双天轮直平式抽油机的方案设计和节能研究

【摘要】：目前,常规游梁式抽油机因其结构简单、操作维修方便、使用寿命长等原因,仍为各大油田的主要采油设备,其数量约占整个抽油机总数的90%以上。但因其主体结构为铰链四连杆机构,其运动速度、加速度峰值较大,所以波动也较大,同时其扭矩因数大造成曲柄轴扭矩峰值也较大,甚至出现负扭矩,因此能耗较大。 本论文提出的方案相对常规游梁式抽油机有两点明显的区别。首先采用直接平衡,可把悬点载荷减少30～40%,极大降低了悬点扭矩;其次重新优化了四杆机构的主要参数尺寸,使其运动、动力性能得到极大的改善。与常规游梁式抽油机相比减速器额定扭矩下降40%,电动机装机功率下降30%以上,节电率达到了30%以上,有力的改善了电动机的工况。本文提出的新型抽油机必将填补一项国内空白。尤其在设计中,充分考虑到安全、可靠性,采用直接平衡将悬点载荷大幅减小,大大降低了传动件之间的受力,提高了使用寿命,同时作用在曲柄轴上的扭矩也大幅降低,不仅节能而且使整个设备的安全可靠性提高。 综上所述,本文提出的方案经理论分析与计算是可行的,对促进油田节能降耗有实际意义,采用的设计方法、理论具有一定的理论价值与实际的应用前景。 【关键词】：双天轮 直平式 优化设计 性能分析 功率 节能装置 节能
【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TE933.1
【目录】：

• 第一章 绪论12-16
• 1.1 抽油机应用简介12
• 1.2 国内、外抽油机技术发展水平及发展方向12-14
• 1.2.1 国内、外游梁式抽油机技术现状12
• 1.2.2 今后抽油机的发展方向12-13
• 1.2.3 现有抽油机主要存在的问题13-14
• 1.3 抽油机节能技术及发展情况14
• 1.4 研究本课题的理论意义及应用价值14-16
• 1.4.1 本课题研究的理论依据15
• 1.4.2 本课题研究的理论意义及应用价值15
• 1.4.3 本课题研究的主要内容15-16
• 第二章 新机型的方案设计16-19
• 2.1 传动方案的设计16-17
• 2.2 传动原理17
• 2.3 传动方案的特点17-19
• 第三章 双天轮直平式抽油机结构参数优化设计19-27
• 3.1 主要结构参数的优化设计19-23
• 3.1.1 建立数学模型19-22
• 3.1.2 优化算法22-23
• 3.2 优化结果分析23-27
• 第四章 双天轮直平式抽油机运动分析27-31
• 4.1 悬点运动分析27-28
• 4.2 运动性能对比28-31
• 4.2.1 计算结果对比28-29
• 4.2.2 运动性能曲线对比29-31
• 第五章 双天轮直平式抽油机动力分析31-49
• 5.1 悬点载荷的确定31-39
• 5.1.1 悬点静载荷的大小和变化规律32-35
• 5.1.2 基本参数的拟定35
• 5.1.3 悬点动载荷的大小和变化规律35-39
• 5.1.4 悬点载荷的计算39
• 5.2 减速箱曲柄轴扭矩计算39-42
• 5.2.1 减速箱曲柄轴上的最大允许扭矩M_(max)的计算40-41
• 5.2.2 平衡重的确定41-42
• 5.3 电动机42-43
• 5.3.1 电动机有功功率的计算42-43
• 5.3.2 节电率的计算43
• 5.4 计算结果对比43-44
• 5.5 性能曲线对比44-45
• 5.6 电动机节能装置45-49
• 5.6.1 工作原理45-47
• 5.6.2 节能装置的结构47-48
• 5.6.3 节能装置的特点48-49
• 第六章 应用分析49-51
• 6.1 设计双天轮直平式抽油机的意义49
• 6.2 方案的先进性49-51
• 结论51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-55
• 附录 A 变量参照表55-56
• 附录 B 优化设计程序56-62

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