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API 偏置 抽油机 设计 13 PDF 图纸 CAD 制图 文档

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内容简介：

Design of API Series Pumping UnitModel：RM912D-427-144 Student: lijingjing ，The College of Mechanical Engineering Supervisor: Guo dengming，The College of Mechanical Engineering【Abstract】The pumping units are one of important parts in exploitation equipments。Driving by the pumping units, the other equipments are running in order to achieve the mechanized exploitation of the oil well 。The unusual sharp beam-pumping unit is developed from the conventional beam-pumping units by the modification of crank and the optimization of size。 In this article, working routine and power-saving technology of the unusual sharp beam-pumping units will be introduced and the designing procedure, First，serial geometric calculation movement calculation and dynamic calculation of 4-bar rod of pump unit were finished accord to known design data and design standard to express law of motion of this kind of equipment。Second，process parameter was computed intensity of essential parts was checked and the selection of correlating equipments, such as electro-motor and reducing gearbox, sum up the characteristic in the performance. The end, working condition was analyzed and sketch was designed。In the middle of produce ,Excel was used to edit computational program。【Key words】Unusual sharp beam-pumping units Crank Strength Characteristic长江大学机械工程学院毕业设计外文翻译资料题 目：API偏置抽油机设计学 生：李晶晶学 院：机械工程学院专业班级：机械1033班指导教师：郭登明辅导教师：郭登明时 间：2007-4-1 长江大学机械工程学院教研室社会石油工程39800关于杆式抽油泵中紊流摩擦的预测美国塔尔萨社会石油工程成员J.Xu, S.A.Shirazi, Z.Schmidt和R.N.Biais及Doty博士。