常规式游梁抽油机设计 - 副本分解

毕业设计常规游梁式抽油机设计引言：抽油机是石油开采中不可缺少的重要设备之一、游梁式抽油机作为抽油机的一种常见设计，已经在石油开采中得到广泛应用。

本文将对游梁式抽油机进行常规设计，从结构设计、工作原理、控制系统等方面进行详细阐述。

一、结构设计：游梁式抽油机的结构主要由主骨架、曲柄杆、游梁、连杆等组成。

主骨架是整个抽油机的主要支撑结构，承受着巨大的载荷。

曲柄杆通过曲轴与发动机相连接，通过往复运动驱动游梁实现抽油机的工作。

游梁由游梁杆和游梁头组成，游梁杆可以左右滑动，提供了抽油机的往复运动。

连杆连接着游梁和曲柄杆，使得游梁能够沿着曲柄杆方向运动。

二、工作原理：游梁式抽油机的工作原理基于连杆机构，将曲柄杆的旋转运动转变为游梁的往复运动。

曲柄杆与游梁通过连杆连接，当曲柄杆旋转时，连杆将转动力转移到游梁上。

由于游梁杆可以左右滑动，游梁在连杆驱动下完成了往复运动。

当游梁向上运动时，抽油杆与井下抽油泵相连，完成抽油工作。

当游梁向下运动时，抽油杆与井下抽油泵断开，准备进行下一次往复运动。

三、控制系统：常规游梁式抽油机的控制系统主要包括位置控制系统和液压系统。

位置控制系统通过传感器、控制器等实现对游梁位置的监测和控制，保证游梁的往复运动的准确性。

液压系统通过控制液压泵和液压缸等实现对游梁的驱动，控制游梁的上下运动。

在工作过程中，位置控制系统和液压系统紧密配合，以保证抽油机的正常工作。

四、优化设计：为了提高游梁式抽油机的效率和可靠性，可以进行优化设计。

首先，可以通过材料选择和结构设计来提高主骨架的强度和刚度，以承受更大的载荷。

其次，可以优化连杆的设计，减小摩擦损失，提高能量传递效率。

此外，还可以提高液压系统的控制精度和响应速度，以提高抽油机的工作效率。

结论：本文对游梁式抽油机进行了常规设计，并对其结构、工作原理和控制系统进行了详细阐述。

通过优化设计，可以进一步提高抽油机的效率和可靠性，促进石油开采工作的顺利进行。

这对于石油工业的发展具有重要意义，也为相关领域的研究提供了一定的参考。

常规游梁式抽油机设计抽油机是利用物理原理将水或其他液体从井底抽上来的装置，广泛应用于石油、石油化工和水处理等领域。

常见的抽油机类型有很多，其中梁式抽油机是一种常用的设计。

下面将介绍梁式抽油机的设计原理和构造。

梁式抽油机的设计可以分为三个部分：输液系统、驱动系统和支撑系统。

输液系统是梁式抽油机的核心部分，它负责将井底的液体抽到地面。

输液系统包括井口设备、抽油杆和泵。

井口设备通常包括井口阀、井口头和泵桥等设备，其作用是保证液体正常流入抽油杆和泵。

井口阀用于控制液流的通断，井口头用于连接抽油杆和泵。

抽油杆是将驱动力传递给泵的关键部件。

它由一根或多根连接在一起的钢管组成，常见的有六角形和圆形截面。

抽油杆通常由优质碳素钢制成，具有较高的强度和刚性。

电机是驱动系统的主要动力源，负责提供驱动力给减速器。

电机的选型要根据抽油机的功率和工作条件来确定。

减速器用于将电机的高速旋转转换为适合抽油机运行的低速旋转。

减速器通常采用齿轮传动的结构，能够提供较高的传动比和较大的扭矩输出。

连杆是将减速器的旋转运动转换为抽油杆的线性往复运动的关键部件。

它由一对连杆和一根活塞杆组成。

连杆和活塞杆要具有较高的强度和刚性，以确保传动的可靠性和稳定性。

支撑系统是梁式抽油机的支撑和定位装置，它负责固定抽油机的各个部件，并保持其稳定运行。

支撑系统包括井口支撑装置、牵引装置和平衡装置。

