节能式抽油机液压系统设计--本科毕业设计

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1、本科毕业设计（论文）开题报告课题名称：节能式抽油机液压系统设计学院：年级专业：学生姓名：指导教师：填写日期：年月日一、本课题的意义及国内外研究动态1.课题的意义自从石油制成品为动力的机器诞生以后，对石油的快速发展，给石油工业的崛起创造了条件。伴随着对石油开采量的增多，人们面对石油的开采问题，开凿出不同的油井。但大部分油井的石油是不能自流到地面。为此产生了解决油井生产举升的机器——抽油机[1]。抽油机是用于开采石油的设备[2]，在开采石油的过程中，电能的消耗量不小，大约占采油成本的三分之一左右，所以降低采油成本的一个重要途径就是降低耗电成本。当今我国的采油设备大多

2、使用的是机械游梁抽油机。虽然机械游梁抽油机的结构相对简单，比较容易加工，能够长期开采作业，并且可靠性高，但是其也存在着一定的缺点，比如驴头的悬点惯性大，从而导致了平衡相对较难，并且采油的效率也不高，当油井较深和行程较长时，设备的体积和质量较大，特别是其平衡问题导致了大量的能耗，因此其采油的成本较高[3]。所以，只有在一定的程度上提高抽油机的节能率才能提升其在市场中的地位。近几年来，随着我国各油田越来越多地需要长冲程、低冲次的抽油机来提高产量。已研究开发出多种节能型液压抽油机。节能型液压抽油机具有易于实现长冲程、抽油杆速度可无级调速、节省钢材(自重仅为同规格游梁式

3、抽油机的1/4-1/20)、有利于提高抽油泵的充满系数、容易实现自动化等优点。因此，继续加紧研制节能型液压抽油机，对于节约能源、满足油田采油需要，具有很重要的意义[4].2.液压抽油机研究动态2.1国外液压抽油机的研究动态国外对液压抽油机的研究起始于20世纪50年代，由于当时液压水平的显著提高以及液压系统在生产生活中受到了广泛的应用，因此各式各样的结构和性能良好的液压抽油机不断地被研发出来[5-10]。20世纪60年代初，一种新式的Hydrox液压抽油机试验完成，这种由美国开发的新产品的有效行程最长可达至7.95m，能够在670-2032m的深度范围内开采作业。

4、1965年，前苏联开发完成ATH型油管平衡式液压抽油机，此种抽油机重量较轻，比较容易安装，而且可靠性好，在经过一年多的试验之后正式投入生产使用。20世纪70年代后期，HEP液压抽油机在加拿大开发完成，这种采油设备的负载缸活塞在向下和向上运行时速度可以分别进行控制，其有效行程的长度范围是1.625-4.267m，该型号的液压抽油机已经成为了产品系列。由Mape公司开发完成的一种机型，其行程可达至10m，冲次能达到每分钟5次，可承受的负载值的范围为34.23-195.64kN。由WGCO公司开发完成的液压抽油机，其冲次最高可以达到每分钟3次，机身整体为低矮式，147

5、kW的装机功率，使用寿命40000小时。此外，加拿大CurtisHooverInc.研发完成了低架机型与高架机型长冲程抽油机，其有效行程可达5.08m，而且在工作时可承担的负载极限值为222.26kN，冲次可达到每分钟12次。2.2国内液压抽油机的研究动态国内从60年代开始对抽油机进行研发和设计[11-12]，1966年，一个组成形式为“泵-缸”的新型节能机型的设计构想被正式发布。在这种结构组成的液压抽油机中，油管被用于平衡负载的重量，而且，由于油管的应用，使抽油机的行程得到了一定延长。到了80年代，由于国内油田的开采条件变得愈来愈复杂，使得油田开采难度不断加大

6、，因此油田的采油工艺需要不断地提高，这要求抽油机能不但承受大负载，而且冲程要求较长，冲次也需要足够大。80年代在对一些油田进行充分考察的基础之上，国内海洋地质局设计研发成功了无游梁式液压抽油机。20世纪80年代后期，YCJ-II式抽油机在吉林工业大学开发完成，这种平衡式开采装置是由液压缸驱动，该机己经完成了相关试验。1992年一种“泵一马达”组成的YCJ12-10-2500型抽油机在兰州石油机械研究所开发完成。1993年，一种新型的液压抽油机结构方案问世，这种抽油机具有功率回收的功能，该方案是由浙江大学提出。同年基于“泵一马达”组成形式的长冲程液压抽油机的设计方

7、案由胜利油田提出。2003年，刘长年开发成功了一种新型液压抽油机，这种抽油机为全状态调控型，对该机的控制是基于节流调速的方式来完成的[13]。2008年，烟台大学与山东康达喷油泵有限公司联合研制了组合液压缸节能液压抽油机。这是一种组合液压缸与蓄能器相结合的液压抽油机，该抽油机在组合液压缸的结构上进行了创新，能够回收下行程时抽油杆释放出来的重力势能，在上行程时重新利用，具有显著的节能效果[14-16]。2009年年末，哈尔滨工业大学、哈飞集团飞机设计研究所与大庆力神泵业有限公司通过将“二次调节静液传动技术”与“变频回馈技术”有机地与液压抽油机相结合，提出基于二次调

8、节静液传动一变频回馈技术