社会石油工程成员1998年著这篇文章是通过一个作者简述的社会石油工程计划选择二叠纪。现在，社会石油工程成员还没有回顾、作者还没有修正文章的内容。现在这份材料没有必要细想任何社会石油工程成员，办公室成员或职员的地位。也许现在社会石油工程编辑在公开回去社会石油工程会议。禁止电子再现，分类或为商业目的不顾社会石油工程成员所写内容精简这篇文章的任何部分。允许复印，但不允许缢离300个词语。图表可能不能够复制。摘要必须包括出自哪里和作者姓名的著作。社会石油工程P.O.,BOX833836,Richardson,TX75083-3836,传真：972-952-9435简介有杆抽油泵中摩擦力对检测和分析有杆泵系统装置有重大影响，该摩擦力是由活塞杆在流体中做往复运动产生的。现在有关管道中流量的研究都受到包含运动杆和联轴对层流平流的限制。由于低黏度流体和杆周围的联结使流体呈涡流状，所以在近期的研究中关于静止管壁和运动杆/联轴环形区域，简易模块使用混合长度方法相比流体动力学的计算编码计算效率更高，流体动力学的计算编码使用模型标准去检测有运动杆和联结环面的紊流摩擦系数，简化模型已发展到可去检测带有运动杆环面的紊流摩擦系数，这些模型结果彼此进行比较后得到有用数据，另外，在杆/联轴和流体间的摩擦系数按照以下4个参数可以描述为杆与管道半径的比值，联轴与管道半径的比值流体的雷诺值和相对杆的速度。绪论有杆泵体系早已有历史记录，在最有名和最有影响力的石油开采中的人工举升方法，直到20世纪50年代末，在动态数学模型方面才做出了足够努力并并取得了发展，该模型能够在检测有杆泵系统的性能中得到使用，先前的努力仍受到杆和流体的动态限制，流体的动态性不仅对层状流体有限制，而且受到臆测着的严格把握，紊流的粘性摩擦和库仑摩擦都在先前的研究中被忽略。在泵作用和低黏度流体的共同作用下，在管道系统和杆共同组成的环面中的流体是十分紊乱的（尤其是在泵作用系统中杆速度最大部分）。当然，联轴分布沿杆部分增加液体或气体的紊乱。根据实验的迹象和和理论的分析表明紊流的粘性摩擦在有杆中分布式的摩擦与杆的联轴是薄片状摩擦的几倍。因而，有必要说明杆式抽油泵系统的紊流摩擦模型在设计和方针方面的问题。在当今的工作中，计算流体动力学是用来分析管道系统和杆共同组成的环面中的紊流体问题。这个方法被用来预测杆、管道系统和联轴的摩擦系数。另外，一个简化的模型被用来预测杆和管道系统中的摩擦系数。数学模型图1阐述一个由固定环形系统、运动杆和联轴组成的环形区域的示意图。杆和联轴贯穿上部和下部，而流体主要流过上部。因此，在环面中的流体是自然复杂并且瞬时的。如同上述，计算流体动力学可以被用来预测流体瞬时的液压，但是计算很容易和现在计算机的性能完全混淆，所以，一些简单的设想用于发展对分析流体有效的解决方法。例如，假设流体既不以恒速向上或向下运动。这种假设非常简化计算流体动力学方法并促进了简化模型的发展。计算流体动力学方法用于验证简化模型的建议，同时用于评价连接杆因外形复杂而很困难完成的几何分析法的影响。由于验证数据与这相关问题都被限制，仅仅就是在这些特殊的情况可用，计算流体动力学使用的工具固定杆可提供低成本的可靠分析。简化方法和综合的计算流体动力学都被认为是种突破。综合计算流体动力学方法现今研究把商业中有用的计算流体动力学编码称为，计算流体动力学编码解决特殊领域中的调节流体平衡，流体在环形系统中形成紊流，需要紊流模型去检测流体区域。有些紊流模型可用于包括标准模型、低雷诺值的模型、RNG模型和雷诺压力模型。当今工作标准模型和低雷诺值翻译模型都被用来解决紊流或旋涡粘性。标准紊流模型使用动力学的能量k和它的消散比是有效的，而且被用来解决许多工程问题和复杂的几何问题。良种紊流模型都可以用来预测在移动杆和联合所组成的复杂的几何图形所在的几何区域中的紊流问题。低雷诺值紊流模型与紊流模型相比要求更多的格子要点，而且效率更低。因此，低雷诺值紊流模型被应用在这里仅仅是检验标准模型结果的精确性。