• / 111
  • 下载费用:5 下载币  

游梁式抽油机设计与研究

关 键 词:
游梁式 抽油机 设计 研究
资源描述:
石油大学(华东)硕士学位论文游梁式抽油机设计与研究姓名:丁显峰申请学位级别:硕士专业:机械工程指导教师:齐明侠;戴静君20030901游梁式抽油机设计与研究摘要沦义小刈埘油…广泛使川的各种游粱式抽}}}j:婴内容但抿:我因拙油机使用现状及发展趋势:游梁抽油机运动分析;游梁抽汕机动力分析与平衡计算:游梁抽油机受力分析;游梁抽油机强度计算;游梁抽油机节能效果和节能机理研究;游梁抽油机计算与分析软件丌发等内窬。沦文进行了常规型、异相型、偏轮型和弯梁型等各型游梁式抽油机的运动、动力分析,进行了节能机理的研究,并在相同的油井工况条件下,分析比较了它们的节能效果。其计算结果表明,偏轮式和弯梁式抽油机的曲柄轴}争{心…期负载率明显下降,同时使整机效率提高,显_川{的优良特性。而日.具有良好的运动性能,其最大加速度小于删枷格、刚J’况的常舰机和异相机,且加速度的变化明显减小,碱小了抽油机的动载荷。闲此,偏轮机和弯梁机具有很高的使用价值,可以在各油罔推』1。使刚。研制的抽油机的设计计算软件经相关厂家现场使用证明,计算方法正确,符合现场实际使用情况,使用方便,具有较高的使用价值。关键同常规抽油机 异相抽油机 偏轮抽油机 弯梁抽油机¨¨算 节能效果of i n in of m1:of of of of of pu∞9 lt of a an in he of is in to an be o 我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文签中怍了明确的说明并表示名乏堡鲤、 了谢意。 ?口护;年,,月脚日 /关于论文使用授权的说明本人完全了解石油大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件及电子版,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)学生签名导师签名矽;年,,月加.日f 1 月20日!硕十学位论文 第一章 绪论第1章绪论有杆抽油是世界石油工业传统的采油方式之一,也是迄今在采油工程r"·直。。在我国各油田的生产井中大约有80%是使用有杆抽油技术此,有杆抽油技术在我国石油开采中占有重要地位。由于我国投入开发的油减类型越来越复杂,投入丌采的储层深度不断增力11,泵挂深度也不断增加.加之我国东部各主要油阳相继进入中高含水"发期,对有打抽油技术不断提出新的要求,推动了这项技术的发展。为了满足采油工艺对长冲程、低冲次抽油机的需要,国内近年来研制出多种新型游梁式与无游梁式长冲程、节能抽油机。然而有杆抽油技术是一个系统工程,其组成不只是抽油机、泵、杆等硬件,还包括大量的有关软件,这就是油井的完井设计、有杆抽油设各参数选择、设备优选、动态监测、智能诊断及优化设计等等。只有把硬件和软件作为一个整体加以优化并且由素质良好的人员管理和操作才能构成一个符合每口生产并具体情况的有杆抽油系统,从而取得最佳经济效益。在本论文中,主要进行游梁抽油机的设计计算并比较它们的节能效果。所涉及的游粱抽油机包括:常规型游粱抽油机、异相游梁抽油机、偏轮游梁手“轮游梁抽油机和弯梁游梁抽油机都是在辱棚曲柄平衡游梁抽油机的基础上发展起来的,它的设计就是针对目前我国油田同趋老化,井况复杂,采油成本增高,以及在用常规游梁式抽油机能耗大,机型陈旧,不能适应目前油井生产需要的现状,而对常规游梁式抽油机进行了增程降耗技术改造,即根据“六连杆传动技术”增加了两个构件,它的结构为六杆机构,由于这种特殊的结构使其形成了独特的运动规待,其在应用中显示出高效节能的优良特性。