抽油机的设计计算教学文案.ppt

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1、抽油机的设计计算分类常规游梁式抽油机以常规曲柄平衡抽油机为例，结构示意图如下图所示。图中，1—底座；2—支架；3—悬绳器；4—驴头；5—游梁；6—横梁轴承座；7—横梁；8—连杆；9—曲柄销装置；10—曲柄装置；11—减速器；12—刹车保险装置；13—刹车装置；14—电动机；15—配电箱。游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构，其整机结构特点像一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷。对于支架来说，如果抽油载荷和平衡载荷形成的扭矩相等或变化一致，那么用很小的动力就可以使抽油机连续不间断地工作。异形游梁式抽油机异形游梁式系列抽油机包括双驴头抽油机、弯游梁抽油机

2、和对常规游梁抽油机节能改造的机型等机型。异形游梁式抽油机是以常规抽油机为基础模式而研制出的新机型，它采用变径圆弧状的游梁后臂，游梁与横梁之间采用柔性件连接结构，在主要结构上具有常规游梁式抽油机简单，牢靠，耐用等特点，在性能上易于实现长冲程，并且具有突出的节能特点。平衡方式1．游梁平衡：在游梁的尾部装设一定重量的平衡板，这是一种简单的平衡方式，适用于3吨以下的轻型抽油机。2．曲柄平衡：这是一种在油田上常用的平衡方式。顾名思义是将平衡块装在曲柄上，适用于重型抽油机。这种平衡方式减少了游梁平衡引起的抽油机摆动，调整比较方便，但是，曲柄上有很大的负荷和离心力。3．复

3、合平衡：在一台抽油机上同时使用游梁平衡和曲柄平衡。特点：小范围调整时，可以调整游梁平衡：大范围调整时，则调整曲柄平衡。这种平衡方式适用于中深井。4．气动平衡：利用气体的可压缩性来储存和释放能量达到平衡的目的，可用于10吨以上重型抽油机。这种平衡方式减少了抽油机的动负荷及震动，但其装置精度要求高，加工复杂。1.2我国石油开采技术概况目前，我国石油开采技术仍落后西方。中国油田的种类比较复杂，主要有中高渗透多层砂岩油田、复杂断块油田，低渗透砂岩油田以及稠油油田。根据不同的地质条件和油田类型，中国形成了具有特色的油气开发技术。三元化学负荷驳对提高中国可采储量具有明显

4、的效益，约可以提高5亿动左右石油开采量。在大庆、胜利等油田进行的先导性试验和矿场实验，都取得了良好的效果，原油采收率平均可以提高15%—20%。此外，中国对其他提高原油采收率的新技术，如微生物采油、纳米膜驱油等也进行了研究与试验。尽管中国石油开采技术经过50多年开展已经取得很大发展，但是同西方先进国家相比，总体上应该还有5至10年的差距。而且从具体的技术上看，完全属于中国原始创新的技术比较少，一部分具有中国知识产权的国际先进技术，如聚合物驱、化学复合驱技术等，最早也是在模仿学习国外理论和方法上发展起来的。二、游梁式抽油机的系统总成2.1系统总成游梁式抽油系统

5、示意图1－电动机；2－皮带减速箱传动装置；3－抽油机主体机构；4-悬绳器；5－抽油杆柱；6－油管柱；7－抽油泵2.2电动机已知参数及机械特性(1)电动机参数电动机机械特性电机特性曲线Md随n的变化Med=132.789*Md;>>n=0:0.005:1000;Md=(2*2*360*0.0847*104.7198*(104.7198-pi*n/30))./(0.0847^2*104.7198^2+(104.7198-pi*n/30).^2);2.3抽油机已知参数(1)抽油机型号根据抽油机型号，可以确定抽油机传动系统的机构尺寸、运动件质量、转动惯量、质心位置等

6、参数。具体参数包括：R——曲柄半径，m；P——连杆长度，m；C——游梁后臂长度，m；K——基杆长度，m；A——游梁前臂长度，m；I——基杆的水平投影，m；τ——曲柄平衡重滞后角，rad；JB1——小皮带轮转动惯量，kg.m2；JB2——大皮带轮转动惯量，kg.m2；JR1——二级减速箱高速轴（输入轴）系转动惯量，kg.m2；JR2——二级减速箱中间轴系转动惯量，kg.m2；JR3——二级减速箱底速轴（输出轴）系转动惯量，kg.m2；iB——皮带传动比；iR1——二级减速箱的第一级传动比；iR2——二级减速箱的第二级传动比；mQ——单曲柄质量，kg；rQ——曲

7、柄质心半径，m；MC——单侧曲柄平衡块质量，kg；RC——曲柄平衡块质心半径，m；JC——单侧曲柄平衡块相对其质心的转动惯量，kg.m2；ML——连杆质量，kg；JL——连杆相对其质心的转动惯量，kg.m2；JB——游梁组建相对其回转中心的转动惯量，kg.m2。(2)油井参数油井参数包括油藏参数与生产参数。根据假设，和数学建模相关的几个参数包括：——抽油杆柱质量，kg；——抽油杆柱在液柱中的重量，N；——油井动液面以上整个柱塞面积上的液柱重量，N；——抽油杆柱在液体载荷作用下的静变形，m。各参数具体数值可取：R＝1.060m；P＝3.390m；C＝2.820

8、m；K=4.280m；A＝3.935m；I＝2.82