计算流体动力学编码可以产生用数字表示的解决方法解决许多流体问题。为了保证数据的好的收敛性和格子不受约束的解决方法，应用流体动力学编码是该十分小心的。有效的模拟标准通过模拟预测和已知的文献（例如流体和管道流体）得到的实物实验数据比较容易掌握。流体环面是轴对称的，两个空间的格子用来仿真。简单的说，只考虑两个虚拟模型的连接。图2表述流体范围和格子的示意性在模拟中被考虑进去。例如一个模拟情况的杆和联轴的尺寸如下：杆长=25cm杆半径=0.011cm管道半径=0.031cm 联轴半径=0.023cm在指定边界的情况下，简言之，管道系统被认为是运动的杆而联轴认为是静止的，流体的流速（或物体的速度）在指定范围内。计算流体动力学方法用于计算平均管壁的剪切力和不同杆速的压力变化、环面几何学、联轴尺寸流体雷诺值。为了获得有用数据的集中和独立网格的解决方法，残余数据，所以所有变化都要小于，另外，作为第一个网格点在管壁附近，管道大于30，由于标准法选择5到20统一的交叉网格和150到200不统一的网格半径方向作为低雷诺值方法，轴向长度取管道直径的200倍（在里面充分发展水力流动的环境）。使用这些数字化条件将导致在使用不同的网格空间所获得的数据结果和使用不同的紊流模型方法检测获得的数据结果没有评估差异。简化模型计算流体动力学方法是合理灵活多变的，但他要求广泛的计算做支持。为了工程设计更有效的方法被采纳。一些工作存在于与我们目标相关的文献中，经验的综合为摩擦因素从特定的运动杆和联轴的薄片状流体实验数据中得到发展，Shigechi（史戈赤）发表了有关在铁路轨道中紊流和热传递的分析解决方案，通过Van Driest (梵.得瑞斯特)使用修改的混合长度原始的紊流模型的建议。这个模型从基本的理论原理方面被发展，他还能应用于解决一个简单数学模型的杆式泵中的摩擦因数。模型的基本方程起源于简化的平均时间Navier Stokes(耐维斯筹克斯)方程和假设涡流粘性。一个简单修改过的混合长度模型用于涡流流体，这个模型要求分配涡流的动力扩散率或者涡流粘性，速度v。方法是分配涡流粘性然后计算侧面的速度和管壁的剪切力就像管道中或者同中心的环形区中充满流体。但像这样先前的努力就像Shigechi et al（史戈赤）et al模型依靠一侧面的速度的假设造成一个0剪切力的粗糙的中段在管道与杆之间。这样的设想有效仅仅决定于轴向流体压力变化是否足够大或者杆的速度是否相对的小。在杆式泵系统中，要求流体要求流体压力变化慢是可能的但杆的速度却很高，这样的条件可能要求产生流体速度的侧面有个变形点（例如不是没有剪切力）而不是速度的侧面有个最小值（例如剪切力为0），这些条件可能导致先前的方法失败。出于这种考虑，一种新方法就是基于使用特定区域最小剪切力能使速度分布图有个变形点。这种方法可以用于克服在环形区域中所有可能产生速度分布的流体。作为一种新方法，当这个最小剪切力接近0时，速度分布图将产生一最小值（例如剪切力为0），这种方法与现在和以前的方法都一致。一些简化的设想被应用就是为了发展简化模型，例如杆的联轴没有包含在内。在摩擦系数中杆的联轴的影响的评价通过使用计算流体动力学模拟。简言之，这些假设应用于简化模型结构如下所述：1管道和运动杆都是同中心和圆柱坐标代替几何学。2管道和杆的表面都是光滑的。3环形区域的流体是完全的紊流流体。4流体所在的环境是稳定的。5流体的物理特性包括一个不可压缩的具有持续的物理理论的牛顿流体。6用流体剪切压力或一个最小化的剪切压力可以将管道系统和杆组成的环形区域分成里面和外面的区域。7为简化起见，所有的系数都源自于无量纲形式。上面的一些假设，1，2，3，4和5也被用于计算流体动力学仿真。精确发展了的、空间的、结合的、平均时间的模型，Navier Stokes(耐维斯筹克斯)公式可以写成： (1a)通过介绍旋涡扩散率动力的无量纲的形式的公式是： (1b) 式中定义值j=0符合外部流体区域，j=1符合内部流体区域。