毕业论文：抽油机机械系统设计分析及结构设计

目前仍在国内外油田普遍使用。

常规机以其结构简单制造容易可靠性高耐久性好维修方便适应现场工况等优点，在采油机械中占有举足轻重的地位。

但是由于常规游梁式抽油机的结构特征，决定了它平衡效果差，曲柄净扭矩脉动大，存在负扭矩载荷率低工作效率低和能耗大等缺点。

它耗能高，操作调整难度大，很难保持最佳工作状态，早在年前石油界就呼唤新型抽油机替代它。

游梁式抽油机四连杆结构的运动方式，决定了它的平衡方式，不可能回收利用光杆下落的重力功，储存能量，解决机构运动跟踪平衡问题，所以负荷大能耗高，机械效率低。

在采油成本中，抽油机电费占左右，年耗电量占油田总耗电量的，为油田电耗的第二位，仅次于注水。

为实现节能减排，提高抽油机生产的经济性，本文提出了种新型曳引节能抽油机方案，该抽油机是由外转子稀土永磁同步电机井架装置旋转移动装置平衡装置电器控制柜防盗装置构成，该型抽油机删减了传统抽油机的减速箱曲柄连杆横梁游梁驴头等机构，利用外转子壳电机作为带轮直接带动柔性索带进行抽油，具有节能环保高效自动控制低成本等显著特点。

它的工作原理是利用低转速大力矩电机外转子的转动直接带动抽油杆采油，它的正反转是由变频器和可控硅按照预先人为设定的时间间隔自动控制的。

由于该项目抽油机删除了大量附属机构，因此，结构特别简单运输非常方便，机械效率特别高节电节约钢材降低制造成本，从而达到减小动力配置节约能源的目的。

新型曳引节能抽油机节能减排高效经济，特别适合长冲程低冲次油井稠油的采吸，能够显著提高生产的经济性。

国内外抽油机研究现状及发展趋势在油田上，最常见的就是抽油机，抽油机的结构是否可靠运行是否稳定操作是否方便都影响着油田采油的顺利进行。

如今，国内外的抽油机研究现状发展趋势是怎样的国内外抽油机研究现状目前，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。

全世界生产抽油设备的公司有多家，其中生产抽油机的公司有多家。

美国生产的抽油机品种最多，技术最先进，应用范围最广泛。

其中包括液压抽油机梅普长冲程抽油机柔性件传动抽油机等等。

我国抽油机制造业已经有多年历史，经过了进口修配仿制试制设计研制三个阶段。

年代以前以进口为主，修配为辅。

年代在仿制的基础上进行试制。

年制定国产抽油机的基本型式和参数，年制定了抽油机结构尺寸及技术条件，从此开始自行设计，研究制造国产抽油机，逐渐实现国产化，不仅满足自给，而且还部分出口。

目前，我国已经有兰州石油机械厂兰州通用石油机械厂宝鸡石油机械厂第二石油机械厂第三石油机械厂第四石油机械厂江汉石油机械厂抚顺石油机械厂大庆总机厂玉门总机厂大港总机厂等多家抽油机制造厂。

兰石兰通等石油机械厂先后获得商标使用许可证，抽油机出口美国，从而使抽油机打入国际市场，跻身于世界先进行列。

我国无游梁式抽油机研制起步较晚，但是近年来发展较快。

国内外抽油机发展趋势我国抽油机技术起步较晚，特别是近年来我国各主力油田要求的大负荷长冲程低冲次的抽油机的研究工作才刚刚开始。

为了满足油田的需要，各抽油机制造厂和科研部门纷纷进行节能型抽油机的研制工作，出现了大量的新型抽油机。

国外各大石油公司研究开发了各种新型抽油机，为更经济有效地开采石油做出了卓越贡献。

在新型抽油机中，长冲程抽油机品种最多，占有更大的比例，具有较好的抽油性能提高石油产量降低采油成本提高经济效益等优点。

根据技术发有可拆装的封口装置，使用是钢丝绳和光杆可以采用穿装的方法，也可采用从开口处放入的形式与悬绳器连接。

实际证明，开口悬绳器比较适合现场应用的特点，深受用户的欢迎。

种多功能悬绳器，由方卡子悬绳器卡盘毛辫子悬绳器下盘固定螺丝和液压千斤顶组成，其特征在于在悬绳器上盘和下盘之间设有角钢支撑在悬绳器下盘的光杆孔两边设有对称的垂直向上的两个液压千斤顶在液压千斤顶上部光杆上设有个方卡子，在悬绳器上盘光杆孔周侧设有个顶丝，在光杆孔的上部的光杆上设有个方卡子在悬绳器下盘铅坠孔侧设有铅坠固定螺丝。

该悬绳器可实现无冲击卸载和光杆双保险悬挂及防止毛辫子打扭，方便了管理。

多功能悬绳器与已有的技术相比有以下优点液压千斤顶的设置，可容易卸掉上面的方卡子载荷，可实现无冲击卸载，易装卸示功图测试仪。

下面方卡子的设置，防备上面方卡子处光杆断脱后，杠杆落井，旦断了，下面方卡子起作用，抽油机井照常生产，液压千斤顶起缓冲作用。

铅坠固定螺丝的设置，可预防，毛辫子上劲或破劲，防止毛辫子打扭。

在应用该多功能悬绳器时，如需测试时，用液压千斤顶顶住下面方卡子，上面方卡子卸载，在悬绳器上盘与方卡子之间卡上示功图测试仪即可。

如抽油机光杆在上面方卡子处断脱时，下面方卡子吃负荷，抽油机照成运转，当毛辫子在运行中上劲或破劲时，由铅坠固定螺丝和悬绳器上盘的顶丝阻止，不让其上劲打扭，角钢支撑的设置主要是给下面方卡子和液压千斤顶创造空间。

