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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 后置三角擺架式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 長(zhǎng)沖程抽油機(jī)是抽油機(jī)的主要發(fā)展方向。后置三角擺架式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)是在傳統(tǒng)的四連桿游梁式抽油機(jī)的基礎(chǔ)上巧妙添加一個(gè)沖程增長(zhǎng)裝置而形成的一種新型長(zhǎng)沖程抽油機(jī)。該抽油機(jī)繼承了傳統(tǒng)四連桿游梁式抽油機(jī)皮實(shí)可靠的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又能較大幅度提高抽油機(jī)的機(jī)械效率、降低能耗，延長(zhǎng)各機(jī)件的使用壽命。此項(xiàng)技術(shù)既可以用來(lái)生產(chǎn)新機(jī)，也可以用于對(duì)在用的或已被淘汰的常規(guī)抽油機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)沖程改造，應(yīng)用后必定會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前已申報(bào)國(guó)家專利，并和一石油科技開(kāi)發(fā)公司簽訂了專利技術(shù)許可合同書，準(zhǔn)備共同研發(fā)產(chǎn)品，將該項(xiàng)技術(shù)推向市場(chǎng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 抽油機(jī)是重要的石油開(kāi)采設(shè)備，其中最常見(jiàn)的是四連桿游梁式抽油機(jī)。但為了提高原油產(chǎn)量和整機(jī)的機(jī)械效率、降低能耗、延長(zhǎng)機(jī)件的使用壽命，長(zhǎng)沖程抽油機(jī)已成為國(guó)內(nèi)外抽油機(jī)的主要發(fā)展方向?，F(xiàn)有的長(zhǎng)沖程抽油機(jī)主要有增大沖程式和塔架式兩大類。但前者行程增長(zhǎng)的效果不夠顯著且桿件受力狀況會(huì)明顯變壞，后者則存在換向機(jī)構(gòu)可靠性不高的問(wèn)題，所以目前各油田使用最廣泛的仍是常規(guī)的四連桿機(jī)構(gòu)抽油機(jī)。針對(duì)現(xiàn)有長(zhǎng)沖程抽油機(jī)存在的不足，我們發(fā)明了一種新型長(zhǎng)沖程抽油機(jī)--后置三角擺架式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)。 后置三角擺架式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)是在四連桿游梁式抽油機(jī)游梁后臂一側(cè)添加了一個(gè)由頂桿和一個(gè)三角擺架構(gòu)成的雙桿組而形成的一種新型的抽油機(jī)。懸吊抽油桿的鋼絲繩的頂端在三角擺架上的一點(diǎn)處鉸接。當(dāng)游梁擺動(dòng)使驢頭上升或下降時(shí)，該三角擺架同時(shí)相對(duì)游梁作同向的擺動(dòng)，從而增大了抽油機(jī)的沖程。本長(zhǎng)沖程抽油機(jī)具有如下特點(diǎn)：1）增大沖程的效果顯著。一般增大沖程式抽油機(jī)增大沖程在35%以內(nèi)，而本長(zhǎng)沖程抽油機(jī)增大沖程可超過(guò)50%；2）附加裝置在游梁后臂一側(cè)，其重量不但不加大載荷，相反可以起到平衡作用；3）由于增大沖程效果顯著和平衡效果好，其機(jī)械效率有明顯提高，故節(jié)能效果更顯著；4）保持了四連桿游梁式抽油機(jī)皮實(shí)可靠、維護(hù)費(fèi)用低、換向性能好的優(yōu)點(diǎn)；5）此項(xiàng)技術(shù)既可以用來(lái)生產(chǎn)新機(jī)，也可以用于對(duì)在用的或已被淘汰的常規(guī)抽油機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)沖程改造，應(yīng)用后必定會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 本項(xiàng)目已取得如下的研究進(jìn)展：1）應(yīng)用木料和一些廢舊零件，在幾乎零投入的情況下用手工制作了一個(gè)后置三角擺架式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)的電動(dòng)實(shí)物模型；2）通過(guò)檢索查詢，確認(rèn)此長(zhǎng)沖程抽油機(jī)為我們首創(chuàng)?，F(xiàn)已申報(bào)國(guó)家專利，專利申請(qǐng)?zhí)枮?0090106562.9；3）對(duì)該長(zhǎng)沖程抽油機(jī)的工作機(jī)理進(jìn)行了深入研究，導(dǎo)出了該機(jī)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力分析和平衡計(jì)算的一系列計(jì)算公式，并作出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例；4）制作了該機(jī)的計(jì)算機(jī)仿真動(dòng)畫。 