图3阐述了物体内部和外部区域位置。无量纲的剪切力在等式（1b），能表述为根据管壁剪切力和变化剪切力，在内部和外部流体区域之间加一简单的平衡力如图4所示：(2)式中定义值j=0（外部流体区域）用表示，j=1（内部流体区域）用+表示。管道表面的相对运动，杆表面和流体都影响紊流的发展，但不同情形在内部和外部会有不同的反应，如果轴向力倾斜度相对杆的运动足够大，则速度分布就是最小值（相当于没有剪切力）在内部和外部流体区域相互转换。另一方面，轴向流体压力倾斜度相对杆的运动足够小，而流体速度分布变化适合于创造一个变形点在内部和外部流体区域相互转换处，（相当于最小剪切力）。所以改变剪切力与0相当时： （3）改变剪切力最小时： （4）同样，当j=0（外部流体区域）用表示，j=1（内部流体区域）用+表示。涡流扩散率动力为了给涡流扩散率动力发展为一表达式，Van Driest (梵.得瑞斯特)模型被应用于亚表层和瑞查得（Reichardt）模型被应用于全面发展的紊流层。亚表层和全面发展的紊流层的物理位置见图4所示，涡流扩散率动力的方程式在亚表层为： .(5)这个公式适用于时，涡流扩散率动力的方程式在全面发展的紊流层为： （6）这个公式适用于时。边界情况的方程式（1b）:无量纲的速度相当于杆在内壁和固定管道在外壁： (7)连续条件。流体模型作为精确的描述将流体通道划分为两个独立区域：一个外部区域紊流中的机械装置非常相似在那有个圆形管，一个内部区域标准的侧面速度不再有根据模型假设涡流扩散侧面都是在内部和外部流体区域连续的变换。所以梵.卡门（Van Karman）常数值在内部区域时应该重新计算。为了保证涡流扩散持续在过度位置（）： (8)式中梵.卡门（Van Karman）常数在外部区域假设为其他的变化，就像速度和剪切力通过过度期的特定区域都应保持连续性（）。因而，为了完善模型就需要下面的公式。与无量纲的剪切压力相应的零点剪切压力模型是： (9)与无量纲的剪切压力相应的最小化剪切压力模型是： (10)流体速率连续性公式是： (11)然后，通过同时地解决公式（1b）和（11）可以掌握速率和剪切压力的分配。雷诺兹数字被定义为：雷诺编码和摩擦因数详细说明雷诺兹数 (12)使用精确的平均流体速度和介绍我们的无量纲参数，上面的公式可以写成如下形式：(13)摩擦系数被定义为： (14)通过掌握公式（14）和一个力平衡可以完成一个无量纲的形式摩擦系数： (15)当无量纲的半径比率被灵活的解决之后，与杆和管道系统相应的摩擦系数将可以被计算： (16)上式中“+/-”符号在剪切力为0的模型情况下为正，在剪切力为最小值的模型时为负。方程（11）和（13）用于解决无量纲变量。将方程（2）和（10）代入方程（1b），方程（1b）可用西朴深（Simpon）的方法 迭代法求解，去获取速度分布图。剪切力分布和3个参数取不同值时，考虑两种情况的典型结果的摩擦系数。因为表面粗糙度在该研究中没有被考虑，所以在杆/联轴和流体间的紊流摩擦系数能用以下四个参数表示：相对杆速，杆与管道半径比，联轴与管道半径比和流量雷诺值Re。结果许多不同情况都是使用计算流体动力学的方法和简化模型法去获取结果。通过简化模型，摩擦系数都用方程（15），（16）计算。杆和管道的摩擦系数都基于平均剪切力的分布，用计算流体动力学的方法得到。流体动力学的方法获得的结果靠改变流量雷诺值，相对杆速，上下冲程范围和两个不同杆，联轴和管道的几何尺寸来实现。所有模拟结果都列在表格1中。杆、联轴和管道的层流平流和紊流的摩擦系数也同样可用以下四个参数来表示。相对杆速，杆与管道半径比，联轴与管道半径比和流量雷诺值Re（表面粗糙度不考虑）。联轴的摩擦系数计算基于作用在联轴上的作用力（或压力）的比例关系 (17)使用简化模型检测情况（1）：图5表示在环形区域内不同杆速检测到的速度分布。