新型传动抽油机设计与研究
石油修井机新型角传动箱设计研究
石油修井机新型角传动箱设计研究
石油修井机是一种用于修井作业的专用设备，广泛应用于石油勘探和开采过程中。
传统的石油修井机角传动箱结构复杂，存在传动精度低、噪音大、寿命短等问题。
为了提高石油修井机的性能和可靠性，本文对传统角传动箱进行了改进和优化设计。
本文对传统角传动箱的工作原理进行了分析。
传统角传动箱由输入轴、输出轴和一系列的齿轮组成，通过不同齿轮的啮合来实现传动功能。
传统角传动箱的传动效率低，噪音大，主要是因为齿轮啮合时存在的摩擦和间隙引起的能量损失。
本文的设计目标是降低传动损失和噪音。
基于传统角传动箱的分析，本文提出了一种新型的角传动箱设计方案。
该方案采用了曲线齿轮和倾斜齿轮组合的方式，在保证传动效率的同时减小噪音。
曲线齿轮由于齿轮曲线的特殊形状，可以实现更大的啮合角度，从而减小了齿轮之间的相对运动速度，降低了摩擦和噪音。
倾斜齿轮能够实现角传动箱的轴向收缩和伸展，从而调整输入轴和输出轴的轴向位置，以适应不同的工作场景。
为了验证新型角传动箱的性能，本文进行了石油修井机实验。
实验结果表明，新型角传动箱的传动效率比传统角传动箱提高了10%，噪音降低了20%。
这说明新型角传动箱设计方案能够有效改善传动性能和工作环境。
本文还对新型角传动箱的结构进行了优化设计。
优化设计主要包括齿轮材料的选择、齿轮的精度加工、齿轮间隙的设计等。
通过优化设计，新型角传动箱的寿命得到了显著提高。
油田抽油机传动系统控制原理与设计
油田抽油机传动系统控制原理与设计作者：尹振军来源：《中国新技术新产品》2017年第18期摘要：针对系统控制自动化需求以及节能降耗的要求，提出一种基于DSP的智能传动控制系统。
为实现对该系统的设计，首先对目前主流的抽油机类型进行了简单的介绍，然后对传动系统调速的原理进行了分析，最后结合DSP在智能控制方面的优势，利用DSP芯片作为主处理器，从硬件和软件的角度对系统进行了设计。
由此通过设计，为抽油机的节能和自动化控制提供了参考。
关键词：抽油机；节能；控制原理；软件中图分类号：TM301 文献标识码：A随着现代智能技术的发展，电力电子控制被广泛应用，其中也包含石油领域。
而抽油机作为石油开采领域中的一个重要机械设备，其成为采油中能量消耗最大的一个设备之一。
同时，抽油机的动力主要依靠传动系统，通过传动系统电机的转动，以此不断地对岩层下的石油进行抽取。
由此，如何对传动系统进行控制，成为保障抽油机工作的重点。
1.抽油机类型概述目前，针对我国国内的抽油机类型中，使用比较广泛的包括有游梁式和无游梁式两类。
在抽油机结构中，其传动系统主要由电机、变速箱部分组成，并且配备的电动机大部分都是Y 系列为主。
对于抽油机来讲，其配备的电机大部分都处在轻载运行的状态，这样其负载率很低，并且功率的损耗非常大。
对抽油机的电耗来讲，其用在生产中的用电比例会很大，并且对其进行冲程冲次调节显得十分不便。
因此，提出对抽油机进行技术技能改造，使其在各种工况下都具备良好的节电效果。
而在本研究中，则提出采用开关磁足电机对其转速进行优化控制，并借助DSP的智能处理，实现抽油机上冲程和下冲程的速度调节。
2.开关磁阻电动机调速的工作原理对开关磁阻电机调速来讲，其主要包括控制器、功率变换器、开关磁阻电机、电流和位置检测装置。
其中，开关磁阻电机的控制主要是通过控制器对功率进行调节，进而实现对SR电机转速的控制。
同时，结合抽油机的功率和实际采油需求，可以将其运行状态分为启动运行、稳定运行和制动运行3个状态。
一种新型抽油机的典型结构设计
齿轮 一长环形齿条。为将电机的旋转运动转化为可靠 的抽油动作 ，提出应用双 向导 向定位 结构和平衡 滑块限位结构 。生产
试验 和检测结果证 明 ，该机具有 节能、可靠性 高 、运行 平稳 、节 材、维护方便等 一系列特点 和优点 ，具有较 高的推广应 用 价值 。 关键 词 ：长环形齿条 ；抽油 机 ；平衡 滑块 ；双向导向定 位结 构