目前我們已和湖北創(chuàng)聯(lián)石油科技有限公司簽訂了專利技術(shù)許可合同書。準(zhǔn)備共同研發(fā)產(chǎn)品，將該項(xiàng)技術(shù)推向市場(chǎng)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、發(fā)明目的 長(zhǎng)沖程抽油機(jī)是國(guó)內(nèi)外抽油機(jī)的主要發(fā)展方向?，F(xiàn)有的長(zhǎng)沖程抽油機(jī)都存在一些問(wèn)題。為了克服現(xiàn)有長(zhǎng)沖程抽油機(jī)存在的不足，我們發(fā)明了后置三角擺架式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)。 二、基本思路 基于四連桿常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的廣泛應(yīng)用，以及其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、皮實(shí)可靠等優(yōu)點(diǎn)，我們?cè)诔Ｒ?guī)游梁式抽油機(jī)的基礎(chǔ)上附加一個(gè)增大沖程裝置，使改進(jìn)后的抽油機(jī)既能繼承常規(guī)游梁式抽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)又能增大抽油機(jī)的沖程。同時(shí)這種方法可以開(kāi)發(fā)新型長(zhǎng)沖程抽油機(jī)、也能用于對(duì)現(xiàn)有的常規(guī)游梁式抽油機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)沖程改造。 三、創(chuàng)新點(diǎn) 1、在四連桿游梁式抽油機(jī)的基礎(chǔ)上附加了一個(gè)增大沖程裝置--雙桿組而形成的一種新型的抽油機(jī)。 2、附加裝置在四連桿游梁式抽油機(jī)游梁后臂，其重量對(duì)工作載荷起到部分平衡的作用，結(jié)構(gòu)合理。 四、技術(shù)關(guān)鍵 1、附加增大沖程裝置--雙桿組的設(shè)計(jì)。 2、驢頭的制造。 五、主要技術(shù)指標(biāo) 1、該抽油機(jī)技術(shù)能在抽油機(jī)外廓尺寸較小的情況下設(shè)計(jì)出沖程4到6米的長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，同時(shí)該技術(shù)能使傳統(tǒng)抽油機(jī)在尺寸不變的條件下沖程增大50%。 2、其換向性能、工作可靠性與傳統(tǒng)抽油機(jī)接近。 3、承受循環(huán)應(yīng)力的機(jī)件的使用壽命可延長(zhǎng)一倍左右。 4、與傳統(tǒng)抽油機(jī)相比，其整機(jī)機(jī)械效率可提高5％左右，節(jié)省能耗35％以上。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 一、作品的科學(xué)性 1.該抽油機(jī)的增大沖程方案十分有效。抽油機(jī)實(shí)物模型試驗(yàn)和位移分析計(jì)算均證明該抽油機(jī)能在傳統(tǒng)四連桿抽油機(jī)的基礎(chǔ)上將沖程增大到50%以上。 2.通過(guò)加速度實(shí)例分析證明，該抽油機(jī)處于上沖程時(shí)懸點(diǎn)加速度的幅值小，且加速度曲線變化平緩，能有效降低抽油機(jī)的動(dòng)載荷。 3.平衡計(jì)算實(shí)例表明，該抽油機(jī)經(jīng)過(guò)良好平衡后曲柄扭矩曲線的峰值低且不出現(xiàn)負(fù)值，可以降低抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率配置并可延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。 4.由于本抽油機(jī)沖程增大更顯著，更有利于提高機(jī)械效率，降低能耗。 二、作品的先進(jìn)性 1.各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（能耗、制造成本、維護(hù)成本、使用壽命等）總體優(yōu)于其他長(zhǎng)沖程抽油機(jī)。 2.該抽油機(jī)技術(shù)既可用于制造新的長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，也可用于將在用的或已淘汰的常規(guī)型抽油機(jī)改造成長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，適用性強(qiáng)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2009年6月，該項(xiàng)目在“湖北省第七屆‘挑戰(zhàn)杯’大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽”榮獲一等獎(jiǎng)（獲獎(jiǎng)證書見(jiàn)附件）。 2009年6月8日，該項(xiàng)目在湖北荊州與湖北創(chuàng)聯(lián)石油科技有限公司簽訂技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同（合同見(jiàn)附件）。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 該項(xiàng)目與湖北創(chuàng)聯(lián)石油科技有限公司簽訂了技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同（見(jiàn)附件）