井口支撑装置用于支撑并固定抽油机的上部分，通常由一个支撑架和一个固定架组成。

支撑架用于支撑抽油杆和泵，固定架用于固定井口设备。

牵引装置用于将抽油杆与支撑架连接起来，并通过定位轮对其进行固定。

牵引装置具有较高的刚性和可靠性，以确保抽油机的稳定运行。

平衡装置用于平衡抽油机在运行过程中产生的力和扭矩，以减少对井口设备和支撑系统的冲击和磨损。

通过合理的设计和选型，梁式抽油机能够高效地将井底的液体抽上来，并保持稳定的运行。

在设计过程中，需要考虑井深、产液量、液体性质和工作环境等因素，并且要根据实际情况进行调整和改进，以提高抽油机的性能和可靠性。

常规游梁式抽油机优化设计摘要游梁式抽油机的优化设计必须充分考虑抽油机载荷的特殊性。

根据对所选择的各种目标函数优缺点的分析,提出了以有效扭矩作为目标函数,并通过约束条件对峰值扭矩及绝对值最大负扭矩进行限制的数学模型。

分析了按各种方案对冲程 4.2m10型抽油机进行计算的结果,指出该模型可使抽油机整体设计达到最佳状态本文建立了以有效净扭矩为目标函数的游梁式抽油机的优化模型，并采用Matlab对优化模型进行求解。

通过对冲程 4.2m10型抽油机优化实例并与国、内外对比结果表明，文中优化设计方案有效可行。

关键词抽油机；游梁式抽油机；优化设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

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常规游梁式抽油机系统机械部分分析2009年8月6日目录游梁式抽油机概述 (3)一、游梁式抽油机基本种类 (3)二、游梁式抽油机的工作原理 (4)三、常规游梁式抽油机 (7)常规游梁式抽油机的运动分析（下图为ppt演示文稿，请双击打开相关内容） (9)常规游梁式抽油机的悬点载荷计算 (9)一、抽油机悬点载荷简介 (9)二、悬点载荷计算 (11)常规游梁式抽油机减速器扭矩计算 (14)一、抽油机减速器扭矩计算 (14)二、抽油机扭矩特性参数 (17)常规游梁式抽油机性能分析 (19)负载特性对电机的影响 (20)抽油机电机的启动问题 (21)游梁式抽油机概述随着原油和油气的产出，贮存压力减小。

最终在某一点，贮存压力达到小的必需用人工举升的方式才可以产油。

游梁式抽油机,是一个借鉴了水井工业的理想应用。

自从1925年Trout 设计的油泵演变到现今的具有统治地位游梁是人工举升设备。

历经多年的发展和完善，主要是提高其可靠性和零件的设计方法上。

比如抽油杆材料从木头改变成玻璃钢和塑料加强型。

一、游梁式抽油机基本种类（1）传统型传统的曲柄配重型被广泛的接受和认可，是久经考验的油田“战士”。

支点前面是负载，后面是配重。

（2）前置配重型由于其独特的几何结构和配重特征，低转矩峰值和低动力需求。

运行特点是是快速的下冲程，慢速的上冲程。

减小重型负载上冲程的加速载荷。

降低峰值转矩延长油杆寿命。

（3）结构紧凑型紧凑结构的设计防便用于经常移动的工作方式或者城区的应用，很多部件在工厂已经完成安装。

（4）气压配重型应用压缩气体替代沉重的铸铁配重块并且可以更精确得控制配重。

大大的减轻了系统地重量，运输和安装费用明显降低。

气压配重独特的优点在于更大的增大冲程，而对于铸铁配重结构来说将是非常庞大难于实现。

（5）游梁配重型配重块安装在游梁的另一端，是一种适合浅井应用的经济型。

游梁式抽油机彩图（从左到右依次为（1）~（5））二、游梁式抽油机的工作原理游梁式抽油机是有杆抽油系统的地面驱动装置，它由动力机、减速器、机架和连杆机构等部分组成。

