文档介绍：本科毕业设计(论文)开题报告
题目: 新型曳引节能抽油机运动
学分析及结构设计
学生姓名:
院(系): 机械工程学院
专业班级:
指导教师:
完成时间:
1 课题的意义
常规游梁式抽油机自诞生以来,历经百年使用,经历了各种工况和各种地域油田的考验,经久不衰。目前仍在国内外油田普遍使用。常规机以其结构简单、制造容易、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。
但是由于常规机的结构特征,决定了它平衡效果差,曲柄净扭矩脉动大,存在负扭矩、载荷率低、工作效率低和能耗大等缺点。它耗能高,操作调整难度大,很难保持最佳工作状态,早在40年前石油界就呼唤新型抽油机替代它。游梁式抽油机四连杆结构的运动方式,决定了它的平衡方式,不可能回收利用光杆下落的重力功,储存能量,解决机构运动“跟踪平衡”问题,所以负荷大、能耗高,机械效率低。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%,为油田电耗的第二位,仅次于注水。随着高新技术的发展和采油工艺的需要,游梁式抽油机存在的能耗高,体积大,质量重以及平衡效果差,调参困难等缺陷逐步突显出来,因此游梁式抽油机已越来越不能满足日益发展的油田开发需要。在这种市场需求下,各种新型无游梁抽油机应运而生。
为实现节能减排,提高抽油机生产的经济性,本文提出了一种新型曳引节能抽油机方案,该抽油机是由外转子稀土永磁同步电机、井架装置、旋转移动装置、平衡装置、电器控制柜防盗装置构成,该型抽油机删减了传统抽油机的减速箱、曲柄、连杆、横梁、游梁、驴头等机构,利用外转子壳电机作为带轮直接带动柔性索带进行抽油,具有节能、环保、高效、自动控制、低成本等显著特点。它的工作原理是利用低转速大力矩电机外转子的转动直接带动抽油杆采油,它的正反转是由变频器和可控硅按照预先人为设定的时间间隔自动控制的。由于该项目抽油机删除了大量附属机构,因此,结构特别简单、运输非常方便,机械效率特别高、节电、节约钢材、降低制造成本,从而达到减小动力配置、节约能源的目的。新型曳引节能抽油机节能、减排、高效、经济,特别适合长冲程、低冲次油井稠油的采吸,能够显著提高生产的经济性。
2 国内外研究现状
目前,世界上生产抽油机的国家主要有:美国、俄罗斯、法国、加拿大和罗马尼亚等。全世界生产抽油设备的公司有300多家,其中生产抽油机的公司有150多家。美国生产的抽油机品种最多,技术最先进,应用范围最广泛。其中包括液压抽油机、梅普长冲程抽油机、柔性件传动抽油机等等。
目前,我国已经有兰州石油机械厂、兰州通用石油机械厂、宝鸡石油机械厂、第二石油机械厂、第三石油机械厂、第四石油机械厂、江汉石油机械厂、抚顺石油机械厂、大庆总机厂、玉门总机厂、大港总机厂等30多家抽油机制造厂。兰石、兰通等石油机械厂先后获得I商标使用许可证,抽油机出口美国,从而使抽油机打入国际市场,跻身于世界先进行列。我国无游梁式抽油机研制起步较晚,但是近年来发展较快。
抽油机的发展趋势主要朝以下几个方向:
(1)品种多样化
国外相继研制和陆续投入使用的各种抽油机多达百余种,我国目前现场使用的抽油机只有五大类,规格不过十几种。随着科学技术发展和现场实际需要,我国三抽品种将逐渐增多,新型品种将相继诞生,尤其结构简单,个小体轻的大吨位长冲程的新型无游梁式抽油机,定会有以大发展。
(2)产品系列化、标准化、通用化
前苏联、美国、罗马尼亚等国“三化”工作获得一定技术成果,但我,向API靠近。统一国产抽油机标准,是发展我国抽油机技术的当务之急。
(3)使用科学化
美国拉夫金公司抽油机可选型号有60余种。而我国可选型号只有十几种。现场在用的抽油机,大多数是在非优化工况下运转,电机功率、减速器扭矩、悬点负荷、平衡扭矩、冲程、冲次等主要技术参数,未能实现最合理分配,因此,抽油机的优化技术、诊断技术、监控技术、管理技术将有待于进步发展。
(4)特殊工况抽油机研制
随着我国石油工业发展战略西部转移,沙漠抽油机、浅海滩涂抽油机、深井及超深抽油机、丛式井及斜井抽油机,将相应得到发展
(5)结构型式的改进
有关专家指出,今后在我国10型以下的抽油机将大量采用偏置结构,12型、14型抽油机将采用前置结构。14型以上抽油机将采用无游梁式抽油机,现有常规抽油机亦应进一步设计优化技术改造,长冲程抽油机将是今后抽油机发展方向。
(6)推广无游梁式抽油机
长冲程、大排量、重负荷有杆抽油是我国机采发展的主要方向,80年代以来,各种无梁式抽油机相继问世并投入使用,标志着我国有杆抽油机技术的发展有一个很高的提高。相关专家指出,今后我国12型以上抽油机将采用无梁式抽油机。无梁式在实现长冲程、大排量、重负荷