游梁式抽油机设计【优秀毕业论文 答辩通过】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目录 前言 . 3 第 1 章 选题背景 . 5 究目的和意义 . 5 内外抽油机的发展概况 . 6 外抽油机的发展概况 . 6 内抽油机的发展概况 . 8 梁式抽油机的特点、现状和发展趋势 . 10 第 2 章 总体方案设计 . 13 油机的基本工作原理 . 13 油机的基本简图 . 14 油机设计原理的确定 . 15 油机总传动方案： . 18 衡方式的确定 . 19 装尺寸与机构相关参数 . 20 第 3 章 基本参数的确定 . 21 梁式抽油机的运动学分析 . 21 何尺寸分析 10 . 22 点的位移、速度、加速度的分析 . 24 梁式抽油机悬点载荷计算 . 26 点动载荷的大小和变化规律 . 33 点的最大载荷和最小载荷 . 35 擦力对悬点载荷的影响 . 36 梁抽油机的抽汲工况 . 38 梁式抽油机减速器曲柄轴净扭矩的计算 . 38 梁式抽油机扭矩特性参数 . 41 梁式抽油机电机功率的确定 . 43 梁式抽油机的平衡计算 . 46 第 4 章 变速机构的传动比分配及其结构确定 . 47 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 速机构的传动比分配 . 47 第 5 章 主要部件的设计 . 49 柄 . 49 杆 . 49 梁 . 50 头 . 51 梁 . 52 规游梁抽油机装配体 . 53 参考文献 . 55 致谢 . 56 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 前言 油田开采原油的方法分为两类：一类是利用地层本身的能量来举升原油，称为自喷采油法，常见于新开发且储量大的一些油田；另一类是到了油田开发的中后期，地层本身能量不足以使原油产生自喷，必须人为地利用机械设备将原油举升到地面，称为人工举升采油法或机械采油法 1。 上述采油方法中不利用抽油杆传递能量的抽油设备统称为无杆抽油设备，利用抽油杆上下往复进行驱动的抽油设备统称为有杆抽油设备。利用抽油杆旋转运动驱动井下单螺旋泵装置，虽然也有抽油杆，但习惯上不列入有杆抽油设备 3。 有杆泵采油技术是应用最早也最 为广泛的一种人工举升机械采油方法。有杆抽油系统主要有三部分组成：一是地面驱动设备即抽油机，它由电动机、减速器和四连杆机构 (包括曲柄、连杆和游梁 )等组成：二是井下的抽油泵 (包括吸入阀、泵筒、柱塞和排出阀等 )，安装于油管的下端：三是抽油杆，它把地面驱动设备的运动和动力传给井下抽油泵。 抽油机是一种把原动机的连续圆周运动变成往复自线运动，通过抽油杆带动抽油泵进行抽油的机械设备。游梁式抽油机是机械采油设备中问世最早的抽油机机种， 1919 年美国就开始批量生产这种抽油机。 游梁式抽油机，也称梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油 机，指含有游梁，通过连杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，俗称磕头机。 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 对于本次研究的抽油机设计，主要是通过自我认识和学习的知识，对抽油机设计有个全方位的了解和认识，在设计中不仅要完成抽油机的设计，同时也是通过对抽油机设计，了解设计的基本常识。本次抽油机的设计，主要包含抽油机的整体设计：抽油机的四杆机构、电动机选取、运动分析、 V 带的选择以及各种工作参数的选择等。对包括抽油机在内的有杆采油系统悬点载荷计算进行研究，对抽油机的电机功率的选择。根据游梁式抽油机四连杆机构的几何关系和运动特点，对游梁式抽油机的几何结构 、运动参数、动力特性等进行分析。对抽油机的主要零部件（游梁、连杆、曲柄）强度校核。本次设计不仅是一次抽油机设计，对以后的设计也有这很大的帮助。攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 1 章 选题背景 究目的和意义 游梁式抽油机是国内外石油工业的传统采油方式之一，在我国石油开采中有杆抽油系统一直占主导地位。在我国各油田中，大约 80%以上的油井采用有杆抽油系统。游梁式抽油机以其结构简单、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轻重的地位。 