一
种新 型 抽 油机 的 典 型结 构设 计
周焕波 ，崔焕 勇 ，刘永海
（．胜利 石 油管理 局运 输 总公 司 ，山 东东营 ２７０ １ ５００；２ ．济 南大 学 ，山 东济 南 ２ ０２ ） ５ ０２
摘要 ：长环形 齿条抽油机是一种新抽油机 。根据长环形齿条抽油机 的工作原理 ，设计 长环形齿 条抽油机关键结 构— —
２１ ００年 ５月 第３ ８卷 第 ｌ ０期
机床与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ Ｔ００Ｌ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩ ＣＳ
Ｍ ａ ０１ ｙ２ ０
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ０ １ ３ ．１
Ｄ Ｉ １ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ — ８ １２ １．０ ０４ Ｏ ： ０ ３ ６ ／．ｓ ．０ １ ３ ８ ．０ ０ １ ．０ ｓ
ＺＨ０Ｕ ｕ ｎ ｏ Ｈ ａ ｂ ． ＣＵＩＨｕａ ｙ ｎｇ １． Ｌ Ｕ ｎ ｈａ ｎｏ Ｉ Ｉ Ｙｏ ｇ ｉ
（． ｒ ｓｏ ａ ｏ ａｅｔ ｏ ｐｎ ｆ ｈｎｌＰ ｔ ｌ ｍ Ａ ｍ ｎｓａ ｖ ｕｅｕ ｏ ｇｉｇＳ ａｄｎ ５００ ｈｎ ； １Ｔａ ｐａ ｆｎＰ ｒ ｍ ａｙｏ ｅｇ ｅ ｏ ｕ ｄ ｉ ｔ ｔ ｅＢ ｒａ ，Ｄ ｎｙ ｈｎ ｏｇ２７０ ，Ｃ ｉａ ｎ ｉ ｎＣ Ｓ ｉ ｒｅ ｉｒｉ ｎ ２ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｎ ｎ ｉａ ｈｎ ｏ ｇ ５ ０ ２ ｈｎ ） ． ｎ ｅｓ ｙ ｆ ｉａ ，Ｊ ｎＳ ａ ｄｎ ０ ２ ，Ｃ ｉ ｖ ｉ Ｊ ｎ ２ ａ
新型长冲程抽油机结构设计
新型长冲程抽油机结构设计摘要目前国内采用的机械采油方法主要是用游梁式深井泵装置进行的深井泵有杆采油。
但随着井深和产量的不断增加与开采的复杂条件的经常出现，游梁式抽油机—抽油泵装置的缺点也日益明显暴露出来，设计的链式长冲程抽油机目的在于以最低的成本可靠的实现产品的必要的功能，以达到用户满意，增加制造企业和用户的经济效益。
关键词长冲程抽油机；结构；设计目前国内采用的机械采油方法主要是用游梁式深井泵装置进行的深井泵有杆采油。
但随着井深和产量的不断增加与开采的复杂条件的经常出现，游梁式抽油机—抽油泵装置的缺点也日益明显暴露出来，主要是：1）抽油机的冲程受游梁结构的限制，无法加大；2）在生产过程中抽油杆的事故增多，而抽油泵的排量降低；3）抽油机的电动机的配置功率较大，行程受限、功率消耗大；4）抽油机的减速器相当笨重，重量增大。
长冲程抽油机有许多优点，首先，它增加石油产量，这是采油中最经济的问题。
采用长冲程低冲次的抽油方式抽油泵实际冲程长度减少的比率较小，提高了抽油泵的充满系数和排量系数，有利于提高采油效率，增加石油产量。
第二，提高抽油杆和抽油泵的寿命。
由于冲程长，冲次低，可以减少抽油泵磨损，提高抽油泵的使用寿命。
第三，排量稳定，动载荷小，事故少。
第四，抽油机运转平稳，疲劳应力较小。
第五，抽油平衡效果较好。
第六，具有较好的技术经济指标，具有较高的适应性。
1 链式长冲程抽油机的结构链式长冲程抽油机主要由五个系统组成：1）动力传动系统：包括皮带传动装置、电动机和减速器；2）换向系统：包括主动链轮、从动链轮、链条、导轨和大、小滑块等；3）平衡系统：包括平衡平带、平衡带轮和平衡块；4）机架、底座系统：包括机架、底座等；5）辅助系统：包括踏板、梯子和刹车装置等。
链式长冲程抽油机的结构原理如图1所示。
图1 结构原理图工作原理是由电动机通过皮带传动，传到减速器。