偏轮游梁抽油机和弯梁游梁抽油机都是新型的长冲程、低冲次、节能型的抽油机。这些抽油机已经在我国油罔丌始投入使用,其节能效果明显,但由于目前尚处在开发研究设计阶段,在某些方面还不十分令人满意,现针对油田现场使用中存在的问题平¨7卜产的要求,对这些抽油机进行受力分析和强度计算,并丌发出相应硕十学何论文 第一章 绪论的计算软件。在设讨‘过程中,阅读了抽油机方面的大量资料,对我国抽油机的发展现状和方向作了简要的分析、总结,并对异相游梁抽油机、偏轮游梁抽油机和弯梁游梁抽油机进行了运动分析、优化设计、动力分析、平衡计算、基本杆件的受力分析和主要零件的强度校核等,而且作了较为详尽的分析和公式推导。并且运用++6。0语言编制了与之相配套的抽油机优化设计、运动分析、动力计算、受力分析和强度计算软件。通过该设计计算软件的丌发,对提高抽油机的设计效率和指导现场使用有着极大的指导意义。1.1抽油机概述13·32—3着油层能量逐渐消耗,一些油井逐渐丧失了自喷能力。同时,由于地层的地质特点,有·些油井一丌始就不能自喷。为了保证原油的稳产、高产、提高采收率,对这螋不能自喷的油井,必须用机械采油方法丌采。机械采油法又分为气举法和抽油法两种。气举法的特点是利用压缩气体的能量,把原油举升到地而。而抽油法的特点是将各种结构的泵放到井下进行抽油。从国外石油1二业最发达的国家来看,用抽油法开采的井数在生产井总数中占绝对多数。上。J_}1法丌采,田内外应用最广泛的抽油设备是游梁式抽油机一一抽油泵裴簧,或称作有杆抽油设备。有卡的一种人工举升采油法,早在石油工业问世时,就开始采用这一方法进行采油。它造容易、维护方便。随着技术的不断发展,有杆抽油设备也不断完善。在“七五”和“八五”期间,我国有杆抽油设备的技术发展较快。在常规游梁抽油机方面,已经形成了2~16型抽油机系列,可以满足彳:同井深和不同悬点负荷的需要;研制了各种类型的新型抽油机,此外,还研制与应用了高转差率电动机、节能控制柜等产品。大大地节约了抽油机的电耗,提高了抽油机的技术经济指标。1.2我国抽油机的发展现状12,3硕十学位论文 第一章 绪论目前,我国各主要油用已经基本进入油田开发的中、后期阶段,要求抽油设备满足深井抽油、增大排液量等采油工艺要求,满足大负荷、长冲程、大扭矩要求,进一步提高设备的适应性、经济性、可靠性和先进性。特别值得提出的是提高抽油机使用经济性,由于目前石油含水量增加,抽取每吨石油的耗电量也相应增加,所以必须研究、应用各种高效节能抽油机。我固有30多个厂家研制和生产抽油机,年生产能力达13000台,产品主要以游粱式抽油机为主,约占抽油机总数的98%~99%,有30多种规格,并已形成了系列,基本上满足了陆地油田丌采的需要。各种新型节能游梁式抽油机,如前置式抽油机、异相曲柄平衡抽油机、前置式气平衡抽油机、配有取得了显著的经济效益。随着井深和产量的不断增加,同时随着油井丌采复杂条件的经常出现(如高粘、多蜡、多砂、多气、水淹和强腐蚀性等条件),游梁式抽油机一一抽油泵装置的缺点要是抽油机的重量增大:在生产中抽油杆的事故增多而抽油泵的排量降低。为了减轻抽油机的重量,采用无游梁式抽油机。它的特点是保留抽油杆,维持有杆抽油设备的工作方式。无游梁式抽油机,特别是液压式抽油机的采用,可以降低抽油杆柱中的应力和改善它的工作条件,因而扩大了有杆抽油设备的使用范围。长冲程、低冲次的无游梁式抽油机的研制取得了一些进展,如由胜利油田设计并与有关』家协作生产的链条式长冲程抽油机,已有近千台在各油罔投入使用,在低冲次拙油和抽稠油方面已初见成效。