但游梁式抽油机也存在很多缺点，如系统的效率低、能耗大、抽油时间 以及平衡性能差等。其中，游梁式抽油机的主要问题是能耗大，效率低。我国油田在用的常规型游梁式抽油机系统效率较低，其平均系统效率仅有 16% 23%。因此，有杆抽油系统的节能问题已成为国内外研究者关注的热点和重点，油田推广应用各种节能型抽油机、电机及电控箱，虽然这些节能产品的使用提高了抽油机井系统效率，但也随之产生一些问题，如它们能否组合使用 ,组合使用后的节能效果是否是单个节能产品节能效果的算术叠加等。因此，研究游梁式抽油机连杆机构尺度优化及结构设计问题具有非常重要的经济效益和社会意义。 游梁式抽油机是油田目前主 要使用的 抽油机 类型之一，主要由了驴头 游梁 连杆 曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。工作时，电动机的传动经 变速箱 、曲柄连杆机构变成 驴头的上下运动，驴头经 光杆 、 抽油杆 带动井下 抽油泵 的柱塞作上下运动，攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 从而不断地把井中的原油抽出井筒。 游梁式抽油机是一种变形的四杆机构，它是以游梁支点和曲轴中心连线做固定杆，以曲柄、连杆和游梁后臂为 3 个活动件的曲柄连杆机构，该连杆机构各杆件尺寸的不同组合将会直接影响抽油机的动力性能，我们将就此连杆机构的尺度综合问题展开谈论，在其他设计参数一定的情况下，通过优选杆长组合来讨论抽油机的重要质量指标 悬点加速度的变化情况，从而进一步判断抽油机的性能优劣。 为了判断游梁式抽油机的动力性能优劣，提出了游梁式抽油机连杆机构尺度综合优选方法。建立尺度综合的数学模型，对尺度进行综合的优选 。并据此对抽油机的运动特性进行分析。根据悬点的系列位移、速度及加速度曲线，对抽油机的运动特性进行分析。用最优尺度综合产生的抽油机悬点最大加速度曲线变化更加平稳，峰值更小；以此设计的抽油机运动更加平稳，有一定的节能效果，该方法也可用于类似四连杆机构的设计。 外抽油机的发展概况 在国外，研究开发与应用抽油机已有 100 多年的历史。在这一百多年的采油实践中，抽油机发生了很大的变化，特别是近 20 年来，世界抽油机技术发展较快，先后研究开发了多种新型抽油机。起特性主要有以下九个 方面： (1) 为了适应各种地质油藏条件和采油的工况 ， 研制与应用了液攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 压缸式抽油机、气压缸式抽油机、长冲程低冲次抽油机和螺杆泵采油系统等。 (2) 为了满足陆地、城市、农村水利喷灌区、山区、沼泽、森林地带、沙漠地区、浅海和海滩、海洋地区和更复杂地区抽油的需要 ， 研制与应用了低矮型抽油机、城市抽油机、前置式抽油机、前置式气平衡抽油机、紧凑型抽油机、两点式抽油机和井架型抽油机等。 (3) 为了适应垂直井、斜井、丛式井和水平井抽油工况 ， 研制了斜井抽油机、丛式井抽油机、双驴头抽油机和高效能丛式井抽油机等。 (4) 为 了满足稠油和深井开采的需要 ， 研制与应用了各种大型抽油机。例如常规型抽油机最大载荷 160置式抽油机最大载荷193置式气平衡抽油机最大载荷 213 (5) 为了提高抽油系统效率 ， 减少抽油机动载荷与振动载荷 ， 研制了增大冲程游梁抽油机和增大冲程无游梁抽油机及长冲程无游梁抽油机 (分立式和卧式两种 )。 (6) 为了提高采油经济效益 ， 降低能源消耗 ， 减少抽油成本 ， 研制与应用了各种新型节能抽油机和节能部件。例如异相型抽油机、前置式抽油机、前置式气平衡抽油机、大圈式抽油机、轮式抽油机、全胶带传动抽油机、井架 型抽油机、滚筒式抽油机、缸体式抽油机、玻璃钢抽油杆用抽油机、自动化抽油机和智能抽油机等。节能部件有 ： 高转差率电动机、天然气发动机、抽油机节能控制柜、窄 V 联组胶带、同步胶带、齿型胶带等。上述抽油机和部件能节电 10% 50%。 (7) 为了提高抽油机精确平衡效果 ， 达到节电和提高抽油机运动攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 平稳性与使用寿命 ， 研制与应用了各种平衡方式抽油机。例如变平衡力矩抽油机、气平衡抽油机、气囊平衡抽油机、双井平衡抽油机和自动平衡抽油机等。 (8) 为了满足边远地区没有电源的抽油井试油或采油以及间歇抽油的需要 ， 研制与应用了 车装式抽油机 ， 采用天然气发动机或汽油机、柴油机驱动抽油机 ， 具有使用移动灵活等特点。 (9) 为了提高采油效率 ， 实现自动化开采石油 ， 研制与应用了各种自动化抽油机和智能抽油机 ， 采用先进的微机系统控制、检测和诊断抽油机运行与故障 ， 以确保高效安全经济抽油。 内抽油机的发展概况 我国游梁式抽油机的制造虽然只有 40 多年的历史，但发展很快。目前已有生产厂家三十多个，抽油机的规格有十余种。 国内抽油机按起传动、换向系统和平衡方式分类，主要有以下几种： (1)常规游梁式抽油机及其改型抽油机 常规游梁式抽油机 是油田生产的主力机型，最大的冲程为 6 米。该机构简单，机械换向简单，机械换向平稳；同时在传动件中很少使用寿命较短、可靠性较差的扰性构件，因此使用和维护都比较简单，可靠性也高，是现有各抽油机中最成熟的机种，且适用于全天候工作，至今在众多有杆式抽油机的应用中仍占据主导地位。 (2)四杆传动机构抽油机 这类抽油机主要是以曲柄滑块机构为主机够的增程式、浮动轮式攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 等几种。但该抽油机结构复杂，安装维护困难，目前在油田应用很少。 (3)六杆机构的抽油机 为了克服四杆机构抽油机的缺点，有研制了数种采用六杆传动机构的抽油机。但这 种机型结构复杂，可靠性不高，动力性改善并不明显。 (4) 滚 筒式抽油机 滚筒式抽油机是利用换向机构驱动滚筒正、反转，并带动柔性见饶国天轮驱动悬点做上、下往复运动的抽油机。这类抽油机没能在油田大面积推广，原因是换向系统的可靠性和寿命较低，而且冲击和噪音大，平衡困难。 (5)链条式抽油机 链条式抽油机是利用轨迹链条上的特殊链节，带动往返架往复运动，从而驱动悬点上、下运动的抽油机。平衡方式主要是气平衡和重块平衡。但前者存在密封和失载保护等问题，故障率高；后者惯性载荷大，链条和特殊链节的受力情况恶化，故障率较高。而 且该类抽油机维修费用大大高于常规型游梁式抽油机。 (6)液压式抽油机 它是以液压传动技术为特征的抽油机。它可以最大限度地发挥油井产能，延长地面和井下设备的使用寿命，具有很好的产油经济性。但在国内，由于液压元件制造水平的制约，液压抽油机可靠性不高，维护比较困难，故起发展比较迟缓。 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 梁式抽油机的特点、现状和发展 趋势 游 梁式抽油机是有杆抽油设备系统的地面装置，它由动力机、减速器、机架和四连杆机构等部分组成。减速器将动力机的高速旋转运动变为曲柄轴的低速旋转运动。曲柄轴的旋转运动经由四连杆机构变为悬绳器的往 复运动。悬绳器下面连接抽油杆柱，由抽油杆柱带动抽油泵柱塞（或活塞），在泵筒内作上下往复直线运动，从而将油井内的油液举升到地面。 游梁式抽油机具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点。技术参数符合 中华人民共和国 行业标准 5044游梁式抽油机和 美国石油协会 准，技术成熟。主要特点： 1、整机结构合理、工作平稳、噪音小、操作维护方便； 2、游梁选用箱式或工字钢结构，强度高、刚性好、承载能力大； 3、减速器采用人字型渐开线或双圆弧齿形齿轮，加工精度高、承载能力强，使用寿命长； 4、驴头可采用上翻、上挂或侧转三种形式之一； 5、刹车采用外抱式结构，配有保险装置，操作灵活、制动迅速、安全可靠； 6、底座采用地脚螺栓连接或压杠连接两种方式之一。 抽油机的发展趋势主要朝以下几个方向 6 9： （ 1）朝着大型化方向发展 随着世界油气资源的不断 开发，开采油层深度逐年增加，石油含水量也不断增加，采用大泵提液采油工艺和开采稠油等，采用大型抽油机。所以，近年来国外出现了许多大载荷抽油机。例如前置式气平攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 衡抽油机最大载荷 213囊平衡抽油机最大载荷 227，将来会有更大载荷抽油机出现。采用长冲程抽油方式，抽油效率高、抽油机寿命长、动载小、排量稳定，具有较好的经济效益。如法国 0m， 司抽油机最大冲程 （ 2）朝着低能耗方向发展 为了减少能耗，提高经济效益，近年来研制与应用了许多节能型抽油机。如异相型抽 油机、双驴头抽油机、摆杆抽油机、渐开线抽油机、摩擦换向抽油机、液压抽油机及各种节能装置和控制装置。 （ 3）朝着高适应性方向发展 现在抽油机应具备较高的适应性，以便扩宽使用范围。例如适应各种自然地理和地质结构条件抽油的需要；适应各种成分石油抽取的需要；适应各种类型油井抽取的需要；适应深井抽取的需要；适应长冲程的需要；适应节电的需要；适应精确平衡的需要；适应无电源和间歇抽取的需要；适应优化抽油的需要等。 （ 4）朝着长冲程无游梁抽油机方向发展 近年来国内、外研制与应用了多种类型的长冲程抽油机，其中包括增大冲程游梁 抽油机，增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机。实践与理论表明，增大冲程无游梁抽油机是增大冲程抽油机的发展方向，长冲程无游梁抽油机是长冲程抽油机的发展方向。 （ 5）朝着自动化和智能化方向发展 近年来，抽油机技术发展的显著标志是自动化和智能化。 司、 司等研制了自动化抽油机，攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 具有保护和报警功能，实时测得油井运动参数及时显示与记录，并通过进行综合计算分析，推得出最优工况参数，进一步指导抽油机在最优工况抽油。 司智能抽油机采用微处理机和自适应电子控制器进行控制 与检测，具有抽油效率高、节电、功能多、安全可能、经济性好、适应性强等优点。 目前我国大多数油田己相继进入了开发的中后期，油井逐渐丧失自喷能力，基本上己从自喷转入机采。 80 年代初，我国拥有机采油井 2 万口，占总油井数的 机采原油产量占总产量的 27 %， 2000 年我国油气田共有抽油机采油井约 8 万口，占油田总井数的90%。在这些机采油井中，采用抽油机有杆式抽油的占 90%，采用电潜泵、水力活塞泵、射流泵、气举等其它无杆式抽油的只占 10%。 总而言之，抽油机将朝着节能降耗并具有自动化、智能化、长冲程、大载荷 、精确平衡等方向发展。攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 2 章 总体 方案设计 油机的基本 工作 原理 抽油机是从井下举把原油抽取到地面的主要采油设备之一。经常用到的有杆抽油设备一般由三部分组成： 一是地面驱动设备即抽油机； 二是井下的抽油泵，它悬挂在油井油管的下端； 三是抽油杆，它将地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵。 抽油机主要是由电动机驱动，经减速传动系统和执行系统（将转动变换为往复移动）带动抽油杆及抽油泵柱塞作上下往复移动，从而实现从井下把原油抽取到地面的目的。 抽油机的基本工作原理图如下： 图 2油机的基本工作原理图 当悬点（抽油杆） 在 上冲程 的时候 ，抽油杆柱 将带动油栗活塞向攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 上 ，油泵的游动阀（排出阀）受 到阀自重和油管内液柱压力的作用从而关闭，同时 提升柱塞上部的液体。 此时 柱塞下面的泵筒空间内里的压力降低 了，当它的 压力 比 套管压力 小时，这个空间的液体会把油泵固定阀（吸入阀） 顶开而 进入抽油泵活塞上冲程所让开的泵筒空间；当柱塞向下 时，油泵的固定阀靠 着自身重量下落而关闭，泵筒内的液体被 压缩，在柱塞继续 向下行进的 过程中，泵内的压力 在 不断 增加，当泵内压力比 油管内液柱压力 高 时， 就将顶开油泵的游动阀使 泵筒内的液体 进入油管内。由于油泵柱塞在抽油的带动下，连续做上下往复运动，因而油泵的固定阀和游动阀也将交替完成抽油泵的抽吸工作循环。概括地说：柱塞上行时，将柱塞之上的液体排入输油管线，将泵外的液体吸入泵内；柱塞下行时，将柱塞之 下油泵内的液体吸入柱塞之上的油管内。这样周而复始地工作时候，原油就将被源源 不断的采出。 油机的基本 简图 电动机由 皮带和减数器带动曲柄作匀速圆周运动，曲柄 则 通过连杆带动四连杆机构的游梁以支架上中央轴承为支点，做上下 的 摆动，使得 带动游梁前端的驴头悬点连接抽油杆柱、油泵柱塞做上下往复直线运动，实现机械采油。 抽油机设计的基本原理图如下： 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 1234567； 8 910111213； 14 图 2油机的 基本简图 抽油机整体动力传动顺序确定为：由电动机 （ 14）转速通过 13）带动减速箱（ 11）减速后，由四连杆机构 (曲柄 (10)、连杆 (8)、横梁 (7)、游梁 (5)把减速箱输出轴的旋转运动变为游梁驴头 (4)的往复运动。用驴头 (4)带动抽油杆做上下往复的直线运动。 油机设计原理的确定 目前，常规的游梁抽油机一般都采用的是四杆机构原理。现在国内外游梁式抽油机使用的四杆机构的循环主要有三种：对称循环、近似对称循环和非对称循环。采用近似对称循环四杆机构。 