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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 節(jié)能型雙四連桿抽油機(jī)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 作為一種最重要的能源，石油的開(kāi)采生產(chǎn)成為了各國(guó)十分重視關(guān)心的問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外的油田采油都是采用一種有桿抽油設(shè)備，即利用抽油桿上下往復(fù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。其中抽油機(jī)是重要的原動(dòng)力設(shè)備，也是油田的耗電大戶，抽油機(jī)能源消耗在油田總能耗約占30%-40%。提高抽油機(jī)的效率，降低能耗，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，本文提出了一種長(zhǎng)沖程、大載荷、低沖次數(shù)的新型抽油機(jī)結(jié)構(gòu)—節(jié)能型雙四連桿抽油機(jī)。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著世界能源需求日益增加，石油是最為重要的一種能源，其開(kāi)采生產(chǎn)是各產(chǎn)油國(guó)十分重視關(guān)心的問(wèn)題?，F(xiàn)在世界上每年將需要萬(wàn)臺(tái)以上抽油機(jī)，因此開(kāi)發(fā)新型抽油機(jī)，滿足目前油田采油需求是非常重要的，具有較大的實(shí)際意義。對(duì)于無(wú)自噴功能油井的原油開(kāi)采，或進(jìn)入中后期油田的原油開(kāi)采，或稠油的開(kāi)采，絕大部分都需要抽油機(jī)帶動(dòng)井下抽油桿、抽油泵上下運(yùn)動(dòng)，將原油提升到地面。抽油機(jī)的能源消耗在油田總能耗中占有很大比例，據(jù)統(tǒng)計(jì)占30%~40%，可見(jiàn)抽油機(jī)節(jié)能降耗對(duì)于油田來(lái)說(shuō)具有十分重要的意義。 本設(shè)計(jì)是一種基于雙四連桿傳動(dòng)換向的新型無(wú)游梁式抽油機(jī)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)沖程、大載荷、低沖次數(shù)的目的。在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變的前提下，采用雙四連桿傳動(dòng)換向?qū)崿F(xiàn)了抽油桿的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)完成抽油過(guò)程。本設(shè)計(jì)中有一種雙四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，雙四連桿的兩個(gè)曲柄采用相差800的布置方式，保證抽油機(jī)在上行程時(shí)兩個(gè)四連桿的搖柄運(yùn)動(dòng)角度的一致性。下沖程采用凸輪傳動(dòng)方式，以保證兩個(gè)連桿機(jī)構(gòu)的搖柄運(yùn)動(dòng)角度相同。平衡采用電梯形式的平衡原理，達(dá)到全沖程上的平衡最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能最佳。另外，平衡塊重量有大小檔級(jí)，調(diào)節(jié)方便準(zhǔn)確。 該抽油機(jī)主要由減速器、雙連桿機(jī)構(gòu)、天輪和支架組成。天輪安裝在支架上，在天輪上固定兩根鋼絲繩，鋼絲繩一側(cè)與井桿連接，一側(cè)與配重連接。四連桿桿組1與桿組2的曲柄相差80°角，為一種錯(cuò)位異相排列。桿組1的搖桿與天輪軸通過(guò)鍵固定連接，并將減速器輸出的動(dòng)力傳遞給天輪軸，從而帶動(dòng)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)。桿組2的搖桿與天輪軸用軸承支撐，該搖桿與擋塊及凸輪擋塊接觸后才能傳遞動(dòng)力。減速器輸出軸始終一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)雙連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)天輪軸正、反向周期轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)天輪上鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)井桿上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽油。
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)
- 作品設(shè)計(jì)發(fā)明目的和基本思路為： 基于降低抽油機(jī)能源消耗在油田總能耗中所占的比例，通過(guò)對(duì)于傳統(tǒng)式抽油機(jī)的分析，擬從原理上創(chuàng)新一種長(zhǎng)沖程、低沖次、大懸點(diǎn)載荷的新型抽油機(jī)結(jié)構(gòu)，稱為雙四連桿抽油機(jī)。 創(chuàng)新點(diǎn)為： 本設(shè)計(jì)的配重采用電梯的直線往復(fù)式配重，并同時(shí)采用兩套四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，依靠輔助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的凸輪機(jī)構(gòu)完成抽油機(jī)的下沖程，同時(shí)在上沖程過(guò)程中依靠輔助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的搖桿推動(dòng)擋銷來(lái)王城抽油機(jī)的上沖程。 