API偏置抽油機設計開題報告.doc

沈陽理工大學應用技術(shù)學院畢業(yè)設計(論文)開題報告題目名稱：API偏置抽油機設計題目類別：工程設計院（系）：機運學院專業(yè)班級：學生姓名：張建指導教師：張福/教授開題報告日期：4月12日API偏置抽油機設計：RM912D-427-1441、題目來源本題目來源于湖北省教育廳重點研究計劃項目“API系列偏置抽油機模塊化設計”研究項目的一部分。2、研究目的和意義本項目的研究目標為：確定44種API系列偏置抽油機的機構(gòu)尺寸，對其進行模塊化分，在此基礎上，設計出44種API系列偏置抽油機的生產(chǎn)圖樣。本設計完成其中一個設計的內(nèi)容。本項目的研究意義：近幾年來，隨著油田開采技術(shù)的不斷發(fā)展，對抽油機也提出了更高的要求，即深泵掛，大行程，節(jié)省能源。常規(guī)抽油機不具備上述技術(shù)要求，必須尋找新的替代產(chǎn)品。針對此問題提出了:API系列抽油機，該抽油機是指按照美國石油學會APISPEC11E抽油機規(guī)范設計、制造的系列常規(guī)及便置游梁式抽油機。它是在常規(guī)型游梁抽油機的基礎上研制而成的，整機具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便生產(chǎn)成本低及節(jié)能效果好的優(yōu)點。常軌型抽油機受到四桿機構(gòu)的限制，游梁擺角不能過大，導致整機質(zhì)量偏重，體積偏大。偏置式游梁抽油機是在常規(guī)型抽油機的基礎上經(jīng)過優(yōu)化四連桿機構(gòu)的幾何尺寸，優(yōu)化了平衡重的夾角，改變了平衡重的相位角而產(chǎn)生的一種新型的抽油機。通過平衡重在曲柄軸上產(chǎn)生的扭矩與懸點負載在曲柄軸上產(chǎn)生的扭矩相平衡，使抽油機運轉(zhuǎn)時峰值扭矩和峰值電流都有較大幅度的降低，從而達到節(jié)能的目的。其特點是：游梁采用短前臂、大擺角結(jié)構(gòu)，既能滿足沖程長度要求，又可減小游粱截面面積節(jié)省原材料。該機在上沖程時連桿與游梁呈90工作，受力狀態(tài)好，在上沖程時曲柄轉(zhuǎn)角大，動載小，峰值扭短小。采用偏置型平衡結(jié)構(gòu)高效節(jié)能。偏置式游梁抽油機滿足了現(xiàn)在油田的發(fā)展需求和當代所提倡的節(jié)能型產(chǎn)品的發(fā)展要求，提高了開采效率，降低了損耗同時節(jié)約了成本，為企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟效益，因此它有廣闊的發(fā)展前景3、閱讀的主要參考文獻及資料名稱1趙麗,汪林,石樹慎，游粱式抽油機電氣節(jié)能方法分析及論證J，東北大學學報（自然科學版），1993，（06）。2劉揚松抽油機失效的故障樹分析J。石油天然氣學報，1990，（02）3萬邦烈，新系列游梁式抽油機抽油泵裝置所用電動機功率的計算公式和電動機功率的選擇圖解J。石油礦場機械，1980（02）。4萬邦烈，新系列游梁式抽油機抽油泵裝置所用抽油泵的排量系數(shù)和合理沉沒度的選擇圖解J。石油礦場機械，1981（02）。5宋明濤,阮亭忠,加重桿選擇和多級抽油機組合設計方法J。石油礦場機械，1985，（04）。6周繼德,.用功率曲線法判斷和用功率曲線法判斷和調(diào)整抽油機的平衡J.石油礦場機械，1988（05）。7李樹臻,.一般型的游梁式抽油機最優(yōu)平衡計算J.石油礦場機械，1988（06）。8郭登明,江山,管鋒,朱永敏,劉云珍.CYJY12-4.8-73HB型偏置抽油機改進設計J.河南油田,2005（01）9張連山.國外新型游梁抽油機J.石油機械,1988（08）10張連山.國外抽油機發(fā)展趨勢J.國外石油機械,1996（03）11郭登明,艾薇,余旭陽.草繪設計與三維建模-基于PRO/E的API系列抽油機模塊化設計之二J.石油機械,2004（07）12郭登明,艾薇,余旭陽.總體參數(shù)及四連桿機構(gòu)的尺寸規(guī)劃-基于PRO/E的API系列抽油機模塊化設計之一J.石油機械,2004（05）13黃清世,劉卓鈞.TM型抽油機連桿機構(gòu)尺寸參數(shù)計算的一種簡便方法J.石油天然氣學報,1987（02）StandardHandbookofPetroleum&NaturalGasEngineeringByLyons,WilliamC；Plisga,GarySPublication:Burling,MAElseiver,2005FundamentalsofthePetroleumIndustryByAnderson,RobertO.Publication:Norman,Okla,UniversityofOklahomaPress,1984.AdvancesinLasersandApplications:ProceedingsoftheFifty-secondScottishUniversitiesSummerSchoolinPhysics,St.Andrews,September1998byFinlayson,D.M.Publication:Bristol；PhiladelphiaInsitituteofPhysicsPublishing,1999IntroductiontoEngineeringDesign:Modelling,SynthesisandProblemSolvingStrategiesbySamuel,A.E.