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1、6 型单滚筒超长冲程抽油机-毕业论文6 型单滚筒式超长冲程抽油机设计与分析摘 要为了更好的实现抽油机长冲程采油的目的在满足油田采油工艺要求的前提下设计了 6 型单滚筒式超长冲程抽油机该抽油机的动力系统采用 KCT 系列变频调速电动机省去了正反转电动机软起动器关键词 6 型单滚筒碳纤维杆超长冲程抽油机Design and analysis of 6 type solitary Roller exceed Long-Stroke Pumping UnitAbstractTo better achive long-stroke pumping unit with the purpose of mee
2、ting the requirements of oil field technology the unit uses KCT family transduce varying speed motor which can be achieved in the frequency of positive and negative without soft-starter motor positive controlto then have the stability improvementAnd the unit using the principle of detailed balance o
3、f gravitational potential energy the balance effect compares the conventional unit to have the distinct improvement Its sucker rod uses carbon fiber continual sucker rod which tensile strength is highthe density is small The apply of the sucker rod increased productionas well as reduce weightbut the
4、 carbon fiber continual sucker rod can not be pressured 6 type Solitary Roller Exceed Long-Stroke Pumping Unit compare the common pumping unit have the longer strokethe load are bigger are suitable for the mining heavy crude oil and the deep well extraction benefit the Solitary Roller Exceed Long-St
5、roke Pumping Unit are also suitable for old oil well with high water content to slow down the produce decrease rateextract heavy crude oil low permeable sublayer oil wells hardly moved reservesalso for machine extract draw well and ultradeep well in desert the family pumping unit will be able to cau
6、se many oil fields of our country to reduce the energy consumption and increase crude oil output So it is very importantKey wordsType6Solitary rollerExceed longer-strokePumping unitCarbon fiber pole目录1 绪论 111 国内外抽油机的发展历史 112 长冲程抽油机的分类 113 长冲程抽油机的优点 2131 长冲程抽油机的优点 2132 主要用途 414 长冲程抽油机的现状及未来的发展方向 5141
7、 国内长冲程抽油机的现状与发展趋势 5142 国外长冲程抽油机的现状与发展趋势 6143 长冲程抽油机技术发展方向 72 平衡能量计算及平衡装置的设计 921 平衡能量的计算 9211 原始数据 9212 井深计算 9213 电动机上下冲程时功率计算 1122 平衡重计算及平衡装置的设计 123 油机起升装置电动机的选择 1431 电动机的选择 14311 起升功率的计算 14312 传动装置的总功率 14313 确定电动机转速 1532 传动参数的计算 16321 计算总传动比 16322 分配减速器的各级传动比 174 传动装置的设计 2041 带传动的设计 20411 确定计算功率 20
8、412 选取 V 带的带型 20413 验算 V 带的速度 20414 确定 V 带基准长度 L1 和中心距 a 20415 带轮包角 21416 V 带跟数设计 2142 带轮的设计 21421 作用在带轮轴上的压力 22422 作用在轴上的压力 22423 带轮宽度 2243 高速级齿轮传动设计及校核 22431 选定齿轮类型精度等级材料及齿数 22432 按齿面接触强度设计 22433 按齿根弯曲强度设计 24434 几何尺寸计算 2544 低速级齿轮传动设计及校核 25441 选定齿轮类型精度等级材料及齿数 26442 按齿面接触强度设计 26443 按齿根弯曲强度设计 27444 几
