机械毕业设计（论文）开题报告-游梁式抽油机的设计.doc

- -长江大学毕业设计(论文)开题报告题 目 名 称 CYJY12-4.8-73HB型抽油机设计 题 目 类 别 设 计 学 院 （系） 机 械 工 程 学 院 专 业 班 级 农机职3031班 学 生 姓 名 邵 海 姣 指 导 教 师 华 剑（讲师） 辅 导 教 师 华 剑（讲师） 开题报告日期 2007.3.26 开题报告CYJY12-4.8-73HB型抽油机设计一、题目来源本题目来源于生产/社会实践。二、研究目的和意义 抽油机性能优劣的评价方法的研究是近几年国内抽油机研究的重点之一，抽油机性能的优劣可以从以下几个方面来评价： a.传动系统的转速变化； b.整机质量和结构尺寸； c.运动机构的可靠性； d.费用指标； e.运动和动力性能。 按照上述指标对抽油机进行考察，人们发现，游梁式抽油机在中、低冲程时具有可靠性高，价格低和维护工作方便等优点，而且该机结构简单，使用和制造方便，因此，抽油机虽然品种较多，但真正在油田大面积使用的还是常规型游梁式抽油机，它是油田中、低冲程，中、高冲次抽油机的主力机型。但是，常规机的耗能大，费用支出较高。据统计，我国在役常规型抽油机占抽油机总数的50%60%，其耗电量约占油田总耗电量的20%30%，是油田的主要耗电大户。 随着我国市场经济不断发展和加入WTO，市场开放程度越来越大，这导致了国外大量的廉价石油石化产品进入，竞争更加激烈，市场价格下降，严重影响了我国石油石化工业的经济效益。为提高市场竞争力，油田企业必须加大资金投入，采用新型节能型抽油机，或者降低各种成小抽油机的周期载荷系数，提高抽油机的工作效率，同样达到节能的目的。同时，利用计算机仿真技术，可以求得抽油机在任意位置的悬点载荷、速度、加速度和减速器输出轴扭矩以及抽油机构件各关键点的位移、速度、加速度和受力，从而可以动态地分析抽油机的运动和受力变化情况，不仅大大减少了设计时间，而且在设计阶段就可预知抽油机的结果，避免了浪费大量的人力、物力和时间，减少了设计成本、试验成本和生产成本。所有这些，都将可以获得很可观的经济效益和社会效益，这是近阶段提高我国石油市场竞争能力的一条现实的也是行之有效的途径。三、主要参考文献及资料名称1 冯耀忠，李光，韩炜，国外抽油机技术的新发展（一），石油机械，2000，28（10）：58602 冯耀忠，李光，韩炜，国外抽油机技术的新发展（二），石油机械，2000，28（10）：58603 张连山, 国外抽油机发展趋势， 国外石油机械,1996，7（3）：28354 张连山, 我国抽油机的发展趋势，钻采工艺,1996，19（6）：4146 5 Hamacher H W,Nickel S. Rest ricted planar location problems andapplicationsJ . Naval Research Logistics ,1995 ,42 (8) :967O992。6 齐俊林，郭方元，黄伟，孙应民，游梁式抽油机分析方法，石油学报，2006.6,27（6）：1161247 郭登明，艾薇等，抽油机设计计算软件的开发，石油机械，2003，增刊（31）：26288 万邦烈，采油机械的设计计算，北京：石油工业出版社，1988：1012，47609 汤淑文, 谭英杰。 游梁抽油机动平衡精确分析 J 。 石油学报,1994。10 王常斌,陈涛平,郑俊德。 游梁式抽油机运动参数的精确解J 。 石油学报。11 王尚元,唐卫军,李志诚,等。 新型摆杆式游梁抽油机J 。 石油矿场机械。12 姜道民,王素玲,李运福,等。 新型摆杆式游梁抽油机的性能分析J 。 大庆石油学院学报,2003。13 邬亦炯,刘卓钧,赵贵祥,等， 抽油机M。 北京:石油工业出版社,1994。14 董世民,张士军。 抽油机设计计算与计算机实现M。 北京:石油工业出版社。15 张学鲁,季祥云,罗仁全。 游梁式抽油机技术与应用M。 北京:石油工业出版社,2001。16 李绪炎，李环，前置式游梁抽油机的设计计算方法，江汉石油学院学报，198910，11（3）：8392四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向4.1 国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160kN，前置式抽油机最大载荷193kN ；前置式气平衡抽油机最大载荷213kN。(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。4.2 国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）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。 综上所述，目前国内的抽油机虽然品种较多，但真正在油田大面积使用的也只有常规型游梁式抽油机。 今后，国内外抽油机主要向以下几个方面发展： a.朝着大型化方向发展b.朝着低能耗方向发展c.朝着精确平衡方向发展d.朝着高适应性方向发展e.朝着长冲程无游梁方向发展f.朝着自动化和智能化方向发展五本文主要研究的工作5.1 主要研究内容： CYJY12-4.8-73HB型抽油机的设计5.2 需要重点研究的关键抽油机运动学设计；抽油机动力学设计；抽油机主要零部件强度校核。5.3 解决思路从抽油机的基本原理入手，在弄懂其抽油基本原理后对其所需的各种参数做全面的分析。然后，了解此抽油机在设计过程中所需克服的技术困难和复杂因素，清楚此抽油机的应用情况和其经济价值。最后通过对此抽油机的工作原理，设计过程和应用价值有了充分的了解后，完成此CYJY12-4.8-73HB型抽油机的设计方案，设计方案和部分结构的设计。然后在根据所设计的抽油机画图。六 完成毕业设计(论文)所必须具备的工作条件及解决的办法1查询与游梁抽油机技术相关的参考书及近几年的中英文资料，了解近几年国内外所使用的各种抽油机技术和最新研究的抽油机。2.计算机绘制抽油机设计装配图和主要零部件图。3.老师的一些安排和辅导。七、工作的主要阶段，进度与时间安排根据毕业设计时间总体的安排，我将毕业设计的工作任务分为以下十个阶段：第一阶段, 初步了解毕业设计的各个方面并查阅有关抽油机技术的相关资料及文献，了解抽油机技术的特点、方式、方法，控制过程和国内外使用和最新研究的抽油机。第二阶段，详细综述游梁式抽油机在国内外的现状及发展趋势。(3月26-4月5)第三阶段，完成CYJY12-4.8-73HB型抽油机运动学设计。（4月6号-4月21号）第四阶段，完成CYJY12-4.8-73HB型抽油机动力学设计。（4月22号-5月7