游梁式抽油机四杆机构 简单示意如图 2原理图 2 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 2单 示意 图 图 2理图 P 点表示悬点位置； 表示输入端，与减速器输出端相连，逆时针方向旋转； 示输出端； 示机架； e 为悬臂长度，通常取 e/c= 行程 S 等于 对于 过的角度与 e 的乘积。 选择 近似对称循环四杆机构 它主要的 参考 参数范围如下 ： （ 1）传动角 ： 最大传动角 和最小 近似对称于 90 ，故 150145m a x ， 3530m 。 （ 2）极位夹角 ： 54 （ 3）游梁最大摆角 ： 4643m 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 4）基杆倾斜角 : 可取 4232 22 （ 5） 5 下上 （ 6）悬点下死点时曲柄初始角 ： 54一般小于 （ 7）各杆长之间相对时间限制： ， ， 后前L ，若 ，可取 后前若a x 后前 。 由于最大冲程 ，所以各个杆长之间存在以下关系： 由 于 本 设 计 的 最 大 冲 程 ， 所 以 ， 在 此 取。小 且取 ，则其他杆长为： 后后前小买对应的 纸 14951605 或 1304139763 此外， )(22222 后 式中： R 曲柄半径， m； 后L 游梁后臂长度， m; 前L 游梁前臂长度， m; L 连杆长度， m； J 基杆长度（从曲柄旋转中心到游梁支点的距 离） m； 油机 总传动方案 ： 常用传动机构的一般布置原则： （ 1）带传动具有结构简单、传动平稳、缓冲吸振能力强、价格低廉等特点，宜布置在高速级。 （ 2）链传动运转不平稳，有冲击，宜布置在低速级。 我们可以根据抽油机抽油杆的上下往返直线运动特征、冲程次数、冲程大小、悬点最大负荷、安装件等要求和抽油机工作原理，可分析出游梁式抽油机的运动系统方案有三大组成部分： 用 V 带传动的多级减速器； 似于一种变形的四连杆机构。 由于抽油机功率大，冲次小，传动比大等 特点，决定采用以下总体方案，如框图所示： 初步的设计传动方案选择如图 2 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 2动方案 根据游梁式抽油机的工作要求和特点： 抽油机长期在野外工作，且为 24 小时连续运转； 抽油机要求运动平稳、使用寿命长、效率高等。 最终选择的传动方案 二级圆柱 斜 齿轮减速器。 选择 V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。传动装置的总效率 1 2 3 4 1 为 V 带的效率， 2 为第一对轴承的效率， 3 为第二对轴承的效率， 4 为第三对轴承的效率， 5 为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为 6 级精度，稀油润滑）。 衡方式的确定 目前，国内外采用的机械平衡方式主要有：曲柄平衡、游梁平衡和复合平衡。 1游梁平衡：在游梁的尾部装设一定重量的平衡板，这是一种简单攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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。 由于本抽油机是短冲程、变冲次的工况要求，所以采用曲柄平衡。而曲柄平衡较游梁平衡来说，调整更加方便。 装尺寸与机构相关参数 （ 1）游梁支撑到底座的高度 2 6m （ 2）执行机构的行程速度比系数 3）减速器输出轴中心到底座的高度 4）曲柄半径： 规游梁式抽油机零部件关系框图如图 2 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 2规游梁式抽油机零部件关系框图 第 3 章 基本参数的确定 梁式抽油机的运动学分析 游梁式抽油机的运动学分析的目的：对应于抽油机某一曲柄旋转角速度，求 出驴头及各铰接点的位移、速度和加速度随时间或曲柄旋转角的变化规律，为进行载荷、扭矩等的动力学分析和计算提供数据。 