设计 (6) 第二章 抽油机的基本结构与参数 (7) 2.1抽油机的工作原理 (7) 2.2抽油机的分类 (9) 2.3游梁式抽油机的结构 (9) 2.3.1驴头设计 (10) 2.3.2游梁设计 (11) 2.3.3横梁及连杆设计 (11) 2.3.4曲柄和平衡重 (13) 2.3.5支架设计 (13) 2.3.6减速器设计 (14) 2.3.7悬绳器总成 (14) 2.3.8动力机 (15) 2.3.9底座 (15) 2.4游梁式抽油机的基本参数 (15) 2.4.1驴头悬点(挂抽油杆处)的最大允许载荷m ax P 。 (16) 2.4.2悬点最大冲程长度m ax S 。 (16) 2.4.3悬点的最大冲程次数n (16) 2.5游梁式抽油机的标准 (16) 2.5.1代号 (17)
第一章绪论 1.1 选题的目的和意义 随着油田的开发，我国大多数油田已进入开发的后期，逐渐丧失自喷能力，需要从自喷转向机采，而目前，我国开采石油耗电指标与国外先进水平相比，还有很大差距，我国抽油机的运行效率特别低，平均效率仅为25.96%，而国外平均水平为 30.05%，年节能潜力可达几十亿千瓦时,尽管研制和应用了一些节能抽油机，但是由于使用数量不多，其总耗电量还是很大的，近年来，我国研制的新型抽油机，几乎都具有高效节能特点，目前，在用的抽油机系统效率一般在20%~30%之间，因此，开展新型抽油机，替换常规机型是大势所趋，随着油田的不断开发，地层能量逐渐消耗，为了保证原油的稳产、高产，机械采油己经成为广泛采用的一种方法。我国有机采油井 5 万多口，占油井总数的80%左右，抽油机井的耗电量占总耗电量的四分之一，由于抽油机井的系统效率较低，大量的能量(70%以上)在传递过程中损失掉，如果将抽油机井的系统效率提高 5%，年节电 20×10e8 千瓦时，这不仅可节约大量资金，而且，还可以缓解油田电力紧张状况。当今世界，资源日益匮乏，“节能减排”已成为已成为一个不可忽视的方面，也是为了人类的继续生存而思考的，“节能减排”将成为永远不变的一个主题。而我国广泛使用的游梁式抽油机虽然结构简单、操作方便和可靠耐用，但机械效率和采油综合效率低、平衡度差、耗电量过高、机体过重和冲程的长度受到限制等不易克服的缺点。 1.2 链条式抽油机的发展现状 抽油机的产生和使用已有一百多年的历史。应用最多，使用最广的属游梁式抽油机。目前在世界产油国仍在大量使用。美国拥有40万台，我国拥有近三万台，一百多年来，游梁式抽油机的结构和原理没有实质性的变化。我国抽油机制造业已有50年的历史，经过进口修配、仿制试制、设计研制三个阶段。近几年我国的链条式抽油机发展比较快，但游梁式抽油机还占有主要地位，根据国情，我国现在应该改造优良式抽油机，研发新型节能抽油机。 抽油机的发展及节能抽油机的发展趋势主要朝以下几个方向：(1) 低能耗方向为了减少能耗，提高经济效益，近年来研制与应用了许多节能型抽油机。如异相双驴头抽油机、摆杆抽油机、渐开线抽油机、摩擦换向抽油机、液压抽油机及各种节能装置和控制装置。(2)大型化方向随着世界油气资源的不断开发，开采油层深度逐年增加，石油含水量也不断增大，采用大泵提液采油工艺和开采稠
引言 CYJ11.6—3—36.8B抽油机减速器设计 1引言 1.1 抽油机简介 石油——工业的血液，它是宝贵的能源和化工原料，随着石油工业的发展，为石油生产服务的釆油设备得到了不断的更新和完善，釆油技术日渐提高。从三十年代到目前近五十年中，在广大技术人员的共同努力下，从最早的原始式抽油机发展到了如今各种形式的釆油设备：如长冲程的无游梁式抽油机，电动潜油泵，水力活塞泵等无梁式釆油设备，这些釆油设备的问世，大大提高了油井的釆收率，提高了效率，降低了釆油设备的费用，克服了常规式游梁抽油机的某些缺点，但金无赤金，这些设备也有些缺点。 本论文拥有资料：目录、中英文摘要、正文、设计图纸 查看地址：https://www.doczj.com/doc/0c14761125.html, 游梁式抽油机的结构简单，制造容易，维修方便，深受广大用户口欢迎，在某些方面并不比新型釆油设备逊色，因此在我国油田机械釆油井中98%还是釆用常规型游梁式抽油机，在国外比例也占首位。 游梁式抽油机整套装置由三部分组成： 一、地面设备——游梁式抽油机，它由电动机，减速箱和四连杆机构组成。 二、井下部分——抽油泵。 三、联系地面和井下的中间部分——抽油杆柱。 1.2 设计背景 近年来，随着石油钻采工业的迅速发展，对于钻采设备的要求也就越来越高。因此，作为采油设备的一个重要组成部分——减速器，也得到了相应的改进和提高。为提高采油效率，设计更加合理而精密的减速器成为当务之急。本设计的目的在于根据CYJ11.6-3-36-8B型号抽油机设计出一款与之相匹配的减速器，在动力传输，轴承润滑等方面做出更好的改进，使之更加合理，经济。
