本科毕业设计(中北大学)

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1、毕业论文游梁式抽油机机械系统优化设计学生姓名：学号：学院：机械制造及其自动化专业：指导教师：2012年6月24游梁式抽油机机械系统优化设计摘要：本文结合所在单位实际情况，着重阐述了国内外现役抽油机存在的主要问题，并对系统效率低、耗能大进行分析同时提出针对游梁式抽油机的优化设计。ⅠⅠ关键词：抽油机，游梁式抽油机，存在问题，优化设计24目录1.引言………………………………………………………………………………11.1国、内外研究现状及发展趋势………………………………………………11.2本课题研究的主要内容………………………………………………………32

2、.游梁式抽油机优化设计…………………………………………………………42.1.游梁式抽油机的工作原理……………………………………………………42.2.现有游梁式抽油机存在的主要问题…………………………………………52.3.优化设计简介…………………………………………………………………62.4.对抽油机主体参数设计的要求………………………………………………72.5.优化设计目标函数……………………………………………………………122.6.10型抽油机优化设计数学模型………………………………………………122.6.1.设计变量………………………………

3、……………………………………132.6.2.目标函数……………………………………………………………………142.6.3.约束条件……………………………………………………………………192.7优化结果分析…………………………………………………………………203.结论………………………………………………………………………………22参考文献……………………………………………………………………………23Ⅱ致谢…………………………………………………………………………………24Ⅱ241.引言1.1.国、内外研究现状及发展趋势抽油机是将石油从地下开采到地上的

4、采油设备，它的产生和使用由来已久，已有百年历史。其中应用最早、普及最广的是游梁式抽油机，早在130年前就诞生了。常规游梁式抽油机具有结构简单、容易制造、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，在今后相当长的一段时间内仍是油田首选的采油设备。但是由于常规游梁式抽油机本身的结构特征，决定了其具有平衡效果差，曲柄轴净扭矩波动大，存在负扭矩、工作效率低和能耗大等缺点。随着油田的发展，有杆抽油技术取得了突破性的进展，尤其是近十几年来，科学工作者不断的开展对新型节能抽油机的研究，在理论和实践上均取得了很大的进展。越

5、来越多的新型抽油机相继研制成功，对油田的发展做出了贡献。目前在用的有杆式抽油机主要分为以下几类：目前，抽油机的发展趋势主要有以下几个方面。241）朝着大型化方向发展随着世界油气资源的不断开发，开采油层深度逐年增加，石油含水量也不断增加，采用大泵提液采油工艺和开采稠油等都要求使用大型抽油机。因此，国外近几年来出现了许多大载荷的抽油机，例如前置式气平衡抽油机最大载荷213，气囊平衡抽油机最大载荷227。随着生产的需要，将来还会有更大载荷的抽油机出现。2）朝着低能耗方向发展为了减少能耗，提高经济效益，近年来国、内外有关专家研制了许多节能型抽油机，如异

6、相型抽油机、双驴头抽油机、摆杆抽油机、渐开线抽油机、磨擦换向抽油机等。3）朝着高适应性方向发展抽油机应具备较高的适应性，以便拓宽其使用范围，例如适应各种自然地理和地质构造条件抽油的需要；适应各种成分石油抽汲的需要；适应各种类型油井抽汲的需要；适应深井抽汲的需要；适应长冲程的需要；适应节电的需要；适应无电源和间歇抽汲的需要；适应优化抽油的需要等。4）朝着长冲程无游梁抽油机方向发展近年来，国内、外研制并应用了多种类型的长冲程抽油机，其中包括增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机。5）朝着自动化和智能化方向发展2420世纪90年

7、代以来，以华北石油第一机械厂和新疆第三机床厂为代表的抽油机生产厂家，率先应用游梁变矩平衡原理，在传统的常规游梁式抽油机基础上进行了大胆的创新，研制成功了新一带的节能高效游梁式抽油机。实现了10型以上的大型抽油机有功节电30%，装机功率下降50%的目标，从而开创了游梁式抽油机节能的新时代。抽油机是石油行业的用电大户，其用电量约占油田总用电量的40%左右。由于抽油机负载一般呈周期性波动，空载和满载时负载相差很大，但是功率并没有什么差别，很多的电能浪费在空载的时候，所以常规抽油机负载率低，抽油机的系统效率也很低，据统计最高不超过30%，电能浪费严重。

8、随着油田的开发，抽油机的投入量日益增加，提高抽油机的效率，降低抽油机的能耗问题显得越来越突出，于是各式各样的新型抽油机便应运而生。目前国内、外已有近百