9、何尺寸计算 2945 轴的设计 29451 轴的设计及相关键的设计 29452 轴的设计及相关键的设计 30453 轴的设计及相关键的设计 30454 大滚筒轴的设计及相关键的设计 3146 轴的校核 32461 求低速级大齿轮上的力 32462 求轴上的载荷 32463 总弯距的计算 33464 画出合力矩弯矩图 34465 按弯距扭合成应力校核轴的强度 3447 机体的设计 3548 减速器轴承的设计 35481 轴承材料的选择 36482 轴轴轴轴轴承型号的选择 3649 减速器润滑系统的设计 36410 滚筒的设计 36411 支架的设计 365 碳纤维抽油杆性能特点及应用前景 376
10、 经济性评估 397 设计小结 40参考文献 411 绪论11 国内外抽油机的发展历史抽油机是构成三抽设备体系抽油机抽油杆抽油泵的主要组成部分在抽油机的驱动下通过抽油杆带动抽油泵上下往复运动实现无自喷能力抽油井机械采油抽油机的生产和使用由来已久迄今已有百年历史应用最早普及最广阔的属游梁式抽油机早在 120 年前就诞生了至今在世界各产油国中仍在大面积地广泛使用目前美国拥有 40 万台我国拥有 25 万台一百多年来游梁式抽油机结构和原理没有实质性变化机构简单可靠性高耐久性好使用维修保养方便是其力久不衰的根本原因但是随着许多油田逐渐进入开采的中后期油田含水不断上升动液面不断下降出现水淹甚至强水淹现象
11、而新油田的开采也有不断增加产层深度的趋势这就使机采井下泵深度不断增加为保证油井产量需要加大抽油机的悬点载荷从而导致抽油杆弹性变形加著造成严重的冲程损失补偿方法则依赖于加大抽油机的冲程长度和悬点载荷对于高含水油井及抽油井高油气水井多蜡井以及深抽井的开采亦需要加大抽油机的冲程长度和悬点载荷 10 年以来各种形式的无游梁长冲程抽油机不断投入生产使有杆抽油技术有了突破性进展目前国内外至少有15 家公司制造无游梁式长冲程抽油机产品多大 50 多种最大功率达到 225 马力最大悬点载荷大 227 吨最大冲程长度大 244 米我国抽油机发展已有 30 多年的历史 50 年代以进口为主修配为辅主要是苏联 CK
12、H 常规型游梁式抽油机 60 年代至 70 年代在仿制苏联的基础上制造常规型的游梁式抽油机 1975 年以后制订并完善了国产抽油机技术标准 80 年代抽油机实现了全部国产化不仅满足自给而且有部分出口在此期间我国抽油机技术有了飞跃发展瞄准世界最先进水平等效或部分采用美国 API 标准并引进美国拉夫金公司先进技术兰州石油化工机器厂宝鸡石油机械厂兰州通用机械厂江汉石油总机厂石油部第二机械厂第三机械厂第四机械厂先后获得 API 加工会标使用许可从而使国产抽油机跻身世界先进行列打入国际市场目前国内抽油机生产上家多大 20 多家前置型和偏置型游梁式抽油机亦有较大发展研制中的还有绳索滑轮式旋转驴头式大轮式等
13、新型游梁式长冲程抽油机与此同时无梁式抽油机发展十分迅速 1965 年诞生了链条抽油机 1984 年有试制出滑轮增距式抽油机研制中的还有链条增程式长冲程抽油机摆轮增程式长冲程抽油机齿轮增程式长冲程抽油机等12 长冲程抽油机的分类纵观国外各种长冲程抽油机大致可分为增人冲程游梁抽油机增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机砚种类型增大冲程游梁抽油机Kincaid 冲程倍增抽油机英国增大冲程游梁抽油机原苏联增大冲程游梁抽油机美国 Lufkin 公司游头抽油机等2 增大冲程无游梁抽油机利用各种机构或元件的运动特性和工作原理增人无游梁抽油机的冲程长度称为增大冲程无游梁抽油机例如美国 Lowjack 低矮型
14、增大冲程无游梁抽油机等3 长冲程无游梁抽油机长冲程无游梁抽油机的特点是没有游梁不采用曲柄连杆机构换向也不采用增大冲程机构利用抽油机本身机构运动特性实现长冲程抽油也称为超长冲程无游梁抽油机该抽油机有立式和卧式两种结构型式 立式长冲程无游梁抽油机抽油机所有设备均置地面上一般为机架立式结构型式占地面积较小但占用空间高度较大例如美国 ROTAFLEX 长冲程低冲次抽油机法国 Mape 长冲程无游梁抽油机 Dynovation 公司长冲程无游梁从式井抽油机等 卧式长冲程无游梁抽油机 抽油机主要设备置于地面上平衡装置于地下套管之中一般为卧式结构型式占地面积和占用空间高度较小例如美国Western Gear
15、 Co 长冲程无游梁液压抽油机美国 National Supply Co 长冲程无游梁链条传动抽油机等13 长冲程抽油机的优点 131 长冲程抽油机的优点随着油田逐渐进入开发中后期油井含水比例不断上升动液面不断下降油井出现水淹甚至强水淹现象新区开发也有不断增大产曾深度的趋势使机采油井的泵挂深度不断增加为保证油井产量则需加大抽油机的悬点载荷从而导致抽油机弹性变形加重造成严重的冲程损失补偿的方法侧依赖于加大抽油机的冲程长度对于高含水井抽油井深油井等更需要加大抽油机的悬点载荷和冲程长度游梁式抽油机尤其是常规型抽油机难以实现长冲程和大载荷因此各种型式的无游梁式抽油机相继问世使有杆式机械采油技术有了突破
16、性进展各种长冲程抽油机的抽油实践表明具有以下七个主要优点现分列如下1 提高采油效率增加石油产量采用长冲程抽油方式抽油泵柱塞的实际冲程长度减少的比率较小提高了抽油泵的排量系数和充满系数有利于提高采油效率增加石油产髦降低采油成本据报导采用钢质抽油杆抽油时由于油骨和抽油杆之问的弹性伸缩作用结果对抽油泵的实际冲程和泵效有较大的影响在一般下泵深度范围内两者相差 0815m 在最深时可达 l321m 二如果冲程长度较小冲程损失比例更人抽油泵的泵效更低如果改用长冲程抽油方式可以提高抽油机的冲程利用率例如冲程长度从33m 增加到 5m 时平均冲程利用率可以增加 119 在最深时可以增加 175 所以采用长冲程抽油方式抽油泵柱塞的实际冲程长度减少的比率较小增加抽油泵的泵效提高石油产量另据报导采用长冲程抽油方式提高抽油泵的泵效达到 1025 提高石油产量105