CYJ11.6—3—36.8B抽油机减速器设计 1.3国内外现状和发展趋势 改革开放以来，我国引进一批先进的加工装备。通过不断引进、消化和吸收国外先进技术以及科研攻关，开始掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度都有较大的提高，通用圆柱齿轮的制造精度可从JB 179—60的8～9级提高到GB10095－88的6级，高速齿轮的制造精度可稳定在4～5级。部分减速器采用硬齿面后，体积和重量明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了大幅度的提高，对节能和提高主机的总体水平起到明显的作用。从1988年以来，我国相继制定了50-60种齿轮和蜗杆减速器的标准，研制了许多新型减速器，这些产品大多数达到了20世纪80年代的国际水平。目前，我国可设计制造2800kW的水泥磨减速器、1700㎜轧钢机的各种齿轮减速器。各种棒材、线材轧机用减速器可全部采用硬齿面。但是，我国大多数减速器的水平还不高，老产品不可能立即被替代，新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。 本论文拥有资料：目录、中英文摘要、正文、设计图纸 查看地址：https://www.doczj.com/doc/0c14761125.html, 近十几年来，计算机技术、信息技术、自动化技术在机械制造中的广泛应用，改变了制造业的传统观念和生产组织方式。一些先进的齿轮生产企业已经采用精益生产、敏捷制造、智能制造等先进技术．形成了高精度、高效率的智能化齿轮生产线和计算机网络化管理。适应石油钻采工业要求的新产品开发，关键工艺技术的创新竞争，产品质量竞争以及员工技术素质与创新精神，是2l世纪企业竞争的焦点。在2l世纪成套机械装备中．齿轮仍然是机械传动的基本部件。由于计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度、加工效率太为提高，从而推动了机械传动产品多样化，整机配套的模块化、标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致。CNC 机床和工艺技的发展，推动了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动。齿轮、带链的混合传动，将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学科交叉，将成为新型传动产品发展的重要趋势。 总之，当今世界各国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高、二低、二化方面发展。六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率：二低即低噪声、低成本；二化即标准化、多样化。减速器和齿轮的设计与制造技术的发展，在一定程度上标志着一个国家的工业水平，因此，开拓和发展减速器和齿
第一部分公司简介 公司概况 许昌思科实业有限公司成立于2003年，位于河南省许昌市经济开发区瑞祥路西段，占地面积75亩。2011年融资扩充，更名为河南思科石油环保设备有限公司，注册资本1000万元。 公司主要致力于石油钻测采设备、化工设备、石油钻测采零部件制造和销售为主，以机械加工、修理和配件销售为辅，集研发设计、生产经营于一体的石油机械制造企业。公司整合多年在变频控制、永磁电机领域研发产品的资源优势，通过与西门子公司的通力合作，融合当今两项世界范围的高科技技术，进行一体化的开发应用，研制开发了一种新型的石油工程产品——智能型长冲程抽油机，以节能、便捷、高效的突出特点深受石油工人们的喜爱。 公司将立足现在，放眼未来，实施全球化发展战略，精益生产，持续创新，积极推行“客户满意工程”，不断完善服务系统，以顾客满意为标准，以零缺陷为最高目标，持续改进，为顾客提供一流的产品和服务，共同分享“诚信双赢”成功合作带给的喜悦。
公司资质 第二部分智能型长冲程抽油机简介 传统几与智能机对比 我国油田常用的传统抽油机——游梁式抽油机，俗称“磕头机”，具有结构简单、操作简便、坚实可靠等优点，但是同时也存在能耗高、效率低、安装维修工作量大、冲程短等缺点，特别是在开采稠油、深层、高含水油田，不能实现经济、有效地开采。 河南思科石油环保设备有限公司研制的智能型长冲程抽油机,属于无游梁式抽油机，符合《中华人民共和国石油天然气行业标准》SY/T6729-2008，具有长冲程、变冲次、大载荷、高功效、低能耗、易操作的特点，适应于深井、大排量井、间抽井、稠油井等多种复杂地质状况的油井。 智能型长冲程抽油机，可以使有杆泵抽油代替电潜泵抽油。智能长冲程抽油机的长冲程、变冲次，可以使泵充满系数更高，三抽系统有更小的动载荷。
攀枝花学院 学生课程设计 题目：游梁式抽油机第二部分 （驴头·游梁·横梁·支架·曲柄·连杆）学生姓名：学号： 所在院(系)： 专业： 班级： 指导教师：职称： 2013年月日