无论杆速下降还是流量下降或者杆的向上速度相对流体的向上速度不足够大，那样剪切力为0的模型是有根据的，除此之外情形，速度分布检测在图5中有个最大值相当于剪切力为0，在这些情况下，流体速度分布不再显示杆与管道间的最大值，取而代之，出现了一个变形点，所以最小剪切力模型必须被用上了，现在作用在杆上的剪切力方向与运动杆的方向相反。图7表示杆与管道剪切力的比，上冲程的相对速度（），所以联合以上情况，当相对杆速由负值到正值的转变时，与此同时作用在杆上的作用力下降到0（相当于杆和流体同时运动的情况），然后他继续下降成为一个负值。简化模型检测与试验数据和计算流体动力学编码的比较有用的实验数据存在于流体文献中，通过环形缝隙对特殊情况的限制，相当于静止杆。但是对局部有效的计算流体动力学模型使用由（Park），卡特诺（Kaetano），未里夫（Waleev），和瑞聘（Repin）收集起来的数据是可能的。简化模型和算流体动力学编码都进行模拟这些数据，计算流体动力学编码和两个实验数据设置与用简化模型检测杆的摩擦系数非常一致，如图8所示。尽管没有实验数据存在类似于运动杆的情况，但简化模型使用混合长度方法去检测（用点表示）是可以比较的。图9阐述了杆的摩擦系数，通过很多模型聚集在一起。观察杆的摩擦系数，减小并伴随杆的相对速度上升，在层状流体区域所有模型的一致性非常好。在紊流区域其一致性也仍然不错。但是，由于相对杆速大小增加无论正负这样一致性都会变得越来越差。检测趋势在图10到12表示简化模型检测的杆、管道和联轴的摩擦系数使用混合长度模型。检测考虑雷诺值Re和杆与流体的速度比等值在一定的变化范围内，有时也考虑几何尺寸比。层片状和紊流情况都要考虑。文献中摩擦系数随雷诺值的增加和相对杆速而减小，相对杆速摩擦系数的灵敏度与联轴比大很多，与下降杆和管道之间又小很多。联轴的影响联轴只占据了整个杆长的一部分，但联轴上每个单位长度上的作用力都应该比杆上的大。当两个互相冲突的影响联合在一起时，作用在单独联轴上的净作用力要比剩余杆长大14倍。图13阐述不同的雷诺值和相对杆速的影响，流体的压缩和膨胀而不是粘性的影响导致了压力的下降，从而使杆上摩擦力消失。几何尺寸的影响杆、联轴和管道的几何尺寸将影响摩擦系数的检测。为了说明杆和两个其他几何尺寸考虑时的相对影响大小情况（1）：情况（2）：杆尺寸出现的结果对杆的摩擦系数的影响见图14。观察发现杆的尺寸对杆的摩擦系数没有影响，这个结果被认为是由于杆和管道的绝对洁净。另一方面，联轴的摩擦系数的改变实质就是联轴直径的改变，直径越大，联轴的摩擦系数就越大。考虑两种联轴尺寸不同的情况：情况（1）：情况（2）：联轴尺寸出现的结果对联轴的摩擦系数的影响见图15，观察发现联轴尺寸对联轴摩擦系数有戏剧性的影响。管道结构的影响在斜井中，杆靠近管道表面是可能的。所以，管道结构的影响有待去评价。幸运的是，实验数据证实了这种同轴且怪异的结构的存在。图16论证了怪异结构的摩擦系数在某地与同轴结构相比时有所减小。结论1一个简单的紊流简化混合长度模型在环形区域内的运动杆核心得到发展。2使用标准模型计算流体动力学对用于运动杆和联轴同轴的环形区域内紊流的研究。3使用不同模型对摩擦系数的检测与存在的文献中的实验数据完全吻合。4简化模型使用混合长度方法与使用标准模型计算流体动力学方法一致。5发现联轴的摩擦系数比杆的大14倍。6杆的尺寸与杆的摩擦系数没有多大影响。7联轴的尺寸对联轴上的摩擦系数有戏剧性的影响（例如：增加联轴与管道半径比15%，联轴摩擦双倍增加）。8杆上冲程的增加能降低紊流的动能而摩擦系数却增加。但杆的下冲程速度的增加摩擦系数确实实质性的增加。9怪异环形流体的摩擦系数比同轴的环形流体要大。10层状的流体和紊流的转换没有研究，一个实质的解决方案就是扩大层状流体和紊流的摩擦系数。术语表示Van Driest（梵.