游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用第一篇：游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用课程设计课程游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用院系石油工程专业班级学生姓名学生学号指导教师****年**月**日游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用第1章前言1：1 设计的目的及意义油田开发是一项庞大而复杂的系统工程，必须编制油田开发总体建设方案—油田开发工作的指导性文件。

采油工程设计更是总体方案的重要组成部分和方案实施的核心，而游梁式抽油机的设计抽油装置系统设计更是采油课程设计的重中之重。

该课程为石油工程专业采油模块学生必修课，它是石油工程专业主干课《采油工程》的扩展和补充。

石油工程学生在学完专业基础课和专业课之后，为加深学生对采油工程深入了解，训练学生系统，全面和综合应用采油工程技术方法和设计能力，开设本课程。

目的是为了学生综合应用能力打下基础，培养学生毕业后能更快的适应和应用采油工程理论和技术方法解决采油工程问题。

有杆泵采油包括游梁式有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油两种方法。

其中游梁式有杆泵采油方法以结构简单、适应性强和寿命长等特点，成为目前最主要的采油方法。

抽油机是有杆泵抽油的主要地面设备，按是否有梁，可将其分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。

游梁式抽油机是通过游梁与曲柄连杆机构将曲柄的圆周运动转变为驴头的上、下摆动。

依据详探成果和必要的生产试验资料，在综合研究的基础上对具有工业价值的油田，按石油市场的需求，从油田的实际情况和生产规律出发，提高最终采收率。

近些年来，为了满足采油工艺对长冲程、低冲次抽油机的需要，国内近年来研制出多种新型游梁式与无游梁式长冲程、低冲次、节能抽油机。

游梁式抽油机的设计受到了抽油机设计工作者的重视，并取得了明显的经济效益，游梁式抽油机的最基本特点是结构简单，制造容易，维修方便，特别是它可以长期在油田全天运转，使用可靠。

因此尽管它存在驴头悬点运动的加速度大，平衡效果差，效率低，在长冲程时体积较大和笨重的特点，但依旧是目前应用最广泛的抽油机。

摘要常规型抽油机，是机械采油设备中问世最早，应用最广泛，结构最简单的设备。

抽油机是石油工业中的一项重要组成部分，在抽油机驱动下，带动其他设备运转，实现油井的机械式开采。

主要分为游梁式和无梁式两大类。

游梁式抽油机主要由发动机、三角带、曲柄、连杆、横梁、游梁、驴头、悬绳器、支架、撬座、制动系统及平衡重组成。

随着时代的发展，对环保节能要求的不断提高，在理论与实践相结合的基础之上，目前国内外抽油机的总的发展趋势是向着超大载荷，长冲程，低冲次，精确平衡，自动化，智能化，节能化，高适应性，无游梁长冲程方向发展。