该减速器是一双圆弧齿轮传动的二级反向双输出减速器，以其反向双输出齿轮来驱动两条特殊链条作反向运动，从而带动换向器作往复直线运动。
10型传动链长冲程抽油机设计
10型传动链长冲程抽油机设计摘要：超长冲程抽油机可实现长冲程要求。
本设计采用碳纤维连续抽油杆，该材料具有密度小，弹性较好，耐腐蚀，抗疲劳性能好，活塞效应小，起下作业速度快等优点。
10型传动链式超长冲程抽油机的悬点载荷为100KN，冲程为10~30m，起下速度为15~20m/min,适用碳杆规格为（30×3.0）mm,(32×4.2)mm,(35×5.0)mm。
在本次设计中，主要完成了对抽油机的传动装置、夹紧装置、缠绕装置、夹持块结构、平衡装置等的设计，以及关键零部件的设计和校核。
抽油机的动力由防爆绕线转子异步正反转电动机提供，通过窄V带，经由二级减速器传递至起提升作用的主动链轮。
然后通过液压缸夹紧装置将碳杆压在装有夹持块链条之间，并且通过链条的转动，靠摩擦力来向上提起碳杆，通过导向盘将其缠绕在直径为1.8m的缠绕大盘上，缠绕大盘由电动机带动。
本抽油机采用机械平衡方法，将平衡块装在链轮轴尾端，利用重力来实现平衡。
关键词：抽油机；传动链式；超长冲程；设计；碳纤维复合材料1.1.1国内长冲程抽油机的发展现状与发展趋势油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。
根据是否有游梁，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。
经过一百多年的实践和不断的改进创新，抽油机不管是结构形式还是在使用功能上，都产生了很大的变化。
特别是近几十年来，世界对原油的需求量不断加大，对油田深度开采的能力有了更进一步的要求，在很大程度上加快了抽油机技术发展的速度，催生出多种类型。
目前, 国内抽油机制造厂有数十家, 产品类型已多样化, 但游梁式抽油机仍处于主导地位。
根据公开发表的资料统计, 我国现有6 大类共45 种新型抽油机, 并且每年约有30 种新型抽油机专利, 十多种新试制抽油机, 已形成了系列, 基本满足了陆地油田开采的需要。
各种新型节能游梁式抽油机如双驴头式抽油机、前置式抽油机、异相曲柄平衡抽油机、前置式气平衡抽油机、下偏杠铃系列节能抽油机和用窄V 形带传动的常规抽油机等均已在全国各个油田推广应用, 并取得了显著的经济效益。
新型抽油机发展现状及其评价
PPT文档演模板
新型抽油机发展现状及其评价
第二节游梁式抽油机节能原理 与技术改造
一、梁式抽油机的工作特征 二、抽油机的节能途径分析 三、梁式抽油机的节能改造
PPT文档演模板
新型抽油机发展现状及其评价
一、游梁式抽油机的工作特征
n 1、结构特点
n 由四连杆机 构实现运动 的转换，将 电机的旋转 运动转换为 光杆的上下 往复直线运 动。如图3所 示。
n
Jp－曲柄组件的转动惯量。
n
ε－曲柄的转动角加速度。
n Mmax－最大曲柄平衡力矩。Mmax＝Q曲R曲。
n 曲柄的平衡扭矩曲线几乎为一条标准的正弦曲线。
PPT文档演模板
新型抽油机发展现状及其评价
（3）曲柄净扭矩M
n M＝Mp－M平
PPT文档演模板
•1．净扭矩 2、负荷扭矩 3、平衡扭 矩
•图7 扭矩曲线
n 我国，抽油机生产厂家众多，生产能力严重过 剩。促使抽油机生产企业为提高技术含量、开 发新产品而增加投入。使抽油机的研究力量不 断增强，抽油机的研究成果不断涌现。
PPT文档演模板
新型抽油机发展现状及其评价
主要研究方向是：
n 1． 提高冲程，降低冲次； n 2． 节能抽油机； n 3． 自动化和智能化控制。
PPT文档演模板
新型抽油机发展现状及其评价
扭矩因数与扭矩曲线
n 偏轮机从修正悬点运动速度人手，使扭矩因数曲线接近正 弦曲线，并且该曲线与曲柄平衡产生的正弦曲线谷峰值较 好地吻合，因此经叠加后的曲柄轴净扭矩消除了负扭矩， 曲线变得非常平缓，上下冲程中各有一段近似直线，并且 占据了整个循环周期的大部分范围，因此决定了周期负载 系数低，曲柄轴净扭矩均方根值小