光杆卡具光杆卡具是用来夹紧光杆，把光杆载荷加到悬绳器上的传力装置。

应用时既要用它夹紧光杆以得到足够的摩擦力，又要求它不损伤光杆。

实际应用中有分夹具卡牙分离式的光杆卡具，即卡瓦式光杆卡具和夹具与卡牙体化的光杆卡具，即放卡子新型曳引节能抽油机经济性分析随着市场竞争的不断激烈，各种产品都在不断降低生产成本，石油行业对抽油机的要求也越来越高，最主要的是节能。

本次设计也考虑了原材料和成品的性价比等问题。

新型曳引节能抽油机首先在选材方面机架钢板和支撑连接等在保证了它们的性能要求后，选取了价格最便宜的钢板。

些不是很重要的连接采用了焊接技术，因为有些地方强度要求高，采用螺栓连接，螺栓数量多，且为保证螺栓直径不能太大情况下的强度，选取的材料价格昂贵，比如不锈钢螺栓等。

而各个轴由于其作用和重要性不同，采用了不同材料。

比如天轮轴悬，它的价格是钢的倍。

但是由于它在抽油机正常工作中起重要作用，而且其强度要求高，所以选用该材料，而不采用钢。

新型曳引节能抽油机可以显著降低采油的综合成本。

由于这种抽油机的结构简单，无复杂的能量传递和转换机构，能量衰减很小采用天平式平衡系统，耗电量大大减小应用永磁同步电机的能量转换原理，电能转换效率高，功率因数高。

此外由于该型抽油机取消了减速箱，因此初期投资较双驴头抽油机可降低万元左右，经济效益十分显著。

还可以大幅度降低冲数，显著降低泵和抽油杆的磨损，减少检泵次数，延长修井周期。

由于机架与井口的距离较远，修井时不必将整机后移，操作方便同时其运行维护费用也大幅度降低。

因此，直线电机抽油机的综合采油成本较低。

新型曳引节能抽油机较常规抽油机具有结构简单占地面积小冲程长智能控制操作方便等优点。

尤其适合地理环境比较恶劣的地区和对采油自动化程度要求较高的地区。

新型曳引节能抽油机已经在中原华北辽河胜利等油田推广应用。

以中原油田采油厂井和井口抽油井为例，进行应用效果分析。

井安装新型节能抽油机前，示功图显示严重供液不足，泵日产液量安装新型节能抽油机后，示功图明显变好，泵充满系数提高，泵效由提高到，提高了。

耗能方面井试验前常规游梁式抽油机电机功率，上行最大电流，耗电。

试验后电机功率，上行最大电流，电量计量，平均耗电为，节电，节电率。

截至，该井已累计生产，累计节电。

井试验前常规游梁式抽油机电机功率，上行最大电流，耗电。

试验后电机功率，上行最大电流，电量计量，平均耗电为，节电，节电率。

截至，该井已累计生产，累计节电。

大量试验表明，新型曳引节能抽油机无论是对有杆抽油泵的地面改造还是对井下电潜泵的改造，均有利于减小传动机构空间尺寸。

结论目前，常规式游梁抽油机仍然是油田生产的主要设备，但是运动不平衡能耗大，已经不满足油田生产需求。

因此，本文针对常规式游梁抽油机的运动不平衡耗能高，操作调整难度大，很难保持最佳工作状态等问题进行创新改造设计，针对油田生产情况设计了种新型曳引节能抽油机。

通过本文研究，可以得出以下结论对新型曳引节能抽油机进行了运动学和动力学分析，设计了新型无齿轮曳引式抽油机的机械结构，实现了无游梁低能耗长冲程低冲次，维修方便以及根据实际油田工况及时实现抽汲参数调整。

新型曳引节能抽油机结构简单，无复杂的能量转换，比般游梁式抽油机系统效率高，节能效果好运行平稳，且有保护和刹车装置，安全可靠，操作维修方便，是种很有发展潜力的机械采油装置。

由于设计者水平经验不足，在许多方面可能还欠缺考虑，如果进行批量生产，很多方面仍需改进。

如机架受力分析，悬点运动规律的优化设计等，可进步达到节能，提高经济效益的目的。

对新型曳引节能抽油机的主要零部件进行了设计与校核，并绘制了相应装配图和零件图。

本论文所采用的方案是根据现场实际情况提出的，因而具有定的针对性和实用性。

由于新型曳引节能抽油机的结构比较复杂，本次设计时间较短，加之由于作者能力有限，且经验不足，有许多地方没考虑周全，因此在此次设计中有很多的不足之处，这些都有待于在今后的研究中加以完善和改进。

恳请各位老师和同学多多批评指正，提出宝贵意见，参考文献邬亦炯游梁式抽油机曲柄轴扭矩计算公式剖析石油机械奕庆德常规型抽油机尺寸参数设计石油机械王常斌，陈涛平，王江，李庆红游梁式抽油机悬点运动参数的计算大庆石油学报张建军，李向齐，石慧宁游梁式抽油机设计计算北京石油工业出版社，张连山﹒我国无游梁长冲程抽油机的新水平﹒石油机械。

张晓玲，于海迎抽油机的节能技术及其发展趋势石油和化工节能李健，唐红﹒无游梁抽油机几个重要参数的计算﹒石油机械。

张连山﹒长冲程无游梁抽油机集锦与发展研究﹒钻采工艺。

张自学，兆文清，王钢国内外新型抽油机北京石油工业出版社，孙恒，陈作模机械原理北京高等教育出版社，纪名刚，濮良贵机械设计第八版北京高等教育出版社，万邦烈采油机械的设计计算北京石油工业出版社，甘永立几何量公差与检