有杆抽油设备是目前乃至今后很长一段时间我国的主力抽油设备,全国现有各种类型有杆抽油设备38000多台,其中常规型有杆抽油机数量最多。此外还有多种型式节能抽油机和长冲程抽油机,在用数量已达6000多台。我国在有杆抽油设备生产能力方面,有了很大发展。1981年全国共生产226台有杆抽油设备。1982年生产2085台。1985年生产3787台。1986年生产4792台。1987年生产5226台。1988年5623台。1989年生产5011fi}硕f:学位论文 第一章 绪论台。1990年生产4939台。1990年生产数量是1981年的21.85倍,说明我同有杆抽油设备制造能力有了大幅度提高,生产数量大幅度地增长。中国石油天然气集团公司所属厂家,】985年生产2434台,.占全国生产有杆抽油设备总数的64.2%。1986年生产3194台,占66.65%。1987年生产3697台,占70.74%。1988年生产41 89台,占74.5%。1989年生产3733台,占74.49%。1990年生产2685台,占77.62%,说明集团公司内生产能力逐渐扩大发展,,{0逐年增加。1.3各种新型抽油机12 4_7』由于我国各油罔地质储油构造、石油成分和伴生物不同,再加上各个油用的机械采油装备也不一样,研制与应川的新型抽汕机也具有各自的特点。我国新型抽釉机性能特点有以下9个方面:(1)为了适应各种地质油藏条件和含沙、含气(H,S、O,)、含水、含腊、含胶质、含石膏等石油以及稠油和低渗透层采油的工况,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、沙漠地带、浅海和沙滩、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,研制了斜井抽汕机、从式井抽油机、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丌采的需要,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2135)为了提高抽油系统效率,减少抽油机动载荷和振动载荷,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)。_硕十学位论文 第一章 绪论(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、前置式抽油前置式气平衡抽油机、偏轮抽油机、弯梁抽油机、双驴头抽油机、下偏杠铃式抽油机、尾部游动平衡式抽油机、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:高转差率电动机、天然气发动机、抽油机节能控制柜、窄步胶带、齿型胶带等。』二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·rI: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、检测和诊断抽油机远行与故障,以确保高效安全经济抽油。随着油油用不断对有杆抽油设备提出新的要求,还将出现更多新型的抽油机。1.4我国抽油机的发展方向根据我国油F}_|丌发与使用抽油机的需要,今后我国非常规有杆抽油机技术发展方向应为:优化各种类型抽油机的主要性能参数,从节省能耗,节约钢材等方面着手,提高抽油机的各项技术经济指标。1.4.1大力发展和推广应用各种节能型抽油机156 17】抽油机节能是全世界关注的事情,对于我国来讲,节能具有更大的现实意义。