抽油机的设计与优化初步报告
第1章概述1.1抽油机地类型、特点和应用采油设备分公司地产品有：干扰平衡游梁抽油机，偏轮游梁式抽油机，塔式节能抽油机.干扰平衡游梁抽油机：是一种新型地节能抽油机.不仅保持了常规游梁抽油机结构简单、可靠耐用地优点，而且具有附加动载小，能耗低，综合效率高，比常规抽油机节电30-50%以上，能延长整机使用寿命地特点.如14干扰平衡机只需要配37千瓦电机及53KN减速箱.如图1.1-1：图1.1-1 干扰平衡游梁抽油机图1.1-2塔式节能抽油机塔式节能抽油机：高效、节能、冲程、冲次在额定范围内无级调节，并可内设无线集中监控接口，通过配套设施实现遥控.该机调参简易、维护方便、安全可靠、维护费用低，与常规抽油机相比节能50%以上，是一种智能型地节能抽油机，如图1.1-2.偏轮游梁式抽油机：该抽油机是在常规游梁抽油机地基础上，在游梁尾部配置一偏轮，以偏轮为中心形成一六连杆机构，能很好地改善抽油机地运动性能.在相同情况下，与常规抽油机相比：1.悬点动负荷减小，最大线速度小；2.减速箱输出扭矩减小30%-50%；3.节能37%以上；4.所配电网容量减少30%以上，如图1.1-3.常规游梁式抽油机：该机型在设计中严格执行API标准，其特点是结构简单、可靠性好、适用型强如图1.1-4.图1.1-3 偏轮游梁式抽油机图1.1-4 常规游梁式抽油机1.2 抽油机地现状及发展方向随着石油机械匍造水平地不断提高，各种新型抽油机地开发和推广应用也取得了新地进展.据有关资料统计，我国目前抽油机井约占机械采油井总数地92．2％，主要是采用游粱式抽油机 .这种抽油机具有结构简单、管理方便、操作和维修容易等特点，在今后很长一段时期内，仍将在我国机械采油中占主导地位.为了节能增产，首先要改造现有常规游粱式抽油机，同时加速开发各种新型节能游粱式抽油机和各类长冲程无游梁抽油机，并继续研制液压抽油机，这对发展我国石油工业，具有十分重要地意义，本文试图对我国抽油机地现状及与国际先进水砰地差距做一概述，并对我国抽油机地发展方向提出几点建议.1.2.1我国抽油机地现状目前，我国抽油机主要制造厂有十几家，产品主要以游梁式抽油机为主，约占抽油机总数地98％～99％，有30多种规格，并已形成了系列，基本上满足了陆地油田开采地需要各种新型节能游粱式抽油机，如前置式抽油机、异相曲柄平衡抽油机、前置式气平衡抽油机、配有CJT型节能拖动装置地常规抽油机和用窄V形带传动地常规抽油机等均已在全国各个油羽推广应用，井取得了显著地经济效益.长冲程、低冲次地无游梁式抽油机地研制也取得了一些进展，如由胜利油用设计并与有关厂家协作生产地链条式长冲程抽油机，已有近千台在各油田投入使用，在低冲次抽油和抽稠油方面已初见成效.此外，桁架结构地滑轮组增距式抽油机、滚筒式长冲程抽油机进入了试用阶段；齿轮增距式长冲程抽油机地研制工作也取得了新地进展．重量轻、成本低、便于调速和调整冲程地液压抽油机，经过几年地研制和工业性试采油，也积累了一定地经验.其它型式新颖地抽油机，如带传动游梁式抽油机、新型摇轷抽油机、大轮式游粱抽油机，六连杆游粱式抽油机和斜并抽油机也正处于开发和研制过程中.然而，游粱式抽油机地缺点是不容易实现长冲程低冲次地要求，因而不能满足稠油井、深抽井和吉气井采油作业地需要.同时，长冲程低冲次地无游梁式抽油机地性能尚有待完善度不足容易变形等问题)，而且品种规格还很少，不能适应当前石油工业地发展.液压抽油机至今仍处在研制阶段.1.2.2我国抽油机与国际先进水平地差距1．新型节能抽油机发展缓慢目前，我国各油田使用地如前所述5种节能型抽油机，有些是刚从试制阶段过渡到使用阶段，仅就前3种抽油机来看，品种规格还不全，批量生产量还很少，因此全面推广应用受到一定限制.如我国目前生产地前置式抽油机只有12型和16型两种规格，迄今仅有500多台在油田使用．而美国Luin公司1959年就取得专利地马克Ⅱ型抽油机(即前置式抽油机)，目前有8个档次46种规格.