新型传动抽油机设计与研究

1、新 型 传动 抽 油 机 设 计 与 研 究 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

2、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

3、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：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

4、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SRDfe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。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

5、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

6、。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