我国每年机械采油耗电量达42亿千瓦小时,是一个相当可观的数一章 绪论字。实测结果表明,我国在用的抽油系统的总效率只有16%~23%,有的甚至还低。与荚国抽油系统效率的46%相比还存在较大的差距。目前,我国研制与使用的节能型抽油机有五种类型:异相蓝柄平衡抽油机、前置式抽油机、链条抽油机、气平衡抽油机、地面驱动井下螺杆泵。为减少能耗,提高采油经济效益,今后还要研制新型节能抽油机,推广应用各种现有节能抽油机,限制常规抽油机的生产数量,大幅度应用节能抽油机。1.4.2进一步完善气平衡抽油机110·117·241气平衡抽油机实际是一种前置型的抽油机,其不同之处是曲柄上无平衡块,川气缸内气体压力产生的推力实现平衡。气平衡抽油机有利于减小减迷器的负扭矩,使减速器的扭矩波动趋于平缓。它的优点是:耿消了笨夏∞平衡块,整机重量减轻了约1/3:可以根据油井工况的变化调节压力控制器的螺母压紧或松动弹簧控制气包内允许压力的高低来调整平衡,操作十分简便,不用停机,而且平衡效果良好。其缺点是平衡缸加工制造费用增加,又附加了一套补气装置,使生产成本增高,平衡气缸系统在运转中易出故障,中修期短,修理费用高,对操作和维修工人要求较高。气平衡抽油机与我国现有的几种非常规型抽油机相比,具有较好的抽油性能和使用可靠性,很有推广应用价值。与常规抽油机相比,气平衡抽油机可以减轻重量40%~60%,节约电耗40%~60%,性能好、工作平稳、噪音小、调节与使用方便,可靠性高,适合我国各油罔使用,技术经济指卡,I;上1:趋{:。1.4.3大力开发长冲程无游粱抽油机¨。3’”泵提液的需要,同时经常出现较为复杂的丌采条件,游梁式抽油机由于其四连杆机构的传动型式,其重量随冲程长度近似地成直线关系增加,己不能适应复杂丌采条件的要求。为了减轻抽油机的重量,增加冲程长度,扩大有杆抽油设备的使用范围以及为了改善抽油机装置的技术经济指标,迫切需要长冲程无游梁抽油机。实践6硕+学位论文 第一章 绪论与列!论分析表明,增大冲程游粱抽油机是常规游梁抽油机的发展方向;增火冲群冲程无游梁抽油机是长=冲程抽油机的发展方向。1.4.4推广应用全胶带传动抽油机∽18,20·21有齿轮减速箱,采用电动机的动力传递给曲柄胶带轮,并带动游粱运动。由于其四卡且以涤纶抽油机冲程长度和偏置角均可进行调节,采用带有飞轮效应的单连杆结构。胶带传动抽油机与常规型抽油机相比,其上冲程扭矩因数小,驴头悬点加速度低,在相同工况下,其悬点载荷值和曲柄胶带轮轴的净抓甜f|{|柄抖矩曲线较平稳。该抽油机具有高效和节能的工作特+设汁先进、合理,制造容易、维护和保养简单、方便。1.4.5进一步完善链条抽油机1179,20力传动系统、换向系统、平衡系统、悬挂系统和机架底座系统。其工作原理如下:电动机通过皮带传动、减速箱减速后,驱动主动链轮旋转。这样一来,轨迹链条就在垂直布置的主动链轮和上链轮间运转。在轨迹链条上有一个特殊链节,它通过主轴销、滑块带动往返架。当轨迹链条作环形运动时,特殊链节也随着作环形运动。在往返架上端有上钢丝绳通过滑轮连接挂光杆的悬绳器。往返架的上下垂直往返运动就使光杆和抽油杆相应地进行下冲程和上冲程。往返架的下端有平衡链条,平衡链轮连接气动平衡系统,以满足抽油机的平衡要求。链条抽油机采1|_{封气动平衡,冲程长、:愁点运动均匀、负荷能力大。与同规格常规抽油机相比,重量减轻60%,减少f【提高抽油效率达10%,占地面积减少50%,负荷能力提高安装、运输方便,适用于丛式井抽油。