完整游梁式抽油机设计毕业设计开题报告Word格式.docx

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毕业设计（论文）开题报告

学生姓名

扣扣

学号

849813255

专业

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指导教师

职称

所在院（系）

课题来源

企、事业单位委托课题

课题类型

工程技术研究

课题名称

游梁式抽油机设计

毕业设计的

内容和意义

课题背景：

抽油机是将石油从地下开采到地上的采油设备，它的产生和使用由来已久,已有百年历史。

其中应用最早、普及最广的是游梁式抽油机，早在130年前就诞生了.常规游梁式抽油机具有结构简单、容易制造、可靠性高、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，在今后相当长的一段时间内仍是油田首选的采油设备.但是由于常规游梁式抽油机本身的结构特征,决定了其具有平衡效果差,曲柄轴净扭矩波动大，存在负扭矩、工作效率低和能耗大等缺点。

随着油田的发展，有杆抽油技术取得了突破性的进展，尤其是近十几年来，科学工作者不断的开展对新型节能抽油机的研究，在理论和实践上均取得了很大的进展。

越来越多的新型抽油机相继研制成功,对油田的发展做出了贡献.目前在用的有杆式抽油机主要分为以下几类：

保持游梁和曲柄主体结构的抽油机（第1代抽油机）；

以无游梁或者塔架长冲程为主体结构的抽油机（第2代抽油机）；

以抽油、作业、侧试一体化,一次投资少等特点的多功能无游梁抽油机（第3代抽油机）。

第1代抽油机分为常规型、变型、退化游梁和斜直井4种类型，包括25种抽油机。

其中.变型抽油机是在对常规游梁机不同零部件、平衡方式和传动方式进行改造的基础上分为变驴头、变曲柄、变平衡、变传动和变游梁五种类型。

课题内容:

1.对游梁式抽油机进行总体设计和零部件设计

2.绘制总图、零件图

3.编写毕业设计说明书

课题意义：

游梁式抽油机井数量多，其工作性能，特别是节能性能直接影响采油成本。

在采油成本中，抽油机电费占30%左右，年耗电量占油田总耗电量的20％～30%，为油田电耗的第2位，仅次于注水。

游梁式抽油机抽油系统的总效率在国内一般地区平均只有12％～23%，先进地区至今也不到30%，可见降低抽油系统高能耗的迫切程度与难度.因此，完善和发展游梁式抽油机设计理论，研制节能效果显著的节能型游梁式抽油机对于抽油机井节能降耗、提高举升系统的经济效益和我国石油工业发展具有重要的实际意义和极大的深远影响。

文献综述

国内外研究现状：

国内游梁式抽油机为主导，国外则研制出一些节能型抽油机,如前置式气平衡抽油机、轮式抽油机等。

使用方面，国内则比国外发达国家落后。

尤其是老油田使用的常规游梁式抽油机若用技术先进的抽油机代替,投入成本太高，回收成本周期过长，从而影响了新式抽油机的推广使用，因此各油田还是以游梁式抽油机为主。

为了节能增效，各油田及研究单位采取了各种不同的方法对常规游梁式抽油机进行技术改造，取得了一定效果。

目前，国内外各油田使用的抽油机有很多种，总体上可分为:

游梁式、无梁式。

1.游梁式抽油机

（1）常规游梁式抽油机是油田使用历史最悠久，使用数量最多的一种抽油机。

该机采用具有对称循环四杆机构或近似对称循环四杆机构，结构简单,运行可靠，操作维护方便，但长冲程时平衡效果差，效率低，能耗大，不符合节能要求基本停止了生产。

（2）异相型游梁抽油机是近30余年来改造成功的一种性能较好的抽油机.与常规游梁抽油机相比有两点改进:

其一是将减速箱背离支架后移，增大了减速箱输出轴中心和游梁摆动中心之间水平距离,形成较大极位夹角；

其二是平衡块重心与曲柄轴中心连线和曲柄销中心与曲柄轴中心连线之间构成夹角.其所需电动机功率小，在一定条件下有节能效果。

（3）前置型游梁抽油机其悬点载荷较低，抽油机承载状况较合理,运行平稳，减速箱齿轮基本无反向负荷,连杆、游梁不易疲劳损坏,机械磨损小,噪声比常规式抽油机低，整机寿命长。

前置式抽油机可配置较小功率的电动机，节能效果显著。

与常规式抽油机相比，具有体积小、重量轻、节省钢材的优点。

（4）气动平衡游梁抽油机，这种抽油机实际上是前置式抽油机的变型。

其不同之处是不用平衡重来实现平衡而是利用气缸内气体压力产生的推力来实现平衡。

优点是无笨重的平衡块，总机重量减轻约1/3,用调整气包内压力实现平衡的调节工作，调整平衡时不用停机，操作十分方便,而且有利于减小减速箱的负扭矩平衡效果好.缺点是气缸加工费用高。

