【53页】【毕业设计】API偏置抽油机毕业设计说明书.doc文档高清免费浏览

但从原油的发展趋势来看，采用机械采油法，特别是使用抽油法的井数和产量都在增加，在些老油井，几乎全用抽油法采油。

用抽油法开采，国内外应用最广泛的抽油设备是游梁式抽油机或称作有杆抽油设备。

美国石油协会抽油机规范中游梁式抽油机的种类有四种，它们分别是常规型抽油机异相曲柄平衡抽油机前置式气平衡抽油机前置式曲柄平衡抽油机。

它的结构简单制造容易维修方便。

游梁式抽油机有以下几部分组成电动机减速箱四连杆机构。

电动机通过三角皮带传动带动减速箱。

减速后，由四连杆机构曲柄连杆游梁横梁把减速箱的输出轴的旋转运动变为游梁驴头的往复运动。

抽油机在油田的开采作业中具有不可替代的作用，是构成三抽即抽油机抽油杆和抽油泵的部分。

抽油机的工作条件比较恶劣，全天候常年野外连续运转，而且绝大多数时间处于无人监护状态。

因此要求抽油机具有良好的可靠性耐久性同时还要具有性能领域宽调节范围大能源消耗低易损件少维护保养方便，对环境适应性强的特点。

近年来抽油机正在向低能耗长冲程高精度自动化和智能化方向发展。

特别是由于油井动液面的下降，长冲程低冲次的抽油机更是得到了推广与发展。

概述选题背景游梁式抽油机结构简单可靠性高使用维护方便适应现场工况等优点在采油机械中，具有举足轻重的地位。

在今后相当长的时间内仍将是油田的首选设备但是由于常规型抽油机机本身的结构特征。

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。

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，为油田电耗的第位，仅次于注水。

自从年第台异相曲柄平衡游梁抽油机简称异相机应用以来，国内各大油田开始重视抽油机的节能工作。

研究目的及其意义常规型抽油机受到四杆机构的限制，游梁摆角不能过大，导致整机质量偏重，体积偏大。

偏置式游梁抽油机是在常规型抽油机的基础上经过优化四连杆机构的几何尺寸，优化了平衡重的夹角，改变了平衡重的相位角而产生的种新型的抽油机。

通过平衡重在曲柄轴上产生的扭矩与悬点负载在曲柄轴上产生的扭矩相平衡，使抽油机运转时峰值扭矩和峰值电流都有较大幅度的降低，从而达到节能的目的。

国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向游梁式抽油机的产生和使用由来已久，早在年前就诞生了，目前，世界各个产油国仍在大面积的广泛应用。

美国拥有万台，前苏联拥有万台，我国拥有万台，仅大庆油田，在用的游梁式抽油机就有万余台。

百多年来，游梁式抽油机的结构和原理没有实质性变化。

结构简单，易损件少，可靠性高，耐久性好，操作维修方便，这些优点是游梁式抽油机历经百年而经久不衰的原因。

美国生产游梁式抽油机的公司有十几家，品种复杂，型式繁多，其中技术先进实力雄厚的公司为权威。

前置式抽油机主要由公司生产，该公司生产的马克型前置式抽油机共有八个系列个品种。

马克型前置式抽油机上冲程曲柄转角度，下冲程为度，从而降低扭矩峰值。

该机上冲程开始比油井负荷扭矩滞后度，下冲程开始扭矩比油井负荷提前度，从而提高平衡效果，该机较同级常规型抽油机节能。

此外，公司还生产前置式气平衡抽油机，该机比同级常规抽油机外形尺寸小，整机重量轻，共有种规格。

工公偏置抽油机的设计第页共页司生产偏置式抽油机，偏置式抽油机又称异向曲柄抽油机，或称后置式抽油机，或称托马斯特抽油机，简称抽油机。

这种抽油机的技术经济指标优越，深受用户欢迎。

该机特点在于连杆与游梁之间夹角始终为度，曲柄转角上冲程为度，下冲程为度，惯性负荷小，峰值扭矩小，比同级常规抽油机小，该机游梁支架与减速器底座直接连接，改善了整体受力。

加拿大主要生产抽油机的厂商是雷姆斯有限公司，该公司主要生产常规式前置式偏置式游梁抽油机。

前苏联游梁式抽油机共有个系列种型号，平衡方式全部采用复合平衡或曲柄平衡，重型采用气动平衡。

为缩小尺寸，近年来将曲柄半径与驴头摆动半径比从增大到。

我国的抽油机制造业已有多年的历史，经过了进口修配，仿制试制，设计研制三个阶段。

年开始自行设计，研究制造国产抽油机，逐步实现国产化，不仅自给自足，而且还部分出口。

兰石厂是我国生产抽油机的主要厂家，按国内技术生产的常规游梁式抽油机共种规格，兰石厂和宝石厂是我国生产前置式抽油机批量最大的厂家，目前已生产该机万余台。

年兰石所研制成功前置式气动平衡抽油机，它是我国第台前置式气平衡抽油机，试验结果表明，该机比同级常规抽油机节能。

泵效提高。

同年与四要的承载构件有驴头游梁横梁曲柄连杆支架及底座，还有连接它们的轴承三大轴承及销螺栓等受力件。

在进行校核计算时，按照下列原则进行对于游梁和横梁，将进行强度计算对于轴承，进行静强度和寿命计算对于支架，进行稳定性计算对于悬点载荷光杆冲程及冲次所组成的不同工况而言，就以最大载荷最大冲程及最高冲次所组成的工况进行计算，如果不满足三个最大则按照依次递减的方法进行。