罗马尼亚地前置式抽油机也有35种规格.我国地第一批异相曲柄平衡抽油机是1986年6月通过部级鉴定地，现在只有为数不多地厂家生产．而早在60年代美国CMI公司就采用计算机模拟动态分析辅助设计研制出了异相曲牺平衡抽油机；.由于这种抽油机具有许多优点，其经济指标已达到了目前在用抽油机地最好水平，因而在世界范围内获得了广泛地应用．我国生产地前置式气平衡抽油机目前仅有6种规格，悬点载荷为50～140kN，冲程为1．8～5mH.53 o 而美国勒夫金公司生产地前置式气平衡抽油机删有26种规格，悬点载荷为48，47～213．19kN，冲程为1．37～6．10 ．1.国外上述几种节能型抽油机还广泛地采用了先进地数控系统，从而能保证采油作业始终处于最佳状态.与此同时，有些国家还先后研制了许多型式新颖地节能抽油机.如美国Jo—Way工具公司研制地一种前置式全胶带传动无齿轮减速器抽油机，称为大圈抽油机，是采用一个装在曲柄上直径为3．05m 地胶带轮来传动地，具有运行平稳、扭矩均衡和良好地节能效果.美国D．LM 钢铁公司研制地一种特殊结构型式地轮式抽油机，只需一台2．2～ 7．4kW 地电动机就可以驱动，现场使用情况表观，可节电80％.另外，还有其它型式地如齿形胶带传动抽油机、天然气发动机驱动抽油机、智能抽油机和玻璃钢抽油杆抽油机等节能型抽油机．这些抽油机应用于世界各个地区、各种工况条件下地抽油作业，均取得了良好地节能效果.2．长冲程抽油机地发展速度不能适应采油业地需要目前，我国常用地长冲程抽油机地冲程一般不超过5m(宝鸡石油机攘厂生产地目前国内最大型号地CYJQ16⋯6 105B前置式抽油机，其最大冲程为6m)，故我国大多数把冲程超过4．5m地称为长冲程抽油机．目前我国油田在用地绝大部分长冲程抽油机地冲程均在5m以下，且种类不多，规格不全，发展速度缓慢．如我国地链条式长冲程抽油机，早在60年代就开始研制，由于多方面原因，直到最近几年才初步在各油田推广应用而冲程超过6m 地国产长冲程抽油机如KCJ16— 8— 53Hz抽油机和LzCJ12— 7．2— 73HB抽油机，仍处在试用阶段.但在国外，自70年代Ll来，长冲程抽油机(国外系指冲程超过6m 地抽油机为长冲程抽油机)地开发和推广应用则得到了很大地发展，有些抽油机地冲程已达到20m 以上，并已发展到多品种、系列化．如美国国民供应公司生产地链条斌长冲程抽油机，冲程为9．14m，冲数为3min’ ，同时还采用微机监控井下泵地工作情况“ .该公司研制地世界上第一台智油机，总高仅2，44m，其最大冲程却已经达到12．19m，冲程长度可以进行调节．而WesternGear公司生产地液压驱动、重锤平衡(重锤置于一事先挖好地鼠洞内)地长冲程抽油机，能抽冲程可达24．38m，悬点载荷为l55．6kN0.3．液压抽油机仍处于研制阶段我国液压抽油机地起步较晚，加之我匣液压技术水平与国际先进水平存在着差距，从而阻碍了液压抽油机地发展.山吉林工业大学研制地第一台国产液压抽油机1987年底通过工厂台架实验，经试乐运行，发现存在不少问题，如漏油、发热、可靠性差，连续运行间远远低于游梁式抽油机，关键液压元件地质量较差等.加之液压抽油机地维护保养比游粱式抽油机复杂得多，从而阻碍了其推广应用.早在40年代，美、苏就已先后研制出液压抽油机(美国Lufkin公司曾经生产出4种型号、最大悬点载荷1 58kN、冲程为6．1～ 12．2 m 地液压抽油机.苏联全苏石油机械研究院和阿塞拜疆石油机械研究所也先后试制成3种型号、悬点载荷30～ 1 50kN，冲程3～ 10 rn地液压抽油机) .随着液压技术地发展，国外液压抽油机地研制和推广应用近年来又有了新地发展.如加拿大热能发展有限公司研制地液缸式无游梁抽油机，特别适于用来开采稠油.这种抽油机悬点载荷为57．57～106．75kN，冲程为2．79～4．88m，并配有电了控制监测系统，用控制抽油机冲程及冲程位置、冲程参数，监控抽油杆足否过载，确保抽油系统安全运行.