本设计主要根据抽油机的四杆机构（曲柄——连杆——横梁——游梁）的工作原理。

本文介绍了常规抽油机工作原理与节能原理，以及设计过程中对抽油机运动学和动力学分析与计算，阐述了这种设备的运动规律。

游梁式抽油机驴头的悬点载荷标志抽油机的工作能力的重要参数之一，而看它是否节能，其技术指标是抽油机的电动机实耗功率的大小及减速器的工作状态。

本设计全面概述了常规性抽油机的发展概况，抽油机的优化设计及其节能原理。

另外，设计者对抽油机得几何参数，运动参数，动力学参数进行了全面的分析计算。

此外，本设计不仅采用了计算机编程来计算抽油机的运动和动力学参数，而且采用了Auto CAD绘图软件，并附有中英文对照资料。

关键词：常规型抽油机；悬点载荷；结构；设计计算AbstractConwentional beam-pumping unit to take out the oil machine,publishing in the machine oil extraction equapments at the earliest stage,applied extensive,the most simple equipments in structure.Pumping unit is an important component in the petroleum industry, driving by the pumping units，and the other equipments are running in order to achieve the mechanized exploitation of the oil well. It is mainly classified beam and non- beam two categories. Beam style pumping unit mainly consists of the engine, triangle belt, crank, connecting rod, beam, beam, donkey head, hanging a rope device, cradles, pry block, brake system and balance weight. With the development of the ages, the requirements of energy-saving and the consciousness of environmental protection enhancement, on the basis of the combining of the theory and practice, the current domestic and international pumping unit’s overall development trend is toward super-load, long stroke, low stroke times, precise balance, automatic, intelligent, energy- saving, high adaptability and non-beam long stroke direction. This design was mainly according to the principle of four-pole framework (crank -- connecting rod -- beam -- beam) of pumping unit’s.In this article ,working routine and power-saving technology of the conventional beam-pumping unit will be introduced, and during the designing procedure, the analysis of kinetic and dynamic to the pumping units express law of motion of this kind of equipment .The air load of beam style pumping unit is one of the important parameters, which is the first sign of the work capacity, and see it whether energy-saving, the technical indicators are the size of the electromotor consumption power and the work state of the pletely this design said the difference al mutually a development general situation that took out the oil machine excellent to turn the design and it economized on energy the principle .Moreover,designed to taking ou the oil machine get several parameter,sport parameter ,the dynamics parameter carried on the analytical calculation completely.In addition, not only computer programming to calculate the movement and dynamics parameters is used in the design, but also the application of the Auto CAD software, simultaneously with Chinese-English information.Key words: Conventional Pumping Unit,；Horsehead load,；Structural Characteristic,；Design Calculation目录第一章绪论 (1)1.1游梁式抽油机技术发展 (1)1.1.1我国抽油机的现状 (1)1.2常规性游梁式抽油机的工作原理及节能原理 (2)1.2.1工作原理 (2)1.2.2节能机理 (2)1.3节能型抽油机技术发展方向 (4)1.3.1智能控制是采油设备发展的方向 (4)1.3.2基础材料的研究应用即将造就一个立式抽油机时代 (5)1.3.3采油设备向通用化和个性化发展 (5)1.3.4采油设备向艺术性发展 (5)1.4游梁式抽油机优化设计数学模型的研究 (5)第二章计算部分 (7)2.1设计原始数据 (7)2.2结构组成 (7)2.3主要参数 (8)2.4建立动力模型示功图 (8)2.5运动学计算 (9)2.5.1常规游梁式抽油机几何关系计算式 (9)2.5.2光杆（悬点）加速度计算式 (10)2.5.3悬点载荷计算式 (10)2.5.4扭矩因数和光杆位置因数计算式 (10)2.5.5减速器净扭矩计算式 (10)2.5.6抽油机扭矩因数几几何计算 (11)2.6设计原始参数 (11)2.6.1参数 (11)2.6.2抽油机几何结构尺寸 (11)2.7运动学的运算 (12)第三章主要部件的设计计算 (14)3.1电动机的选择计算 (14)3.2计算传动比及减速器的选择 (14)3.2.1抽油机的总传动比 (14)3.2.2选减速器 (15)3.2.3带的传动比 (15)3.3传动装置的运动和动力参数的计算 (15)3.4带传动的设计 (16)第四章抽油机的各结构的强度校核 (19)4.1连杆的应力分析与强度校核 (19)4.2曲柄连接设计强度校核 (20)4.3游梁的应力分析及强度校核 (22)4.4游梁支承的强度校核 (25)4.5滚动轴承的选择和寿命计算 (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录一中文译文 (i)附录二外文资料原文 (v)常规游梁式抽油机设计第一章绪论1.1游梁式抽油机技术发展抽油机产生和使用由来已久，迄今已有百年的历史。

常规游梁式抽油机结构简述摘要：抽油机是油田有杆抽油系统的地面驱动设备，它是有杆抽油系统的地面动力传动设备，也是石油开采的主要设备，抽油机的种类主要有游梁式抽油机和无游梁式抽油机两大类。

