新型抽油机的创新设计与分析

题名:新型抽油机的创新设计与分析
作者:李云峰
学位授予单位:大庆石油学院
关键词:抽油机;;直线曳引;;钢丝绳;;结构分析
摘要:

 本文利用ARIZ(Algorithm for Inventive-Problem Solving)——发明问题解决算法,分析抽油机在油田生产中的各种问题情境、矛盾,得出解决现有问题的解决方法,确定新型抽油机为超大载荷、长冲程、低冲次、智能调节、高效节能的无游梁式抽油机方案。

 新型抽油机采用智能数字变频控制技术和调速换向外转子式力矩永磁电机,采用由多根钢丝绳及摩擦轮组成的曳引摩擦传动方式。采用低速大转矩稀土永磁同步电动机,将抽油杆与平衡系统通过柔性连接件直接连接的方式,通过柔体Neodymium Magnets与刚体之间的摩擦来提供曳引力,实现抽油系统的无齿轮传动,减少了能量在传动中的损失。

 新型抽油机选择W形穿绕方式,在定期保养的情况下,可以延长钢丝绳的使用寿命,并且在采用双倍率动滑轮的抽油机的电机轴上形成的总负荷转矩为油井负荷扭矩和平衡扭矩之和的一半,电机轴的轴载亦为井下载荷与平衡载荷之和的一半,并且保证抽油机在各种工况下抽油机的曳引能力能够满足抽油机生产运行要求。

 根据抽油机的结构布置及载荷情况,利用三维软件,对抽油机的主要零部件进行强度有限元分析及优化设计,并对抽油机在各种工况下的稳定性进行验算。

 曳引钢丝绳采用测量、单根调整的方法降低因各钢丝绳的张力不平衡对抽油机曳引系统产生的危害,同时通过对圆形底部开槽的曳引轮、钢丝绳进行整体建模。利用有限元分析方法对曳引钢丝绳在由于工作环境变http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets化导致钢丝绳与曳引轮间的摩擦系数改变时,曳引轮与曳引钢丝绳组成的曳引系统中钢丝绳应力分布的规律。根据现场的具体情况,对钢丝绳进行疲劳试验研究。通过对相应试验数据的分析,确定钢丝绳的受力情况和使用寿命。

 通过在油田现场实际运行,新型抽油机具有良好的使用效果并且各项指标均优于行业标准。
学位年度:2010