作品可展示的形式
- 實(shí)物模型 現(xiàn)場(chǎng)演示 錄像 模型圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 一、該作品的使用說(shuō)明、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 1、使用說(shuō)明 該抽油機(jī)和傳統(tǒng)的四連桿游梁式抽油機(jī)使用方法基本相同。 2、技術(shù)特點(diǎn) 該抽油機(jī)是在四連桿游梁式抽油機(jī)游梁后臂添加了一個(gè)沖程增大裝置，從而形成一種新型的抽油機(jī)。該附加裝置在游梁后臂，其重量不但不加大載荷，相反可以起到平衡作用。 3．該抽油機(jī)的優(yōu)勢(shì) 各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（能耗、制造成本、維護(hù)成本、使用壽命等）總體優(yōu)于其他長(zhǎng)沖程抽油機(jī)。該抽油機(jī)技術(shù)既可用于制造新機(jī)，也可用于舊機(jī)改造，適用性強(qiáng)。 二、該抽油機(jī)的適應(yīng)范圍及推廣前景 1、適應(yīng)范圍廣。能適用于各種油井，但對(duì)于稠油、深井則更能體現(xiàn)其優(yōu)越性。 2、可利用該項(xiàng)技術(shù)，將目前油田在用的四連桿游梁式抽油機(jī)改造為長(zhǎng)沖程抽油機(jī)。
同類課題研究水平概述
- 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外新型抽油機(jī)有了很大發(fā)展，其中長(zhǎng)沖程抽油機(jī)占有很大比例，品種最多，技術(shù)發(fā)展最快，先后出現(xiàn)了各種各樣的長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，并在抽油實(shí)踐中取得了較好的效果。 目前國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)沖程抽油機(jī)主要有游梁式和無(wú)游梁式兩大類。 國(guó)外游梁式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)主要有： 1、英國(guó)增大沖程游梁抽油機(jī) 英國(guó)研制的增大沖程游梁抽油機(jī)利用游梁擺動(dòng)和驢頭本身轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)增大沖程、提高油井的石油產(chǎn)量。該抽油機(jī)適合開(kāi)采稠油。 2、俄羅斯增大沖程游梁抽油機(jī) 全俄石油機(jī)械設(shè)計(jì)研究院研制了一種特殊結(jié)構(gòu)的增大沖程游梁抽油機(jī)。該抽油機(jī)適用于開(kāi)采稠油。 3、游頭抽油機(jī) 美國(guó)Lufkin公司近幾年研究開(kāi)發(fā)了游頭抽油機(jī)，是一種低矮型抽油機(jī)，具有較好的工作性能。目前，共有十二種規(guī)格游頭抽油機(jī),已有20多臺(tái)在油田進(jìn)行采油作業(yè)，取得了較好的使用效果和經(jīng)濟(jì)效益。 國(guó)外無(wú)游梁式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)主要有： 1、美國(guó)增大沖程無(wú)游梁抽油機(jī) 美國(guó)研制的Low jack增大沖程無(wú)游梁抽油機(jī)也是一種低矮型抽油機(jī)。采用雙連桿機(jī)構(gòu)代替抽油機(jī)的游梁，應(yīng)用類似于石油鉆機(jī)天車與游車式的復(fù)滑輪系統(tǒng)增大抽油機(jī)的沖程長(zhǎng)度。 2、長(zhǎng)沖程無(wú)游梁抽油機(jī) 美國(guó)ROTAFLEX長(zhǎng)沖程低沖次抽油機(jī) 該抽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn):(1)抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、使用安全可靠。(2)抽油機(jī)沖程長(zhǎng)、沖次低，抽油泵的充滿系數(shù)與排量系數(shù)均較高，適合稠油井采油。 3、美國(guó)長(zhǎng)沖程無(wú)游梁液壓抽油機(jī) 美國(guó)WGCO公司研制了長(zhǎng)沖程無(wú)游梁液壓抽油機(jī)。 該抽油機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)有： 該種抽油機(jī)為整體式低矮型結(jié)構(gòu)，外形尺寸較小，適用于城市居民區(qū)或水利噴灌地區(qū)采油。 國(guó)內(nèi)長(zhǎng)沖程抽油機(jī)主要有塔式、游梁式以及液壓式抽油機(jī)，它們?cè)谠龃鬀_程方面取得了良好的效果，但它們的推廣由于其自身結(jié)構(gòu)的原因受到限制。 基于國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)沖程抽油機(jī)發(fā)展的概況，后置三角擺架式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)具有良好的應(yīng)用前景。