攀枝花学院本科学生课程设计任务书 题目15 抽油机机械设计 1、课程设计的目的 本课程设计为学生提供了一个既动手又动脑，自学，查资料，独立实践的机会。将本学期课本上的理论知识和实际有机的结合起来，锻炼学生实际分析问题和解决问题的能力，提高学生综合运用所学知识的能力，装配图、零件图的设计绘图能力。 2、课程设计的内容和要求
1)、设计原始数据额定 功率(kW) 冲程(m) 冲次(n/min ) 游梁 前臂 长度 (m) 游梁 后臂 长度 (m) 额定扭矩 MS(kN*m) 游梁 支撑 中心 到底 座距 离(m) 曲 柄 转 动 轴 心 到 底 座 直 距 离 (m) 曲 柄 平 衡 块 数 曲 柄 偏 置 角 (度) 游梁 支撑 中心 到曲 柄转 动轴 心的 水平 距离 (m) 70 2.1，2.5，3 6 3 2.4 50 2 2 2 0 0 2)、要求： (1)完成曲柄摇杆机构的设计及曲柄平衡块、横梁、横梁轴的设计计算； (2)完成游梁与驴头的设计与计算； (3)完成支撑装置及支架的设计与计算。 3)、课程设计成果 (1)每人需绘总装配图一张或部装图三张； (2)每人需绘零件图二张； (3)编写设计说明书。
目录 第1章驴头 -------------------------------------------------------------4第2章游梁--------------------------------------------------------------6 第3章横梁 -------------------------------------------------------------9 第4章连杆装置 ---------------------------------------------------------12 第5章曲柄--------------------------------------------------------------15 第6章游梁心轴—————————————————————————————18 参考文献 ----------------------------------------------------------------22 第1章驴头
塔架式数控抽油机：自主创新的结晶 2009年3月在北京举办的第九届中国国际石油石化技术装备展览会上，塔架式数控抽油机虽然展位并不显眼，却吸引了络绎不绝的参观者。人们饶有兴趣地评价说：塔架式数控抽油机的智能性、节约性、安全性、耐用性、方便性，是对传统抽油机的挑战，具有极高的应用价值和广阔的市场前景。 引领潮流的采油设备 塔架式数控抽油机的问世，实现了世界石油机械史上的重大突破，结束了美国领航世界石油机械采油设备的历史。 世界石油工业的持续发展，石油资源的日趋减少，能源消费的迅速增长，要求油田不断提高采收率；同时，低渗透油藏开发任务的加重，需要更适用的采油机械设备出现；节能减排的大力度推进，对采油机械设备的用电节约提出了更高要求；土地资源的日益紧缺，矿产资源采掘业如何节约用地已成为重要课题。随着全球经济发展大趋势的演进和石油工业历史责任的加重，急切地呼唤与时俱进的新一代采油设备诞生。 已有10 0多年历史的游梁式抽油机，在中国乃至世界抽油机的家族中，一直都在“唱主角”，在我国各油田的使用数量已达12万台之多，世界拥有120万台以上，它为石油工业的发展做出了不可磨灭的贡献。但是，这种庞大笨重、耗电高、调参劳动强度大的低技术产品，是油田创业时期留下的产物，随着数量的扩增，给油气生产的能耗背上了沉重的包袱：仅中国采油行业年耗电就高达57.6亿度。面对这一现状，采油工程界一直在致力于游梁式抽油机的性能改进和新型节能型抽油机的研发，但是成效并不明显。 北京成群石油机械有限公司顺应发展潮流，根据市场需求，研发了拥有自主知识产权的塔架式数控抽油机，与大庆油田装备制造集团合作，推出了结构新颖、独创性强的塔架式数控抽油机。它采用先进的永磁同步电机和当今世界最前沿的数字控制技术，在自动化、智能化、节能化、人性化、实用性上，远远领先于游梁式抽油机，成为我国地面采油装置的高端产品。 塔架式数控抽油机有其独特的发明思路、设计方向和研制取向。它摒弃了传统的离心式回转平衡方法，而采取电机换向、天平式的平衡方法、直线运行的新方法，解决了高耗能的老难题。 用缜密的思维解决关键问题。采用机械和电气一体化，用工业电脑数字控制运行、调节参数，成功地将其它领域成熟的先进技术“嫁接”在采油机械上，使这一新型产品的性能得到了优化和提升。 在研究和掌握大量资料的基础上，独辟蹊径，巧妙地运用新技术替代传动机构的减速机，用最先进的数字控制技术优化控制系统，合理的化繁为简，达到了提高使用性能、降低维保费用、增强适应性的目标。 这种新型的抽油机根据地下抽油泵往复直线工作的特点，用计算机程序控制电机的自动换向，使抽油机的动力源与终端负载同向运动，传统的游梁式抽油机的四连杆传动机构得以省略，取而代之的是简洁的轮系传动。抽油机在拖动抽油杆和配重上下往复运动中不断地储存和释放势能，使机械效率达到90％以上，无功损耗接近零，收到了四两拨千斤的惊人效果。 针对三相异步电动机机械特性硬的缺点，塔架式数控抽油机采用永磁同步低速制动电机和世界领先的数字化控制技术。实现了游梁式抽油机无法达到的柔性启动加速、减速和超低速次运行，避免了抽油机启动、换向、砂卡、蜡卡时的机械冲