1.4.6研制高效能丛式井抽油机m 30 31 32 33硕士学位论文 第一章 绪论近年来,我国先后钻成了许多I:3丛式井,如果利用丛式井的井距近的特点,研制呵外发高效能丛式井抽油机,将会使我国抽油机的技术经济指},j;和效益7前有四种型式高效能丛式井抽油机:①双驴头游梁式液压驱动高效能丛式井抽油机:②双驴头游梁式枫械驱动高效能丛式井抽油机;③无游粱机械驰动高效能丛式井抽油机;④无游梁液压驱动高效能丛式井抽油机。高效能丛式井抽油机的优点在于充分利用两口井相近的特点,用一台抽油机可使两口井同时抽油,两口井负荷相互平衡,抽油更节能、更有效。总之,随着科学技术的不断发展,抽油设备将朝着高度自动化、高效率、长寿命、节材、节能的方向发展。“油人学(华东)f:释硕十学俯论文 第2章游梁抽油机运动分析第2章游梁抽油机运动分析2.1后置型游梁抽油机运动分析掌握抽油机悬点的运动规律(悬点的位移、速度和加速度)是研究抽油机装置动力学、确定抽油装置的基本参数及进行抽油机装置设计的基础,因此,首先分析其运动规律。2.1.1常规型抽油机(1)结构特点:曲柄连杆机构和驴头分别位于支架的前后两边,结构豇¨劁2.1所示。图2规型游粱式抽油机结构简图】.刹1:装置:2一一减速箱皮带轮;4一减速器;5一动力输入轴;6一中间轴;7一输…车【一『}f|枘;9一曲柄销:1 0一支架:l 1一{‘衡块2一琏杆;1 3一横粱轴:1 4~横梁:1 5一游粱、卜衡块:l 6一游粱l 7一支架轴:1 8一驴头;l 9一悬绳器:2 0一底座(2)工作原理: 减速箱将动力机的高速旋转运动变为曲柄轴的低速旋转运动。曲柄轴的旋转运动由四连杆机构变为悬绳器的往复运动,悬绳器下而接抽油打柱,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,从而将油井内的油举升到地面。东)2章游梁抽油机运动分析2.1.2偏置型/异相型抽油机片干¨1型瓣柒式抽汕机址近{‘儿年发展起来的一种性能较好的抽油机。从外肜上看,它与常舰型游梁式抽油机没有显著的差别。主要的不同之处有两点:一是将减速箱背离支架后移,增大了减速器输出轴中心和游梁摆动中心之|'日成了较大的极位夹角(即驴头处于上下死点位寅时连杆中心线之间的夹角);二是平衡块重心与曲柄轴中心连线和曲柄销中心与f|角称为平衡相位角。这种抽油机的曲柄均为顺时针旋转,因此曲柄平衡重总是滞后一个相位角,如图22一电动机;3一减速器皮带轮;4一减速器;5一输{=l;轴6~、一立柴:8一『『f|柄;9一连_仟:1 0一游粱1 1一驴又;1 2一悬绳{}}};1 3一底座2.1.3后置型游梁抽油机的悬点运动规律运动分析数学模型后置型游粱抽油机数学模型如图21)结构参数方程一游梁后臂长度,m;m:m:m;尔)2章游梁抽油机运动分析m:m;游梁支承中心到减速器输出轴中心的距离,m;剑游梁支承。¨山之一曲柄转角,以曲柄半径曲柄旋转方向度量,一零度线零度线到—p—一传动角,v—一光杆在最低位置时的V角,。一K’j —2罔2—3可见:=+)一西式中“+”号用于曲柄顺时针方向旋转,(2-”号用于曲柄逆时针方向旋转东)I:稃硕十学位论文 第2章游梁抽油机运动分析以井I]在右侧判别曲柄旋转方向)。r—————————?——————————————一‘,=√ 2—2,=x=)p=1+中“+”号用于曲柄顺时针旋转,“一”号用于曲柄逆时针旋转。山图2 2工一P.., …..。,c!+K 2一(P+尺)2、P^跏m∞5L——瓦未~一一)。……,C!+K 2一()2、妒,瑚K∞5【——)a=±(∥+y)一0}式中“+”号用于曲柄顺时针旋转,“:”号用于曲柄逆时针旋转。(2)悬点位移分析以光杼处在最低位最时(即下死点)作为计算位移的起始点。游梁摆动角位移为d,,最大角位移称为游梁摆角。