由于冲程长度决定抽油机的体积，故，在同样条件下，选择最大冲程长度的抽油机进行校核计算。

游梁的强度计算游梁的截面尺寸为，其上下翼板的厚度为，侧板厚度为，根据材料力学原理和游梁的受载情况，从而可以确定游梁中心截面的应力最大，考虑到垫板的作用，只对游梁的本体进行计算，这种计算是偏于安全的，另外，由于游梁的结构为方形，其柔度般不超过，故不作稳定性和疲劳计算。

游梁抗弯刚度为游梁所承受的最大弯矩为游梁的最大应力为满足规定的要求。

偏置抽油机的设计第页共页横梁的校核计算横梁体的结构的主要尺寸为总长为，两连杆销孔之间的距离为，螺栓孔的跨度为连杆主体材料为型钢，规格为，相应的抗弯刚度为，即。

根据横梁的工作特点，可将其简化为两端简支的纯弯梁计算模型，其中间受纯弯矩作用，这样，可选取相应的危险截面进行校核计算，即螺栓外孔处为最危险截面。

根据横梁的载荷谱及结构尺寸，横梁危险截面所受的最大弯矩为其最大弯曲应力为由于校核计算只考虑了横梁本体，还没有考虑加强板的作用，故，我们认为其强度是足够的。

同样，对于横梁结构不作稳定性计算和疲劳计算。

连杆的强度计算常规抽油机的连杆只受拉力，可将其简化为二力杆，般情况下，连杆上下接头的尺寸比连杆体大，强度也认为是足够的，因此，只须对连杆体强度进行计算即可。

本连杆体的尺寸为，其所受的最大拉力为连杆体的截面积为连杆的拉应力为由此可见连杆的强度满足使用要求支架轴承校核支架轴承作低速摆动，其摆动范围在之间变化，承受的是非稳定的周期变化载荷，最大值受力为，最小受力为，则有主要承载构件的校核计算由于该处安装了两付轴承，故，每付轴承的受力为查机械设计手册，单列短圆柱滚子轴承的基本性能参数为同时，由于，故有静强度校核根据其工作特点，取瞬时动载系数为，静安全系数，则有由此可见，支架轴承的静强度足够。

寿命计算查机械设计手册，轴承寿命的计算公式为根据此轴承的工作条件，取，，则有小时考虑到此轴承作低速摆动，如果折算成圆周运动，则其寿命可更长，故该轴承的寿命足够。

尾座轴承校核尾座轴承作低速摆动，其摆动范围在之间变化，承受的是非稳定的周期变化载荷，最大值受力为，最小受力为，这样，则偏置抽油机的设计第页共页有由于该处安装了付轴承，故，每付轴承的受力为查机械设计手册，双列调心滚子轴承的基本性能参数为同时，由于，故有静强度校核根据其工作特点，取瞬时动载系数为，静安全系数，则有由此可见，尾轴承的静强度足够。

寿命计算查机械设计手册，轴承寿命的计算公式为根据此轴承的工作条件，取，，则有小时考虑到此轴承作低速摆动，如果折算成圆周运动，则其寿命可以更长，故该轴承的寿命足够。

曲柄销轴承校核曲柄销轴承作低速转动，承受的是非稳定的周期变化载荷，最大值受力为，最小受力为，这样，则有主要承载构件的校核计算由于该处安装了两付轴承，故，每付轴承的受力为查机械设计手册，双列调心滚子轴承的基本性能参数为同时，由于，故有静强度校核根据其工作特点，取瞬时动载系数为，静安全系数，则有由此可见，尾轴承的静强度足够。

寿命计算查机械设计手册，轴承寿命的计算公式为根据此轴承的工作条件，取，，则有小时由此可见，该轴承的寿命足够。

总结第页共页总结本次设计是在郭老师的指导下，由自己完成。

为了完成这长达十六周的设计任务，我在图书馆和网上查阅了大量的资料。

由于此次设计所涉及的内容较多，并且这是本人第次做这样的设计，难免会出现些不妥之处。

本文介绍了偏置型游梁式抽油机的工作原理与节能原理，从中我们可以看出其有很好的节能效果。

但实际过程中可以看到设计的抽油机体积和质量过大，不利于运输和安装，同时增加了成本，而且平衡率也不是很高，尚需通过有限元分析对钢结构件进行应力分析设计同时对于设备可能发生的故障也没有深入的研究，对设备的应用不利，因此还有很多需要改进的方面。

在对抽油机具体参数的计算过程中，由于所得加速度的图线与实际不符，经过反复核查公式和与加速度有关的各个变量，经复修改，终于得到了正确的图线。

在对扭矩的计算中，最重要的是平衡扭矩值的确定，可根据净扭矩两个正峰值的大小来调试平衡扭矩值。

参考文献李金华，抽油机游梁优化计算，河南石油，年月，第四卷。

万邦烈，采油机械设计计算，第三版，石油工业出版社，年月，。

刘鸿文，材料力学上第三版，高等教育出版社，年月，。

濮良贵，纪名刚，机械设计第七版，高等教育出版社，年月，。

朱景梓，英汉机械工程手册，科