其中游梁式抽油机的应用最为广泛，各个产油国仍然在大量使用。

游梁式抽油机具有结构简单，制造容易，可靠性高，操作维护方便，适应现场工况，使用寿命长并且一次性投资少等特点，在今后相当时间内仍然是油田首选的采油设备。

本文通过对常规游梁式抽油机结构进行剖析，使读者对抽油机结构更为了解。

关键词：有杆抽油系统游梁式抽油机减速器常规游梁式抽油机主要由以下部件组成：1、悬绳器2、吊绳3、驴头4、游梁5、游梁支撑6、支架总成7、曲柄总成8、尾轴承总成9、横梁总成10、连杆装置11、减速器12、底座总成13、护栏14、刹车装置一、整机常规游梁式抽油机，动力由电动机通过皮带传动到减速器，然后由减速器输出轴驱动曲柄、连杆、游梁、驴头，带动悬绳器做上下往复运动，实现对原油的抽汲。

整机主要由驴头总成、悬绳器总成、游梁总成、中轴总成、支架总成、横梁总成、连杆总成、曲柄总成、刹车总成、底座总成、电机装置等部件组成。

二、游梁总成游梁总成由型钢和钢板组焊而成，游梁前端通过驴头连接销将游梁连接板与驴头连接板装配固定，后端与尾轴承座相连接，中间与游梁支座总成中的中央轴承座相连接。

安装在支架顶面调位板上的4个调节螺栓，可以对游梁进行位置进行微调，以使驴头悬点对准井口中心，防止由于驴头的偏心引起抽油杆的磨损或其它损坏。

三、中轴总成游梁支座总成由轴、轴承座、螺栓、轴承、油封、油杯等组成。

中轴总成通过轴与支架支座装配连接，并与游梁通过螺栓连接。

四、支架总成支架总成是由前架、后撑、护栏和支座等组成，前架和后撑是由型钢组焊并装配而成的塔型结构。

前架上装有梯子。

支架通过支架支座和游梁支座总成与游梁装配连接，底部连接板通过螺栓与抽油机底座装配连接。

五、横梁、连杆总成横梁由型钢、钢板焊成的Ⅰ形截面梁，通过其轴承座装于游梁尾部，其两端与连杆相连。

目录任务书第1章概述1.1抽油机类型、特点、应用等陈述1.2抽油机存在的问题1.3抽油机的发展方向第2章常规游梁式抽油机传动方案计2.1简述系统的组成工作原理等2.2 绘制系统的机构（运动）简图第3章曲柄摇杆机构设计3.1 设计参数分析与确定·（的有示意图）3.2 按K设计曲柄摇杆机构3.3 曲柄摇杆机构优化设计分析3.3.1满足有曲柄条件？3.3.2满足传动角条件？（结合图分析）3.3.3满足a最小吗？3.4结论和机构运动简图第4章常规游梁式抽油机传动系统运动和动力参数分析计算4.1 传动比分配和电动机选择4.2 各轴转速计算4.3各轴功率计算4.4各轴扭矩计算第5章齿轮减速器设计计算5.1 高速级齿轮传动设计计算运动和动力参数的确定计算过程5.2 低速级齿轮传动设计计算运动和动力参数的确定计算过程5.3结论及运动简图第6章带传动设计计算6.1 带链传动的方案比较6.2 带传动设计计算运动和动力参数的确定计算过程（参见例题）6.3结论及运动简图第7章轴系部件设计计算7.1 各轴初算轴径7.2 轴的结构设计内容包括：选择轴承、轴承配置、轴上零件定位、固定等。

最后要有设计结果：图7.3滚动轴承寿命验算7.4轴的强度和刚度验算第8章连接件的选择和计算8.1 齿轮连接平键的选择与计算3根轴8.2 带轮连接平键的选择与计算大小带轮8.3螺纹连接件的选择轴承座孔旁、箱盖与箱座、地脚等第9章设计结论汇总已知条件：结论：曲柄摇杆机构各杆长、齿轮减速器参数（输入输出扭矩、传动比、齿轮齿数、中心距）、带传动参数（带根数、大小带轮直径、传动比）总结参考书目东北石油大学工程训练任务书课程机械设计基础题目常规游梁式抽油机传动系统设计专业装备01 姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等一、设计的目的1、综合利用所学的知识，培养解决生产实际问题的能力。

2、掌握一般的机械传动系统设计方法和步骤。

3、掌握基本机构一般的设计方法和步骤。