6:6=^一少,悬J、1.22—3)(2—4)(2—5)(2—6)(22_8)(2—9)(2—10)(2,=(2=2游梁抽油机的设计计算中,经常用到悬点位移与冲程长度一比值称为游梁抽油机的位置因数獗。雨:兽:要:警边(2S 巧 (y^一少。、4 东)L:程硕士学位论文 第2章游粱抽油机运动分析点速度利用速度瞬心法(见图2—4)可得:v。=罢要 (2—15)c。一曲柄旋转角速度,s;R(.1,图2(s)为:‰=墨^2—— ):悬点速度V(m/s)为:v=Ao)b=瓮竽 p∽在比较不同几何关系的游梁式抽油机运动特性时,为了避免冲次和冲程长度的影响,往往采用悬点速度与o)比值称为无因次速度,用2(4),恐。加速度游梁摆动的角加速度“可以由角09。对时间求导得到。‘dt ”赫‘东)I.稃硕十学位论文 第2章游粱抽油机运动分析由式(2—4)K P t{I.、¨ 2一(K 2+—~——2』,尺C?R f C 0)(2—21)故肾》竺竺等警陋::,懋点加速度就是驴头圆弧面上与悬绳切点的切向加速度,用d,(111/8 2)表姓·吁m!.≮的比值称为无『羽次加速度,用n,口=——}彩!S(22.2偏轮游梁抽油机运动分析偏轮游梁式抽油机(偏轮拙油机)是一种在常规游梁式的基础上新研制的氏冲程节能抽油机。与常规游梁抽油机相比,其结构特点是:在游梁的尾部装有一个偏轮,在偏轮与游梁中心支架之粱尾部、横梁、操纵打勺偏轮之间用轴承连接。这样,由于其独特的结构形成了其独特的运。’轮机的减速箱曲柄轴净扭矩曲线波动变化、j}明娩卜降,同时使整机的效率提高,显示了其节能的优良柚性。:科硕十学位论文 第2章游梁抽油机运动分析2 2.1偏轮机结构特点偏轮机结构简图如图2—5所示,偏轮机与常规机相比,在结构上的主要特点是图2—5偏轮机结构简图卜悬绳器总;2吊绳总成:3一玎2头总成:4一游梁总成:5一操纵杆总成7一横梁总成;8一偏轮总:;9.连杆总成;lo—f}}|柄轴总成:l 245-『f『1仙总成:16)架尼1:I:6轮,该偏轮的外形呈三角形状,在三角形的每一个角上各装有一个轴承,该偏轮在抽油机工作中起到了使游梁后臂长度在运动中产生变化的作用;(2)偏轮与游梁中心支架之间增加了一个操纵杆,起到了约束偏轮运动的作川;轮三个角上的轴承分别与游梁尾部、横梁和操纵杆相连接,形成/、.2.2偏轮机工作原理!'柄带动连杆、横梁、偏轮和游梁运动。在这运动中,由于偏轮相对于游梁转动实际上是一种“』|『|艘随着曲柄的转角变化丽变化,从而使驴头悬点按一定的运动规律上下运动。4尔)J:群硕十学位论文 第2章游梁抽油机主薹动分析2.2.3悬点运动规律(1)运动分析数学模型由偏轮机构的结构特点,可以建立如下的数学模型中:所有杆长均为已知:偏粱角。、D。为已知。可对数学模型进行分析得出各结构参数之间的关系』t。(2)结构参数方程在上述数学模型中,设:E=L, I,,,,。20G, D。=当曲柄转角为0时游梁臂与垂直方向的夹角为1l,,如上图所示则由图中的几何关系可以得出以下关系式:在余弦定理: 6F:缸i■=五『{△l?余弦定理:———————!——』l{2×3[人学(华尔)I:群硕十学何论文 第2章游粱抽油机运动分析在余弦定理:23r。 1在△'由正弦定理:么9"一余弦定理:B£=√三j+F(”一2×£4×£(?×2.25)舀:△Ⅲ!c 弦定理:一西+2(么口&是指直线以0点为原点,竖直向上为正,水平向右为R、x H=H=Rx D。一q=EX 两点在抽油机中相当于连杆的长度P,是固定不变的,故有灭系』℃如p:&2+◇厂∥。f=(2—26)中已经被用杆长和角度上式可以用来反映出曲柄转角0和游梁摆角西之间的关系。