海洋平台气平衡液压抽油机设计与仿真

1、答辩题目：海洋平台气平衡液压抽答辩题目：海洋平台气平衡液压抽 油机设计与仿真油机设计与仿真汇报内容汇报内容1研究的目的及意义研究的目的及意义2研究的内容和技术路线研究的内容和技术路线3抽油机的布局设计抽油机的布局设计4抽油机的自上至下的装配设计抽油机的自上至下的装配设计5抽油机的运动仿真过程抽油机的运动仿真过程6总结总结1.研究目的与意义研究目的与意义： 随着我国海洋石油行业的发展，未来的海洋采油作业不得不由浅海向深海发展，此时对采油设备的可控性、紧凑性、稳定性和效率等提出了新的要求。而对于采油设备，气平衡液压抽油机有着结构简单安装方便、节能效果显著、体积小、占地面积小、系统可控性能强等优点，

2、极大地满足了海洋平台采油设备的需求，成为了海洋平台采油机械的良好选择。2.1研究的内容研究的内容1. 确定抽油机整个机构的组成2. 完成抽油机的结构方案设计3. 选定具体参数，对整个机构进行具体布局与零件设计4. 三维及二维结构设计5. 抽油机机构的仿真设计6. 绘制抽油机装配图与零件图2.研究的内容和技术路线研究的内容和技术路线2.2技术路线：技术路线：u收集相关液压抽油机资料，了解液压抽油机的结构u根据实际情况制定两种抽油机的设计方案，选择较优方案u完成抽油机的布局设计，确定各部件的装配尺寸及连接方式u对抽油机进行装配设计u完成抽油机的仿真过程2.研究的内容和技术路线研究的内容和技术路线抽

3、油机的组成抽油机的组成抽油机的布局设抽油机的布局设计计抽油机自上而下抽油机自上而下的装配设计的装配设计抽油井架、工作台、底座、液压缸系统、天轮总成、滑动轮总成、蓄能器、皮带确定抽油机各部件的安装位置与安装方式抽油机井架、底座、工作台设计液压系统的设计天轮总成及滑动轮总成蓄能器设计皮带设计抽油机的仿真抽油机的仿真对液压缸和抽油机的天轮及滑动轮进行运动仿真2.研究的内容和技术路线研究的内容和技术路线3.3.布局设计布局设计 此图为整个抽油机布局图。井架通过角接板与底座连接，液压缸通过螺栓与工作台相连，蓄能器安装在工作台上，液压缸与动滑轮直接相连，天轮也直接通过螺栓安装在工作台上。如图可确定各部件的

4、相关安装尺寸和零件尺寸。4.1抽油机部件的相关设计抽油机部件的相关设计l 根据需要设计桁架高度为10米，内部宽度为2米，底座尺寸约为3.5 3.5平方米，工作台约为2 2平方米。l 因为要保证抽油过程的冲程长度与蓄能器蓄能的需要，所以设计液压缸的形式为阶梯型液压油缸，总成约为5160毫米。内径为130毫米，外径为160毫米。l 天轮及滑轮的设计中，其与轴的连接均采用花键连接，并以对出现，沿轴对称布置。l 蓄能器选择气囊式蓄能器，因为其反应灵敏，波动小。此设计中蓄能器的容量大小为1立方米4.抽油机自上而下的装配设计抽油机自上而下的装配设计4.抽油机自上而下的装配设计抽油机自上而下的装配设计 运用

5、PROE的EFX板块对抽油机的井架进行结构设计。井架的结构结构形式采用三角行桁架的结构形式，各梁间采用螺栓连接。在上部设有工作台，在工作台上设有天轮总成的安装座与安装蓄能器的螺纹孔。 下部为抽油机的底座。底座、工作台与井架间采用角接板的方式连接。4.2抽油机井架与工作台、底座的设计抽油机井架与工作台、底座的设计4.3液压系统的设计液压系统的设计设计液压缸为阶梯式液压缸，总长约为5160mm，连接方式为法兰式连接。并设有蓄能器与滑动轮的连接件。4.抽油机自上而下的装配设计抽油机自上而下的装配设计4.4天轮总成及动滑轮总成的设计天轮总成及动滑轮总成的设计图中为天轮总成的剖面图，其中心轴为一花键轴，

6、图中黄色部分图中为天轮总成的剖面图，其中心轴为一花键轴，图中黄色部分为其配合轴承，灰色为其轴承端盖。为其配合轴承，灰色为其轴承端盖。4.抽油机自上而下的装配设计抽油机自上而下的装配设计4.5蓄能器的设计图为气囊式蓄能器的构造图。此蓄能器的设计容量为1立方米，大致组成有充气阀、壳体、气囊、提升阀。4.抽油机自上而下的装配设计抽油机自上而下的装配设计4.5抽油机的总装图抽油机的总装图图为气平衡液压抽油机的总装图。滑动轮与天轮间通过皮带连动。当液压缸活塞下行的时候，皮带上行，带动抽油杆上行，实现抽油的上冲程，此时蓄能器释放能量。当活塞上行时，皮带下行，抽油杆在重力的作用下下行，实现抽油的下冲程，蓄能

7、器此时存贮能量。5.抽油机的运动仿真过程 根据抽油机的实际运动状况可知，其部件的运动有皮带的上下运动、活塞杆沿油缸的滑动、滑动轮与天轮的旋转运动以及蓄能器的蓄能与释放过程。 因为皮带为扫描生成不能用于仿真，所以在此处选择活塞杆、滑动轮及天轮做运动仿真。并在仿真过程中测定它们的运动速度曲线。5.1仿真的对象仿真的对象5.2抽油机仿真组装抽油机仿真组装5.抽油机的运动仿真过程如图中三个运动，黄色箭头代表部件的运动轨迹方向，活塞将沿着液压缸上下往复运动，动滑轮和天轮则会绕其中心线做旋转运动，在运动仿真后对滑动轮和活塞作运动速度分析。5.3仿真运动视频仿真运动视频5.抽油机的运动仿真过程5.4运动分析运动分析5.抽油机的运动仿真过程活塞杆的运动速度分析5.抽油机的运动仿真过程滑动轮的运动速度分析总结 本次设计是针对海洋平台抽油需要而进行设计的，通过对液压抽油机相关资料的广泛阅