美国Mape公司生产地液压驱动塔架式长冲程抽油机，有6种规格，其冲程可以从2．5m 调到10m，并可在0～ 5min 范围内任意调节冲程次数 .这些液压抽油机已广泛地应用于油田采油作业中.1.2.3有关我国抽油机发展方向地几点建议1．改造现有常规游粱式抽油机，加速开发新型节能抽油机.2．加速开发各类长冲程无游粱式抽油机.3．继续加紧研制液压抽油机.第2章常规游梁式抽油机传动方案设计2.1简述系统地组成工作原理2.1.1系统地组成系统地结构图见图2.1-1图2.1-1 常规游梁式抽油机地组成（1）刹车装置：刹车也叫制动器，它是由手刹车中间座、拉杆、锁死弹簧、刹车轮、刹车片等部件组成.刹车片与车轮接触时发生摩擦起到制动作用.（2）电动机：电机是动力地来源，一般采用感应式三相交流电动机.（3）曲柄：它是由铸铁铸就地一个部件，装在减速器输出轴上.曲柄上开有大小冲程地孔眼叫冲程孔，专门为调节冲程所用.（4）平衡块：是由铸铁铸就地一个部件，上有吊孔，它是由螺丝固定在曲柄上地能产生旋转惯性，起着驴头上下运动负荷平衡地作用，可在曲柄上前后调整达到抽油机前后平衡.（5）连杆：特地作用是曲柄与横梁之间地连接杆件.（6）尾轴承：它起着横梁和游梁相连地作用，减小摩擦使游梁上下运动较轻便.（7）减速箱：它是把高速地电动机转变成低速运动地减速装置，现场多采用三轴两级减速.（8）支架：支架支撑着游梁全部重量和它所承担地重量，而且是游梁地可靠支柱.（9）游梁：它安装在支架轴承上，绕支架轴承上下摆动，尾端通过为轴承与横梁连接在一起，前端装有驴头，游梁可前后移动调节，以便使驴头始终对准井口.（10）驴头：它装在游梁最前端，驴头为弧面，它地弧线是以支架轴承为圆心，以游梁前臂长为半径画弧而得到地.它保证了抽油时光杆始终对正井口中心.驴头担负着井内抽油杆、泵摩擦阻力及液体地重量.（11）悬绳器：也叫绳辫子，它是悬挂抽油杆地，为了使光杆在抽油过程中处于周定油井中心位置，因此它本身是柔性结构，在运动中使光杆始终对正井口中心.驴头担负着井内抽油杆、泵摩擦阻力及液柱地重量.（12）底座：它是担负起抽油机全部重量地唯一基础.下部与水泥混凝土地基础由螺栓连接成一体，上部与支架、减速器有螺栓连接成一体.2.1.2系统地工作原理电动机将其高速地旋转运动通过皮带传动传递给减速箱地输入轴，经减速箱减速后变为曲柄地低速旋转运动.同时曲柄通过连杆装置经横梁拉着游梁后壁摆动.游梁前端装有驴头，活塞以上液柱及抽油杆柱等载荷均通过光杆与悬绳器连接悬挂在驴头上.由于驴头随同游梁一起上下摆动，游梁、驴头便带动深井泵活塞做上下、垂直地往复运动，这样就将井下液体源源不断地抽离井筒.2.2 绘制系统地机构（运动）简图见图2.2-1图2.2-1 常规游梁式抽油机系统地机构（运动）简图1-主动轮 2-从动轮 3-减速器 4-曲柄 5-连杆 6-摇杆和驴头 7-支架1-7 转动副 1-2传动副 2-7 转动副 4-7 转动副 4-5 转动副5-6 转动副 6-7 转动副第3章曲柄摇杆机构设计3.1 设计参数分析与确定冲程s=2.0m，游梁地摆角Ψ=42设摇杆地长度为L3m,曲柄地长度为L1m,连杆地长度为L2m，支座地长度为L4m,则游梁地长度为2L3m.L3×42×3.14÷180=2.0,则L3= 2.73m。
新型节能抽油机的设计
定径 天轮
ｔ ｒｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｈ ｕ ｉ ｇ ｕ ｅ ｉ ｔ ｆｉ ｖ ｌ ｔ ， ｈ ｔ ｕ ｔ ｒ ｆｔ ｅ ｐ ｍｐ ｎ — ｅ
ｎ ｔｃ ｍ ｂｎ ｄ ｔ ｅｖ ｒ ｂ ｅ ａ ｄ ｃ ａ ｇ ｌｓ ｉｍｅ ｅ ｉ ｏ ｉ ｅ ｈ ａ ｉ ｌ ｎ ｈ ｎ ｅｅ ｓ ｄａ ｔｒ ａ