主要的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)是： 雙四連桿抽油機(jī)采用了兩套四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械換向。與傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)的四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比較，本設(shè)計(jì)中的兩套四連桿機(jī)構(gòu)中曲柄采用了相隔80°角的異相排列，其主要目的是保證抽油機(jī)的上沖程中間段運(yùn)動(dòng)由兩套四連桿共同推動(dòng)抽油機(jī)的天輪回轉(zhuǎn)。在抽油機(jī)下沖程時(shí)，桿組依靠連桿端部的凸輪與固定圓柱形擋塊接觸，實(shí)現(xiàn)傳遞動(dòng)力。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品的科學(xué)先進(jìn)性為： 本設(shè)計(jì)采用了兩套四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械換向。與傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)的四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比較，本設(shè)計(jì)中的兩套四連桿機(jī)構(gòu)中曲柄采用了相隔80°角的異相排列，其主要目的是保證抽油機(jī)的上沖程中間段運(yùn)動(dòng)由兩套四連桿共同推動(dòng)抽油機(jī)的天輪回轉(zhuǎn)。在抽油機(jī)下沖程時(shí)，桿組依靠連桿端部的凸輪與固定圓柱形擋塊接觸，實(shí)現(xiàn)傳遞動(dòng)力。抽油桿的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)完成抽油過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能最佳。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 模型、圖紙、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)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 本設(shè)計(jì)是一種雙四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，雙四連桿的兩個(gè)曲柄采用相差800的布置方式，保證抽油機(jī)在上行程時(shí)兩個(gè)四連桿的搖柄運(yùn)動(dòng)角度的一致性。下沖程采用凸輪傳動(dòng)方式，以保證兩個(gè)連桿機(jī)構(gòu)的搖柄運(yùn)動(dòng)角度相同。平衡采用電梯形式的平衡原理，達(dá)到全沖程上的平衡最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能最佳。相對(duì)于游梁式抽油機(jī)，本節(jié)能型雙四連桿抽油機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)沖程低沖次的要求，因而能夠滿足稠油井、深抽井和含氣并采油作業(yè)的需要 適用范圍： 主要適用于一些原油粘度較高的油田，滿足了現(xiàn)有油田的要求的低沖次，高沖程的要求。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 目前，國(guó)內(nèi)外油田大多數(shù)用的是游梁式抽油機(jī)，在實(shí)際操作過(guò)程中存在能耗高、體積大、操作復(fù)雜等弊端，國(guó)內(nèi)雖然有生產(chǎn)抽油機(jī)的廠家很多，多數(shù)廠家其產(chǎn)品技術(shù)含量低，能耗高，不具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，研發(fā)推廣節(jié)能型雙四連桿抽油機(jī)市場(chǎng)潛力巨大，有待于進(jìn)一步的挖掘。
同類課題研究水平概述
- 隨著世界油氣資源的不斷開(kāi)發(fā)，開(kāi)采油層深度逐年增加，石油含水量也在不斷增多，采用大泵提液采油工藝和開(kāi)采稠油等，都要求采用大型抽油機(jī)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，油田開(kāi)發(fā)也必須以經(jīng)濟(jì)效益為中心。因此節(jié)能高效也是抽油機(jī)發(fā)展永恒的主題。根據(jù)抽油機(jī)效率提高的途徑，國(guó)內(nèi)外抽油機(jī)改進(jìn)的方向主要為以下幾個(gè)方面： (1)向長(zhǎng)沖程大載荷發(fā)展。采用長(zhǎng)沖程抽油方式，抽油效率高，抽油機(jī)壽命長(zhǎng)，動(dòng)載荷小，具有較好的采油經(jīng)濟(jì)效益。 (2)發(fā)展節(jié)能技術(shù)。主要是通過(guò)兩方面來(lái)實(shí)現(xiàn)，一是采用節(jié)能型驅(qū)動(dòng)設(shè)備，二是采用節(jié)能型結(jié)構(gòu)形式。 近年來(lái)國(guó)外研制與應(yīng)用了多種類型長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，其中包括增大沖程游梁抽油機(jī)、增大沖程無(wú)游梁抽油機(jī)和長(zhǎng)沖程無(wú)游梁抽油機(jī)。實(shí)踐與理論分析表明，增大沖程游梁抽油機(jī)是常規(guī)游梁抽油機(jī)的發(fā)展方向；大面積推廣無(wú)游梁式抽油機(jī)是抽油機(jī)的發(fā)展方向。