得瑞斯特）常数表示联轴截面积（）表示杆截面积（）F表示杆和联轴所有的摩擦系数表示联轴的摩擦系数表示杆的摩擦系数表示管道的摩擦系数表示作用在联轴上的法向压力（板尺：cm/截面的平方）P表示流体压力，磅/平方米R表示半径，cm Re表示雷诺值表示无量纲半径表示相对杆速表示流体的平均速度，cm/截面表示流速量纲表示摩擦速度，cm/截面表示无量纲的管壁速度表示流速，cm/截面表示无量纲坐标距离管壁表示无量纲内外区域的厚度K表示梵卡门（van.karman）常数表示杆与管道半径比表示联轴与管道半径比表示无量纲亚表层的厚度表示流体密度，波美/V表示分子速度，/截面表示涡流扩散率动力表示剪切力，磅/平方米下标注解I表示内部区域J表示内部和外部流动区域的指示器O表示外部区域M表示内外部区域间的转换参考文献1 Gibbs,S.G和Neely,A.B：在杆式泵中计算机诊断钻井情况JPT（1996年1月）9198页。2 Everitt,T.A.和Jennings,J.W：关于杆式泵中改进计算方法的向下钻进测力计社会石油工程协会翻译SPE18189，8394页。3 Doty，D.R.andSchmidt,Z.:管式泵的改进模型的分析社会石油工程协会1月（1983年2月）3341页。4 Caetano,E.F.,Shoham O.,and Brill J.P.:环形部分的垂直面上两个流体相互单相位摩擦因素，泰勒计划上升速度和流体预言样式ASME,vol.144,1992年3月，112页。5 Valeev,M.D.and RepinN.N.IZVESTIYA VYSSHIKH VCHEBNYKH ZAVEDENII,NEFTI GAZ,Vol.8,39-44页1976年俄罗斯。6 Shigechi,T.,Kavae,N.Lee,Y.,环形与运动核心同中心时的紊流流体与热量转换Int J.heat Mass翻译，Vol.33,33,No9,20292037（1990）7 Park.S.D.:环形中心的紊流流体与热量转换的分析及实验ph.D.Thesis,渥太华大学机械工程部翻译，渥太华，加拿大（1971）8 van Driest,E.R.:紊流流体壁J.Aero.Sci.vol.23485,(1956)9 Reichardt,H.,，Vollstandige Darstellung der tubulenten GeschwindigkeitsverteilunginglattenLeitungen,Z.Angew.Math,Vol.31,208209，（1951）10 White,F.M.黏性流体，McGrawHill,Inc.纽约（1991）11 CFXF3D Version4.1:使用计算流体动力学手册，联合王国，0x11ORA牛津郡，Harwell实验室。感谢创作者感谢塔尔萨大学的职员们对方案的支持，由于毕业于塔尔萨大学机械工程部的学生吉母东在流体动力学仿真方面的帮助，创作者向其表示十分感谢！沈阳理工大学应用技术学院毕业设计(论文)开题报告题 目 名 称：API偏置抽油机设计题 目 类 别：工程设计院 （系）：机运学院专 业 班 级： 学 生 姓 名：张建指 导 教 师：张福/教授开题报告日期： 4月12日API偏置抽油机设计：RM912D-427-1441、 题目来源本题目来源于湖北省教育厅重点研究计划项目“API系列偏置抽油机模块化设计”研究项目的一部分。2、研究目的和意义本项目的研究目标为：确定44种API系列偏置抽油机的机构尺寸，对其进行模块化分，在此基础上，设计出44种API系列偏置抽油机的生产图样。本设计完成其中一个设计的内容。本项目的研究意义： 近几年来，随着油田开采技术的不断发展，对抽油机也提出了更高的要求，即深泵挂，大行程，节省能源。常规抽油机不具备上述技术要求，必须寻找新的替代产品。针对此问题提出了:API系列抽油机，该抽油机是指按照美国石油学会APISPEC11E抽油机规范设计、制造的系列常规及便置游梁式抽油机。它是在常规型游梁抽油机的基础上研制而成的，整机具有结构简单，操作方便生产成本低及节能效果好的优点。