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目录： 1．设计任务***************************************************(1) 2．设计内容***************************************************(2) 3．方案分析***************************************************(2) 4．设计目标***************************************************(3) 5．设计分析***************************************************(3) 6．电机选择***************************************************(7) 7．V带传动设计*********************************************(10) 8．齿轮传动设计********************************************(11) 9．轴的结构设计********************************************(19) 10．轴承寿命校核********************************************(21) 11．心得与总结***********************************************(25) 12．附录**********************************************************(26)
塔架式变频调速型抽油机 产品概述 塔架变频调速电机型抽油机是基于工业可编程控制器 技术、高性能矢量变频器技术、计算机技术、网络技术、机 械制造及传动技术，以实现高效、智能、低成本管理为目的。 该系统一举将传统的机械采油装备带入了电子时代，变传统 机械式抽油为现代智能化采油，克服了游梁式抽油机存在运 行效率低（仅30%），能耗高，机械系统笨重，不易调整，冲 程小，适用范围小，不能自动调节和自动巡检，存在自动化、 智能化程度低的缺点。 产品构成及功能特点 ●系统构成简单，无减速机：主机采用专为抽油机设计 的低转速、大扭矩永磁同步曳引机驱动，无齿轮减速 箱部件，无机械磨损，与传统机型相比，效率提高25%。 ●拖动系统智能、节能：采用永磁同步曳引机与高性能 矢量变频器驱动，动力匹配优良，系统依据当时的油 井工况条件，自动调节输出力矩大小，始终处于最佳 运行状态。 ●长冲程，低冲次：长冲程使泵充满系数高，系统效率 高；低冲次可有效降低井下设备的疲劳和磨损，延长 油井免修周期，维护成本低。 ●皮带传动，运行平稳：大负荷长寿命曳引皮带传递动 力,其弹性缓冲可减小换向冲击，使井下设备运行平 稳。 ●重力平衡，调整方便：通过组合减速传动使抽油机的 动力源和终端负载作换向运动，抽油杆和配重形成了 天平式的平衡，相互不断地交换储存和释放势能的过 程，实现了运行时的平衡，使机械效率达到95%以上，无功损耗接近于零，与常规抽油机相比节能效果达到30~50%。 ●优选配件，可靠性高：采用特种轴承、特制皮带，选用军品级电器元件，确保整机的高 可靠性；设有完善的润滑系统、可靠的刹车、安全制动系统以及IP54等级的曳引机，使机器无需频繁维修保养。 ●安全系数高：电磁抱闸系统制动力强确保传动系统安全可靠；配重箱采用柔性导轨，限 速器安全钳制动系统防止光杆断裂；整机运动部件配置护罩、护栏，操作维修安全便捷。 ●以人为本，操作方便：采用简练机身，最大限度的利用空间位置，突破了常规抽油机最 大冲程和最低冲次的局限，维护方便。塔架整机运输、安装方便；曳引机启停方便，功能扩展空间大，抽油机装卸载、调防冲距、上提下挂等不用辅助设备即可完成。导向轮亦可以利用提升机构让位，方便修井作业车吊修井。 ●控制系统智能化程度高：系统由集成的进口变频器、PLC 及显示屏构成，其特点是可靠 性高、易扩展、免维护，显示屏通过RJ45 和RS422分别和变频器及PLC 通讯，PLC 带RS485 通讯模块，方便与其他设备连接。方便实现抽油机的多参数调节，长冲程 （0.5~8m）、变冲次（0~5次），油杆上下运行速度及加速度均可单独任意设定，自动控制（预先设置）无级变速，设备具备智能化的要求。可以实现大泵提液及小泵深抽。