当抽油机的各部件的尺寸确定以后(即相当于数学模型中的已知条件的确定),摆角≯和曲柄转角0是有函数关系的。即0=厂够),显然对任…|拄有一个游梁摆角≯与之对应。但以上关系式是超越方程,n:q,耳义\个点求作为计算点,训算时认为曲柄的转速是均匀的,Ij!·日邻的两个计算点之问的角度为:△o 360。/N,曲柄转过△0所用n。|』¨,州刈应的曲柄转角为p,,时问为,,,则通过求解方程(2 27)。_尔)J:程硕十学位论文 第2章游梁抽油机运动分析得…3)悬点的位移分析由以上数学模型的几何关系,若可以建立曲柄转角0和游梁后臂与游梁支架中一直线之间的央角庐的关系式,则由之可以求得悬点的位移:S=A×(≯。。、一矿,)』℃——游梁前惜K,m;s——懋点的位移,m。??以t?酞点向上为位移的正方向,则任意曲柄转角曰,时悬点的位移=S=A×(庐。。。一妒,)埘r 浮l,2,3,…,N),悬点的位移序列爿.为:x,=。、一∥,)0=i,2,3,…,N) (2,28)(4)悬点的速度与加速度从理论上分析,悬点位移的一阶导数即是悬点速度,悬点的二阶导数即是悬点的加速度,即:v=dx/dx/似…卜、’=S=,1×(丸。、一声,),小能直接对采用速度和加:y=dx/dt;a=dv/i=1,2,3,…,、)。N,寸I'nJ 可出(2—28)式确定,因此,速度¨J.以表示为:矿:墨二堑‘x?+2x x,一魂毕尔)J.胖坝l:?;吖审沧文 第2章游梁抽油机运动分析2.3弯梁游梁抽油机运动分析2.3.1悬点运动规律弯柒拙汕机结构示意如图2—7所示。图2.7弯粱抽油机结构示意图一悬绳;2一驴火;3一游梁:4一中座;5一推杆:6—7亨梁:7横梁;8一连杆;9一减速器:】O—"J L;2一曲柄销;1 3一曲柄:14一史架;I 5一底座图2—7为弯梁抽油机的结构示意图,与常规机(或异相机)相比,弯梁机在结构一梁尾部装有一对弯梁,该弯梁外形基本上是一个三角形,在三角彤倚个『:备装有一个轴承,该弯梁在抽油机工作中起到了使游粱后臂长度r{.远?讪I{I J“,J:变作用。(2)弯梁与游梁中心支架之问增加了一对推杆,起到了约束弯梁运动的作用。(3),亨梁三个角_J:的轴承分别与游梁尾部、推杆、连杆相联接,形成六连打机构。其]:作原理是:当电动机通过减速箱带动曲柄顺时针方向旋转时,曲柄带动连朴,弯梁和游梁运动。在运动中,由于弯梁相对于游梁转动实际上是一种行星运动,因而使游梁后臂有效长度随着曲柄转角的变化而变化,从而使驴头悬点按…定的运动规律上下运动。√(华尔)l:剧硕}一学侮论文 第2章游梁抽油机运动分析2.3.2悬点位移设曲柄转角为0,(以时针为正方向),游梁后臂相对于雁.“线的转角为≯。下丽建立弯梁拙油机运动分析数学模型,如图22:F=,I,+—2:s—+_}?在c:怕萨面瓦西石五定理可知J,—B:C..:口F:√百孑丁五云_石万神:△,)口厂中,么口DF:£:二里墨:}?在△丝!±丝二!:20。#尔){.榉硕何论文 第2章游槊抽油机运动分析则么且E=40B 2+—2——/E _兰一≯+/',13点坐标司表示为x H=D。一£×J’H=D.一BE f=OR j,,=OR =OR B H=
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:游梁式抽油机设计与研究
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-17867.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开