；Weir,JohnPublication:Oxford,BostonElsevier,1999PumpsandHydraulics6ThEd.bymiller,Rex.；Miller,MarkR.；Swewart,HarryL.Publication:Indianapolis,IndJohnWiley&Sons,Inc.(US),20044、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向4.1國內(nèi)現(xiàn)狀：抽油機是有桿采油系統(tǒng)的地面裝置，主要分游梁式抽油機及無游梁式抽油機兩大類。無游梁式及各類節(jié)能型抽油機，大多具有沖程長、重量輕、能耗低等特點，但在可靠性及對野外環(huán)境的適應性方面遠遠不及游梁式抽油機。APISPEC11E抽油機規(guī)范是美國石油學會制定的抽油機標準，該標準較為科學地規(guī)定了44種偏置式抽油機的基本參數(shù)。可以滿足世界不同地區(qū)的需要。該標準根據(jù)美國石油學會多年的研究成果，對抽油機的設計計算、結(jié)構(gòu)設計、制造工藝乃至外觀進行了詳細的規(guī)定。世界上許多國家將該標準作為抽油機生產(chǎn)、訂貨的依據(jù)。前蘇聯(lián)、羅馬尼亞等國家各自制定了標準，但非常接近。我國根據(jù)自己的國情，結(jié)合個國標準的長處，制定了自己的抽油機標準。由于歷史的原因，國內(nèi)個廠家的抽油機在外觀及結(jié)構(gòu)設計上更接近前蘇聯(lián)的抽油機。國際貿(mào)易中抽油機需求地區(qū)一般是工業(yè)較不發(fā)達的地區(qū)，它們沒有本國的抽油機標準，大多數(shù)抽油機進口國如印尼、阿根廷、印度以及敘利亞、埃及等中東國家，均以API標準作為其訂貨的依據(jù)。在國際抽油機市場中，API抽油機占主導地位。美國拉夫金公司是生產(chǎn)API抽油機的典型代表。拉夫金公司具有一百年的歷史，該公司產(chǎn)品80%以上為按API標準制造的常規(guī)游梁式抽油機。其產(chǎn)品質(zhì)量好，使用壽命長，銷售網(wǎng)點遍布各地，是國際抽油機市場中強有力的競爭對手。在國內(nèi)，對抽油機進行模塊化設計和制造還是空白。我國抽油機是在國標規(guī)范下由各廠自行設計和仿制，雖然發(fā)展了很多機型，但品種雜亂，同一型號的抽油機，其尺寸和結(jié)構(gòu)各廠也不相同（即使同一廠的產(chǎn)品也各有不同），企業(yè)生產(chǎn)成本居高不下，難以形成合理的生產(chǎn)規(guī)模，同時，由于品種雜，互換性差，給油田使用單位的生產(chǎn)和管理帶來極大不便。基于此，為了更好地滿足國內(nèi)抽油機制造廠家的要求，按照API標準規(guī)定的要求，設計出全套的偏置抽油機圖樣，就顯得更為重要。4.2國外現(xiàn)狀：抽油機是油田采油生產(chǎn)中常用的地面舉升設備，是采油井在自噴能力消失后，采用人工方式將油舉升到地面的設備。從抽油機總的發(fā)展趨勢看仍以游梁抽油機為主，同時向多樣化、超大載荷、長沖程；自動化、智能化；節(jié)能、無油梁長沖程方向發(fā)展。在抽油機的制造方面，世界上已有100多家公司，主要集中在美國、俄羅斯、法國、加拿大、和羅馬尼亞等國家，其中美國抽油機品種齊全，技術(shù)水平先進，質(zhì)量較好，應用范圍廣泛。目前世界上抽油機最大的下泵深度達m4530，在美國Reno油田上使用。俄羅斯的抽油機下泵深度為m4000。美國Lufkina公司制造的A系列前置式氣平衡抽油機最大載荷為KN194。國外抽油機的制造企業(yè)也逐步向大公司靠攏，采用統(tǒng)一的技術(shù)生產(chǎn)，多種形式的無梁長沖程的抽油機的發(fā)展已日趨完善，抽油機自動化控制也被廣泛使用，各種節(jié)能機型得到普遍推廣，游梁式抽油機產(chǎn)品的系列化、標準化和通用化程度日益提高。（1）自動化、智能化抽油機抽油機自動化、智能化控制技術(shù)的發(fā)展是近幾年來抽油機技術(shù)進步的一個顯著特點，是成熟技術(shù)和高新技術(shù)集成化應用的具體體現(xiàn)。自動化抽油機具有實時測得油井運行參數(shù)，及時顯示個記錄并且通過計算機進行綜合計算與分析功能，推薦最優(yōu)工況參數(shù)、進一步指導抽油機以最優(yōu)工況進行抽油的特點而成為最具有發(fā)展前景的抽油機。目前世界上比較先進的有美國Baker、Delta-x、APS和Nsco等公司生產(chǎn)的自動化抽油機。美國的Delta-x公司研制了世界上第一臺智能型抽油機，效率高，動力消耗少，自動化程度高，與常規(guī)抽油機相比，具有以下特點：結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小。是一種無游梁長沖程抽油機，最大沖程長度大12.1