ｓｔｏ ｎ ｌ ａ ｄ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｄ ｍ ｅ ｓｏ ｓ ｉ ｎ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ｕ ｔ ｒ ｉ ｎ ｉ ｎ ．Ａｉ ｉ ｇ ａ ｉ ｍ ｎ ｔ ｔ ｅ ｅ ｓ ａ ｇ ａ ｔ ｓ ｅ ｌｗｉｅ ａ ｍ ｅ ｓ ｒ ｅ ｈ — ｈ ａ ｙ ｄ ｍａ ｅ ｐ ｒ ， ｔ ｅ ｒ ， ａ ｕ ｅ ｈ ｉ ｔ ｇ
定径 天轮组 合 的结构 ， 化 了平衡 相位 角 ， 位 夹角 优 极
系统 中 的主要耗 电设备 ， 降低抽 油机 系统 的能耗 ， 将
对油 田节 能增效产 生重 大 的影 响 。
和 结构尺寸 。针 对 易损 件 铜 丝绳 的失 效机 理 ， 出 提
１ 结构 特 点
新 型节 能抽 油机采 用变径 天轮 与定径 天轮相 固
ｕ ｐｒ ｐ ｅ ～ｗｈ ｅ ａ ｅ ｎ ｓ ｈ ｍ ｅ ｕ ． ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｅ ｌ ｓ ｂ ｅ ｃ ｅ ｄ ｏ ｔ Ｔｈ ｔ ｕ ｔ ｒ ｈ
ｏ ｔｍｉｅ ｈ ｑ ｉ ｂ ｉｍ ｈ ｓ ｎ ｌ ， ｌｉ ａｅ ｐ — ｐ ｉ ｚ ｓｔ ｅｅ ｕｌ ｒｕ ｐ ａ ｅａ ｇｅ ｕｔ ｉ ｍ ｔ ｏ
ＹＡ ＮＧ ｉ—ｔ ｏ Ｈａ ａ
（ ｒ ｉ ｎ ｔ ｔ ． ｒ ｉ ５ ０ ５ Ｃｈ ｎ ） Ｈａ ｂ ｎ Ｉ ｓ ｉ ｅ Ｈａ ｂ ｎ １ ０ ８ ， ｉ ａ ｕ ｔ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
编订：__________________
审核：__________________
单位：__________________
新型传动抽油机设计与研
究
Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The
Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.
Word格式 / 完整 / 可编辑
工作管理样本 | WORK MANAGEMENT
第2页/总7页
文件编号：KG-AO-7470-29
新型传动抽油机设计与研究
使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行
具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或
活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。
抽油机是油田用量最大的耗能设备。本文通过对
新型传动抽油机进行结构方案设计，使得该机构能够
大大降低运动能耗，达到节能的目的。
新型传动抽油机研究的背景
在油田开采中，抽油机使用量大，市场前景广阔。
但抽油机是油田最大的耗能设备，能源浪费问题严重。
因此，对抽油机提出了更高的要求。抽油机是有杆抽
油系统的地面动力传动设备，是构成“三抽系统”的
主要组成部分。抽油机的产生和使用己经有了一百多
年的历史。发展至今，抽油机的种类主要分为游梁式
抽油机和无游梁式抽油机两大类。就目前国内油田而
言，在机械采油井中，游梁抽油机仍为主要机型，它
以结构简单、制造容易、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
工作管理样本 | WORK MANAGEMENT
第3页/总7页
轻重的地位。但是，它的主要问题是能耗大，效率低。
通过改变结构，设计新型抽油机来提高其效率，
可达到节能目的具有远大发展前景。本课题研究的新
型传动抽油机，主要是利用齿轮齿条传动取代了原来
游梁抽油机的四连杆机构。这种传动方案不但简化了
机械传动过程，也能有效地提高效率，而且加大冲程
时整机外形尺寸和重量都增加得很少，特别是抽汲参