常轨型抽油机受到四杆机构的限制，游梁摆角不能过大，导致整机质量偏重，体积偏大。偏置式游梁抽油机是在常规型抽油机的基础上经过优化四连杆机构的几何尺寸，优化了平衡重的夹角，改变了平衡重的相位角而产生的一种新型的抽油机。通过平衡重在曲柄轴上产生的扭矩与悬点负载在曲柄轴上产生的扭矩相平衡，使抽油机运转时峰值扭矩和峰值电流都有较大幅度的降低，从而达到节能的目的。其特点是：游梁采用短前臂、大摆角结构，既能满足冲程长度要求，又可减小游粱截面面积节省原材料。该机在上冲程时连杆与游梁呈90工作，受力状态好，在上冲程时曲柄转角大，动载小，峰值扭短小。采用偏置型平衡结构高效节能。偏置式游梁抽油机满足了现在油田的发展需求和当代所提倡的节能型产品的发展要求，提高了开采效率，降低了损耗同时节约了成本，为企业创造了更大的经济效益，因此它有广阔的发展前景3、阅读的主要参考文献及资料名称1 赵丽,汪林,石树慎，游粱式抽油机电气节能方法分析及论证J，东北大学学报（自然科学版），1993，（06）。 2 刘扬松 抽油机失效的故障树分析J。石油天然气学报，1990，（02）3 万邦烈，新系列游梁式抽油机抽油泵装置所用电动机功率的计算公式和电动机功率的选择图解J。石油矿场机械，1980（02）。 4 万邦烈，新系列游梁式抽油机抽油泵装置所用抽油泵的排量系数和合理沉没度的选择图解J。石油矿场机械，1981（02）。 5 宋明涛,阮亭忠,加重杆选择和多级抽油机组合设计方法J。石油矿场机械，1985，（04）。 6 周继德,. 用功率曲线法判断和用功率曲线法判断和调整抽油机的平衡 J. 石油矿场机械，1988（05）。7 李树臻,. 一般型的游梁式抽油机最优平衡计算 J. 石油矿场机械，1988（06）。8 郭登明, 江山, 管锋, 朱永敏, 刘云珍.CYJY12-4.8-73HB型偏置抽油机改进设计 J. 河南油田, 2005（01）9 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(US), 20044、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向4.1国内现状：抽油机是有杆采油系统的地面装置，主要分游梁式抽油机及无游梁式抽油机两大类。无游梁式及各类节能型抽油机，大多具有冲程长、重量轻、能耗低等特点，但在可靠性及对野外环境的适应性方面远远不及游梁式抽油机。API SPEC11E抽油机规范是美国石油学会制定的抽油机标准，该标准较为科学地规定了44种偏置式抽油机的基本参数。可以满足世界不同地区的需要。该标准根据美国石油学会多年的研究成果，对抽油机的设计计算、结构设计、制造工艺乃至外观进行了详细的规定。世界上许多国家将该标准作为抽油机生产、订货的依据。前苏联、罗马尼亚等国家各自制定了标准，但非常接近。我国根据自己的国情，结合个国标准的长处，制定了自己的抽油机标准。由于历史的原因，国内个厂家的抽油机在外观及结构设计上更接近前苏联的抽油机。国际贸易中抽油机需求地区一般是工业较不发达的地区，它们没有本国的抽油机标准，大多数抽油机进口国如印尼、阿根廷、印度以及叙利亚、埃及等中东国家，均以API标准作为其订货的依据。在国际抽油机市场中，API抽油机占主导地位。美国拉夫金公司是生产API抽油机的典型代表。拉夫金公司具有一百年的历史，该公司产品80%以上为按API标准制造的常规游梁式抽油机。其产品质量好，使用寿命长，销售网点遍布各地，是国际抽油机市场中强有力的竞争对手。在国内，对抽油机进行模块化设计和制造还是空白。我国抽油机是在国标规范下由各厂自行设计和仿制，虽然发展了很多机型，但品种杂乱，同一型号的抽油机，其尺寸和结构各厂也不相同（即使同一厂的产品也各有不同），企业生产成本居高不下，难以形成合理的生产规模，同时，由于品种杂，互换性差，给油田使用单位的生产和管理带来极大不便。