本研究以玉門油田機(jī)械廠某型超長沖程抽油機(jī)為研究對象,對各主要承載部件及整機(jī)受力合理性進(jìn)行了分析,并通過有限元軟件對其靜動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真,主要內(nèi)容有:首先,建立了整機(jī)的動(dòng)力學(xué)方程組以及鋼絲繩的動(dòng)態(tài)懸點(diǎn)載荷方程,通過數(shù)學(xué)計(jì)算得到研究型號抽油機(jī)所在井況下的懸點(diǎn)載荷,并驗(yàn)證了該型號抽油機(jī)在對應(yīng)井況上安全工作的可靠性。其次,建立抽油機(jī)塔架模型,其在最大工作載荷下受正向風(fēng)、側(cè)向風(fēng)時(shí)的變形及應(yīng)力強(qiáng)度都滿足安全工作要求。確保抽油機(jī)安全運(yùn)行情況下,此型號超長沖程抽油機(jī)還可增加100根抽油桿,下泵深度增加800米。之后,對抽油機(jī)塔架進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析,得到抽油機(jī)塔架前十階固有頻率振型以及動(dòng)態(tài)載荷下塔架的位移情況;建立鋼絲繩三維模型,計(jì)算得到最大懸點(diǎn)載荷下,所選型號鋼絲繩鋼芯的等效應(yīng)力小于材料抗拉強(qiáng)度,且鋼絲繩的最大疲勞壽命循環(huán)次數(shù)為1 10⁶次;建立天輪支撐機(jī)構(gòu)三維模型,數(shù)學(xué)分析和仿真結(jié)果表明,最大載荷條件下其疲勞強(qiáng)度滿足使用要求。支撐機(jī)構(gòu)的各階固有頻率較大,且主要發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng);建立支撐軸和軸承的三維模型,在最大懸點(diǎn)載荷下支撐軸強(qiáng)度滿足安全設(shè)計(jì)要求。軸承6-9階固有頻率與抽油機(jī)塔架、天... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

豎游梁長沖程抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖

西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文2繁多，且主要都是朝著降低產(chǎn)品成本、提高采收效率的方向努力和發(fā)展[1-2]。長沖程抽油機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、能耗低，適應(yīng)性強(qiáng)，同時(shí)較長的沖程有利于開采粘度大的原油。1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)對長沖程抽油機(jī)的研究起步遲，為了改善抽油機(jī)結(jié)構(gòu)、提高采收效率，且由于國外設(shè)備的引進(jìn)，國內(nèi)逐漸開始了對長沖程抽油機(jī)的研究。近幾年，我國新型抽油機(jī)發(fā)展較快，其中長沖程抽油機(jī)較多，并且在抽油實(shí)際中取得比較好的成效。雖然我國對長沖程抽油機(jī)的研究發(fā)展較好，但大部分都是基于傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，在此列舉出兩種國內(nèi)長沖程抽油機(jī)實(shí)例。1）雙游梁式長沖程抽油機(jī)圖1-1雙游梁式長沖程抽油機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖雙游梁式長沖程抽油機(jī)，如圖1-1所示。其主要由抽油機(jī)主體、固定機(jī)架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和平衡裝置組成，兩桿三幅桿組是其最大特點(diǎn)。正是由于此二級桿組，才使得游梁的擺角變大，同時(shí)改善整機(jī)的運(yùn)動(dòng)性能；由于有兩個(gè)工作游梁，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，增加了生產(chǎn)、安裝和維護(hù)的難度。2）豎游梁塔式長沖程抽油機(jī)豎游梁塔式長沖程抽油機(jī)，如圖1-2所示。此類抽油機(jī)將游梁進(jìn)行豎置，能夠有效減少抽油機(jī)的占地面積，同時(shí)其沖程也可達(dá)8m以上，但是由于其采用了鋼絲傳動(dòng)，因此抽油機(jī)的壽命將會(huì)受到鋼絲質(zhì)量和纏繞方式的影響，整體穩(wěn)定性還有待提高。圖1-2豎游梁長沖程抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖

第一章緒論33）無游梁式長沖程抽油機(jī)（1）鏈?zhǔn)介L沖程抽油機(jī)，如圖1-3所示。改變了傳統(tǒng)抽油機(jī)的傳動(dòng)方式，采用軌跡鏈條傳動(dòng)。與傳統(tǒng)游梁抽油機(jī)相比其運(yùn)動(dòng)特性更好、能耗更低、工作效率更高。但是其鏈條容易斷裂、且平衡組件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。圖1-3鏈?zhǔn)介L沖程抽油機(jī)圖1-4皮帶式長沖程抽油機(jī)（2）皮帶式長沖程抽油機(jī)，如圖1-4所示。優(yōu)點(diǎn)是可不停機(jī)進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，扭矩孝沖程損失孝結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：皮帶易磨損、寬帶傳動(dòng)風(fēng)阻大且能耗較大。1.2.2國外研究現(xiàn)狀國外對長沖程抽油機(jī)的研究較早，目前存在的種類很多，主要有增大沖程游梁抽油機(jī)，其主要是在傳統(tǒng)抽油機(jī)上增加了增大沖程機(jī)構(gòu)；增大沖程無游梁抽油機(jī)是通過巧妙的利用各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性來增加沖程；長沖程無游梁抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)與游梁抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)差別更大，利用抽油機(jī)自身運(yùn)動(dòng)特性增加沖程，其也是未來長沖程抽油機(jī)的主要發(fā)展方向[3-5]。下面介紹三種國外長沖程抽油機(jī)的主要類型。1）增大沖程游梁抽油機(jī)增大沖程游梁抽油機(jī)雖然在原有游梁抽油機(jī)的基礎(chǔ)上增大了沖程長度，但其采油效率改善不明顯。同時(shí)由于使用增大沖程機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，成本更高。2）增大沖程無游梁抽油機(jī)通過合理、巧妙的運(yùn)用各個(gè)部件的工作原理來增大沖程長度的抽油機(jī)，即為增大沖程無游梁抽油機(jī)。例如，美國Lowjack無游梁抽油機(jī)，其就是利用雙連桿機(jī)構(gòu)增加抽油機(jī)沖程，并使用類似于石油鉆機(jī)起重機(jī)和行進(jìn)類型的復(fù)合滑輪系統(tǒng)來增加抽油量。其結(jié)構(gòu)比增大沖程游梁抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，能耗更低。3）長沖程無游梁抽油機(jī)長沖程無游梁抽油機(jī)完全改變了傳統(tǒng)抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，其目的是利用各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)


本文編號：3401060