2.无梁式抽油机式抽油机式抽油机式抽油机

（1）链条抽油机是我国自行研制的一种结构独特的无游梁抽油机.具有惯性载荷小、冲程长度大、重量轻、节省电能等优点，已在许多油田使用.工作时电动机通过三角皮带和减速箱驱动主动链轮旋转，使垂直布置的环形轨迹链条在主被动链轮间运转;

轨迹链条则通过特殊链节上主轴销和滑块带动往返架顺着机架上的轨道作往复匀速直线运动。

链条抽油机采用气动平衡法，抽油机在作往复运动时,电动机的负载就比较均匀。

（2）皮带抽油机，近年来，在链条抽油机的基础上，胜利油田与美国EVI—高原泵公司合作,改进设计成功ROTAFLEX抽油机。

它主要是用高强度皮带代替钢丝绳。

它克服了链条抽油机大部分的不足，运行平稳,使用寿命长,性能好。

（3）液压抽油机的研制，美、苏等国始于40年代，50年代末期我国也曾进行过研制和实验，但由于制作工艺较复杂，液压元件可靠性差和效率不高等原因，发展较缓慢。

近年来，由于制作工艺及液压元件质量不断提高，特别是采油工艺的需要,又引起人们的重视.（4）直线电动机抽油机是国内20世纪末开始研制，21世纪初试验成功的一种全新抽油机。

它打破了抽油机利用电能转换为旋转运动，再经过机械转换为直线往复运动的模式，而是将电能直接转换为直线往复运动，简化了机械传动过程，有效提高了效率.采用变频技术实现无级调整冲数，利用无触点限位控制器实现无级调整冲程，使得抽油机运动规律能够满足采油工艺的要求。

由于不使用四连杆机构，克服了游梁抽油机加大冲程，减速箱扭矩增加，四连杆尺寸加大，引起抽油机外形尺寸和总机重量都迅速增加,直线电动机抽油机加大冲程只需加高机架，抽油机外形尺寸和总机重量都增加的很少。

采用天平式平衡，平衡效果好，每个冲程绝大部分时间是匀速运动,加速度小，惯性载荷小又可以进一步节能。

初步测试结果节能可达50％左右。

由此可见,这种抽油机的结构机理上在某种意义上可以说是一种革命，抽油机性能方面有其独到之处。

节能效果显著，由于结构简单，造价低,选用了变频技术，整机造价也不超过常规游梁抽油机。

功能独特，能适应恶劣环境，全天候连续运转，特别是实现了无级调整冲程、冲数，为智能控制提供了很好的条件。

因此，是一种很有发展前景的抽油机。

此外，还有许多其他类型的抽油机，典型的如曲柄连杆式无游梁抽油机、气驱动平衡抽油机、柔性杆传动抽油机、滚筒式长冲程抽油机、滚筒式无连杆抽油机、天车平衡抽油机、数控式抽油机、内燃式抽油机、卧式无游梁抽油机、摆动平衡抽油机、双泵无游梁式抽油机、双井游动滑车式抽油机等。

迄今为止，常规游梁式抽油机仍然是油田采油作业的主要装置，其数量占抽油机总数的1/2以上，但油井长期开发导致地层发生变化，是原来处于平衡转台的抽油机处于非平衡装状态下,国内抽油机调节平衡主要由两种方法：

一是由人力来调节抽油机自身的游梁平衡重或者移动曲柄滑块，二是当抽油机自身的平衡配重也不能够继续调节抽油机平衡时，通过在抽油机上安装平衡调节装置来继续调节，而经调研分析，目前大部分平衡调节装置都仅仅是在抽油机上安装机械部件来实现的。

参考文献：

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石油工业出版社，2014

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北京:

石油工业出版社,2014

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石油工业出版社，2013

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中国石化出版社,2012

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中国石化出版社,2005

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西南交通大学出版社,2006

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石油天然气学报.2009

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北京：

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ModernMechanicalEngineering（MME），2013,DOI：

10。

4236。

2013

研究内容

研究内容：

1。

研究游梁式抽油机的发展趋势

2.对游梁式抽油机进行总体设计，研究如何设计实现节能降耗

3.绘制总图、液压系统图、零件图

研究计划

研究计划：

第一周：

熟悉课题的背景，进行国内外现状调查;

第二周：

收集资料，参观等；

翻译外文资料;

第三周：

完成开题报告；

第四周：

确定参数；

第五周：

总体布置；

第六周：

设绘原理图；

第七周：

第八周：

设绘总图；

第九周：

第十周：

设绘部件图；

第十一周：

设绘零件图;

第十二周：

设绘零件图；

第十三周：

编写毕业设计说明书;

第十四周：

撰写论文,准备答辩材料。

特色与创新

1.设计在安全性方面上考虑十分周到

2.现在的设计理论十分完善，主要进行一些优化

3.节能降耗符合和谐社会理念以及可持续发展的要求

4.成本的节约问题是企业面对一项可能付诸实际的设计时首先会考虑的。

这个设计在此方面有所注意.

意见

指导教师签名

教研室意见

院部意见

主任签名：

教学院长签名：