新型节能抽油机研制

【摘要】： 本文对新型节能抽油机理论进行了深入的探讨，并根据机械采油的节能原理进行了分析与讨论。从常规机存在的弊端入手，提出了新的传动设计方案，并进行了深入的研究，找到节能的技术关键，即后天轮的轮廓曲线。对悬点的运动(位移、速度、加速度)及减速器曲柄扭矩的规律同时给出了精确的计算公式及变化曲线。指出影响电机功率的因素有两项：一是曲柄轴净扭矩的峰值，一是扭矩波动的大小(即波动系数)。净扭矩是由悬点载荷造成的扭矩和平衡重产生的平衡力矩两项的合成，改变悬点运动规律和平衡重的偏置角可以引起净扭矩的变化。其中悬点运动规律是由设计的特殊曲线作为变径轮廓曲线决定的。因而本文依据此原理研究了整体方案，对设计参数进行了优化处理，取得了理论上的一组最佳匹配参数。对节电原理进行分析，模拟各类井况示功图、运动和动力曲线，并展开讨论。 除方案设计外，还进行了主要零部件的强度设计。通过理论计算和对新型机与常规机性能对比可以看出，本机具有显著的节电效果。 新型抽油机对油田的节能降耗，降低成本将起到推动作用。 【关键词】：节电 抽油机 运动 动力分析 优化设计
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TE933
【目录】：

• 第1章 抽油机发展概况8-12
• 1.1 抽油机简介8
• 1.2 国内、外抽油机发展水平及趋势8-10
• 1.2.1 国内、外抽油机发展概况8-9
• 1.2.2 抽油机发展趋势及抽油机节能技术的发展9-10
• 1.3 本课题研究的理论及现实意义10-12
• 1.3.1 本课题提出的依据10-11
• 1.3.2 本课题研究的理论意义及应用价值11-12
• 第2章 新型抽油机设计方案确定12-19
• 2.1 目前游梁机存在的主要问题12-14
• 2.2 新型抽油机总体方案确定14-18
• 2.2.1 新型抽油机的设计原则14
• 2.2.2 新型抽油机的设计指标14
• 2.2.3 新型抽油机参数的确定14-15
• 2.2.4 新型抽油机设计方案的确定15-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第3章 新型抽油机技术原理19-38
• 3.1 新型抽油机节电技术原理19-22
• 3.2 结构参数的优化设计22-35
• 3.2.1 运动分析22-24
• 3.2.2 设计变量的选择24
• 3.2.3 约束条件的确定24
• 3.2.4 目标函数的确定24-25
• 3.2.5 优化结果25-35
• 3.3 本机性能分析35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 新型抽油机的设计计算38-67
• 4.1 新型抽油机的设计参数38
• 4.1.1 运动参数38
• 4.1.2 井下工况参数38
• 4.2 运动参数设计计算38-47
• 4.2.1 初始位置(下死点)时的有关参数计算38-40
• 4.2.2 计算曲柄半径R40-43
• 4.2.3 计算曲柄在任意转角φ时的天轮转角θ43-44
• 4.2.4 悬点位移S_i44
• 4.2.5 悬点速度V_i44-45
• 4.2.6 悬点加速度α_i45-47
• 4.3 动力参数的计算47-49
• 4.3.1 悬点载荷47-49
• 4.4 曲柄轴扭矩及电机功率的计算49
• 4.5 对应不同冲程(S=5，4.2，3.6)曲柄回转半径的计算49-54
• 4.5.1 下死点时(初始位置)θ′及R′的计算49-51
• 4.5.2 计算曲柄半径R′51-54
• 4.5.3 计算曲柄半径R'54
• 4.6 主要零部件的设计计算54-66
• 4.6.1 曲柄销强度校核54-55
• 4.6.2 悬绳器设计55-56
• 4.6.3 钢丝绳头强度计算56-58
• 4.6.4 调整螺栓强度设计58-61
• 4.6.5 曲柄轴承设计61
• 4.6.6 联组窄V带传动的设计计算61-63
• 4.6.7 天轮轴的强度校核63-65
• 4.6.8 天轮轴轴承的寿命验算65-66
• 4.7 本章小结66-67
• 第5章 样机效果与结论67-69
• 5.1 样机现场试验及效果评价67-68
• 5.1.1 样机现场试验67
• 5.1.2 效果评价67-68
• 5.2 效益分析推广前景68
• 5.2.1 综合效益分析68
• 5.2.2 推广应用前景68
• 5.3 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果71-72
• 致谢72-73
• 个人简历73

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