基于此，为了更好地满足国内抽油机制造厂家的要求，按照API标准规定的要求，设计出全套的偏置抽油机图样，就显得更为重要。4.2国外现状：抽油机是油田采油生产中常用的地面举升设备，是采油井在自喷能力消失后，采用人工方式将油举升到地面的设备。从抽油机总的发展趋势看仍以游梁抽油机为主，同时向多样化、超大载荷、长冲程；自动化、智能化；节能、无油梁长冲程方向发展。在抽油机的制造方面，世界上已有100多家公司，主要集中在美国、俄罗斯、法国、加拿大、和罗马尼亚等国家，其中美国抽油机品种齐全，技术水平先进，质量较好，应用范围广泛。目前世界上抽油机最大的下泵深度达，在美国Reno油田上使用。俄罗斯的抽油机下泵深度为。美国Lufkina公司制造的A系列前置式气平衡抽油机最大载荷为。国外抽油机的制造企业也逐步向大公司靠拢，采用统一的技术生产，多种形式的无梁长冲程的抽油机的发展已日趋完善，抽油机自动化控制也被广泛使用，各种节能机型得到普遍推广，游梁式抽油机产品的系列化、标准化和通用化程度日益提高。（1）自动化、智能化抽油机 抽油机自动化、智能化控制技术的发展是近几年来抽油机技术进步的一个显著特点，是成熟技术和高新技术集成化应用的具体体现。自动化抽油机具有实时测得油井运行参数，及时显示个记录并且通过计算机进行综合计算与分析功能，推荐最优工况参数、进一步指导抽油机以最优工况进行抽油的特点而成为最具有发展前景的抽油机。目前世界上比较先进的有美国Baker、Delta-x、 APS和Nsco等公司生产的自动化抽油机。美国的Delta-x公司研制了世界上第一台智能型抽油机，效率高，动力消耗少，自动化程度高，与常规抽油机相比，具有以下特点：结构紧凑占地面积小。是一种无游梁长冲程抽油机，最大冲程长度大12.19m，冲程可根据需要进行调节。该抽油机具有防抽空和防液击的功能；节能效果好，电动机消耗功率可减少10%到30%。冲次较低，运行较平稳，动载荷较小，可减轻抽油机各种零件的机械磨损，提高抽油机的使用寿命。微处理机和电子控制器具有诊断功能，还配有示功器和数字显示以及数字传输机构，可将信息输入数据库。此外微机还有记忆功能，记录抽油机的抽汲情况，分析流动谱，以便对油田和油井及时做出决策，提高抽油机效率，降低采油成本，取得更好的抽油经济效益。美国的Baker公司开发的自动化抽油机具有多种保护功能，一旦某些运行参数超过允许值时，会自动报警停车。此外还配有泵抽空控制器，确保安全可靠的进行抽油。（2）节能型抽油机 油田机械采油中，使用抽油机的油井占总数的82.1%，由于抽油机井的系统效率较低大量的能量（70%以上）在传递过程中损失掉，因此，国内外都在致力于发展节能型抽油机。国外在节能型抽油机研制方面投入较大，研制和应用了许多新型节能型抽油机，在采油实践中，达到了节能、提高采油经济效益的目的。比较典型的有：低矮型抽油机、前置式抽油机、前置式气平衡抽油机、无游梁长冲程抽油机、轮式抽油机及偏置型抽油机等，其中美国在节能抽油机方面走在前列。（3）无游梁长冲程抽油机随着采油工艺的发展，长冲程的抽油机得到研制和应用。长冲程抽油方式可以提高抽油泵的泵效10%到25%，如美国加福尼亚洲的一口油井将冲程改为冲程,日产量从提高到。目前长冲程抽油机已形成三大类：即增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机和无游梁长冲程抽油机。（4）大载荷抽油机随着个油田油气资源的不断开发，油层深度逐年增加，含水量也不断增加，大泵提液采油工艺采用大型抽油机。美国Lufkin公司生产C系列常规游梁抽油机最大载，M系列为；A系列为。法国MaPe公司H系列液压驱动无游梁长冲程抽油机最大载荷为199kN。苏联最大载荷为，最大泵深度。加拿大最大气囊平衡抽油机在大载荷。（5）特种抽油机连续抽油杆抽油机在国外连续抽油杆抽油机的研究和应用，已经有多年的历史，并进行了油田试验。原苏联设计的钢带式连续杆抽油机是一种无游梁抽油机，在其滚筒上绕有细厂的