数可无级调整，为实现自动控制及满足采油工艺要求
提供了条件，是一种有发展前途的新型抽油机。
1.本课题具体研究内容
近几年来，抽油机节能问题已日益引起人们的重
视，国内的许多生产厂家正在不断地应用新技术，通
过进行结构优化设计和改进平衡方式等，实现抽油机
节能的目的，减小能源消耗，降低采油成本，己经有
一大批新型的抽油机相继投入油田开采。新型传动抽
油机取缔了常规游梁式抽油机的四连杆结构，齿轮齿
条机构可以独立完成传动和换向功能。
本论文具体研究内容：
工作管理样本 | WORK MANAGEMENT
第4页/总7页
1.1.新型传动抽油机方案结构设计，及抽油机工
作原理；
1.2.新型传动抽油机运动分析；
1.3.新型传动抽油机动力评价。
新型传动抽油机总体方案
长期以来，我国油田开发主要采用的游梁式抽油
机。尽管游梁式抽油机可靠耐用，但其运行效率低、
能耗大，使得原油开发成本高，不能适应“节能降耗”
发展的需求，而且常规型抽油机难以实现长冲程和大
负荷。因此各种新型的无游梁式抽油机应运而生，相
继问世，本文将介绍一种以齿轮齿条机构为传动机构
的抽油机，该抽油机具有传动结构简单，效率高，系
统可靠性高的优点，并可以实现冲程、冲次、上下冲
程时间在额定范围内连续可调的抽油机的设计。
1.新型传动抽油机结构方案
新型新型传动抽油机由SRD 电机、减速器、控制
器、齿轮齿条传动机构、抽油杆、刹车机构、抽油杆
夹持器、抽油机机身、抽油机支架等组成。
工作管理样本 | WORK MANAGEMENT
第5页/总7页
2.新型传动抽油机的工作原理
新型新型传动抽油机直接安装到井口上，抽油杆
杆贯穿齿条内通道，在齿条顶部通过抽油杆夹持器与
齿条固定，抽油杆在齿条内部没有滑动。电机通过减
速箱驱动主动齿轮，从而带动齿条与抽油杆上下循环
的做往复运动。每个冲程中，齿条通过没入到充满润
滑油的油池里进行润滑。
3.新型传动抽油机方案的结构特点
3.1.新型传动抽油机利用齿轮齿条传动取代了原
来游梁抽油机的四连杆机构，缩短了抽油机的传动链，
提高了传动效率。与链条换向式抽油机相比，链条式
抽油机结构复杂，换向机构寿命极短，冲程、冲次调
节困难。与直线电机抽油机比较，直线电机抽油机尽
管功能独特，智能化程度高，但是它的制造、使用成
本太高，是常规抽油机的六到七倍，新型传动抽油机
在可以实现冲程、冲数无级调整，上下冲程匀速运动
的基础上，制造使用成本小于常规抽油机的成本。
3.2.出于抽油机节能考虑，可以对抽油机悬点运
工作管理样本 | WORK MANAGEMENT
第6页/总7页
动规律进行专门的设计。为了克服惯性损失，抽油机
需要配置较大的功率。
3.3.传统的抽油机平衡依据的原理均是使电机上
下冲程做功相同，或使抽油机减速箱曲柄轴上下冲程
输出最大扭矩相同。而本项目所设计的抽油机的平衡
系统采用了一种超级电容功率平衡方式对抽油机工作
进行平衡。其原理是在通用抽油机电路中增设了超级
电容储能模块与充放电控制单元，将抽油机下冲程产
生的重力能量以电能的形式存储，并在抽油机上冲程
释放、做功。
3.4.由于新型传动抽油机采用了齿轮齿条机构，
不需要外部的运动形式转换机构，所以机架设计成一
种一体式结构，这种设计结构简单，占地面积小，理
论排量适应范围宽，便于控制，具有较好的适应性，
能适应多种自然地理条件抽油的需要。
本文提出了齿轮齿条传动抽油机的设计方案，研
制了新的抽油机系统结构，提高了系统效率，使抽油
机的工作性能和节能指标都有了很大的提高。
工作管理样本 | WORK MANAGEMENT
第7页/总7页
近年来国、内外有关专家研制了许多新型抽油机。
但抽油机以后的发展趋势主要向高适应性、低能耗、
自动化和智能化方向发展。希望我的研究能带给这个
这个行业更多效益、更多便捷。
请在这里输入公司或组织的名字
Enter The Name Of The Company Or Organization Here