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 何尺寸分析 10 3 4油机运动机构示意图 从图 3的如下关系 ) （式 3 22 （式 3 222 c o （式 3 在三角形和中分别运用余弦定理和正弦定理可得： )s r c s 2 （式 3 )2a r cc o s ( 2223 （式 3 )2a r c c o s ( 2224 （式 3 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 ar c co （式 3 )2a rc c o s ( 222 （式 3 式中： 曲柄转角，以曲柄处于铅垂向上作为零度，沿顺时针方向度量； 2 3 4 各杆件的参考角，各角均从基杆算起，并且沿逆时针方向取正值； 曲柄半径； 连杆长度； 游梁后臂长度； 基杆长度； 游梁前臂长度； 基杆的水平投影； 与线的夹角； 与线的夹角； 由上图还可的到如下关系： （式 3 )(a r c c o a x （式 3 )(a r c c o i n （式 3 式中： 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 与线的夹角； 悬点处于下死点位置时，游梁后臂和基杆之间的夹角； 悬点处于上死点位置时，游梁后臂和基杆之间的夹角； 点的位移、速度、加速度的分析 从上图还可以看出，对应任一 时的悬点位移 下死点作为况的起始点 )为： i=A（ m a x ） （式 3 式中： 游梁前臂长度； i 对应任一 时的游梁位置与悬点处于下死点时游梁位置的夹角。 悬点冲程为： （ ） （式 3 式中： 对应于悬点处于上、下两死点位置时游梁两位置的夹角。 图 3各矢量有如下关系： (式 3 上述矢量方程用复变量可表示为： 432 （式 3 将上式两边对时间求导可的： 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 432 432 （式 3 或 444433332222s i nc o ss i nc o ss i nc o s（式 3 令方程两边实部和虚部对应相等，则可的如下方程组： 443322 c o sc o sc o s （式 3 443322 s （式 3 求解上述联立方程，可求得连杆及游梁运动的角速度 3 、 为： )s )s 43243 （式 3 )s )s 43232 （式 3 由于 2 =，所以连杆和游梁的角速度为： )s )s 43243 L （式 3 )s )s 4323 （式 3 式中 曲柄旋转的角速度， s 30 n （式 3 式中 n 曲柄的转速， r/上式对时间 t 求导，可的连杆及游梁运动的角加速度 3 、 为： )c )()c )( 242443432233 （式 3 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 )c )()c )( 323243432244 （式 3 式中 2 = 2 当曲柄匀速转动时， 2 ，则 3 、 为 )c o t ()()c o t ()( 4343242433 （式 3 )c o t ()()c o t ()( 4343323244 （式 3 当曲柄匀速转动时，则悬点速度及加速度可有下式计算 （式 3 4 （式 3 梁式抽油机悬点载荷计算 当游梁式抽油机通过抽油杆的上下往复运动带动井下抽油泵工作时，在抽油机的驴头悬点上作用有下列几类载荷： (1)静载荷 包括抽油杆自重以及油管内外的液体静压作用于抽油泵柱塞上的液柱静载荷。 (2)动载荷 由于抽油杆柱和油管内的液体作非匀速运动而产生的抽油杆柱动载荷以及作用于抽油泵柱塞上的液柱动载荷。 (3)各种摩擦阻力产生的载荷 包括光杆和盘根盒间的摩擦力、抽油杆和油液间的摩擦力、抽油杆 (尤其是接箍 )和油管间的摩擦力、油液在杆管所形成的环形空间中的流动阻力、油液通过泵阀和柱塞内孔的局部水力阻力，还有柱塞和泵筒之间的摩擦阻力。 攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 3油机有杆泵运动 1 个周期内的 4 个阶段 1 抽油杆 ; 2 油管 ; 3 泵筒 有杆泵的具体运行过程： 轮箱降低输出角速度同时提高输出转矩。 柄是通过联接杆连接游梁的，游梁提升和沉降活塞。驴头在最 低位置的时候，标志着下冲程的止点。可以注意到曲柄和连接杆此时在一条直线上。 之油背举升。在上止点，所有的铰链在一条直线。这种几种结构局限了连接杆的长度。 阀是液体流动驱动开闭的。 上冲程中，动阀关闭静阀开启。活塞上部的和内部的液体从套管中被提升出去，同时外部液体补充进来。下冲程，动阀开启阀法关闭。液体流入活塞而且没有液体回流油井。 点静载荷的大小和变化规律 分别对上冲程、下冲程、下死点和上死点进行分析（如下图攀枝花学院本科毕业设计 买对应的 纸 14951605 或 130413976