新型摆动导杆式抽油机方案设计与动力学分析.pdf

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1、设备设计／诊断维修／再制造现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１４年第３期倡新型摆动导杆式抽油机方案设计与动力学分析１１２孙文，王三民，任涛（１西北工业大学机电学院，西安７１００７２；２西安石油大学机械工程学院，西安７１００６５）摘要：一种已经获得国家发明专利授权的新型摆动导杆式抽油机由电动机、减速器、曲柄、滑块、摆动导杆、机架和钢绳等构成，通过曲柄上的滑块在导杆导轨上的滑动，带动导杆以机架为支点做上下摆动，从而实现抽油机的上下冲程。由于滑块在导杆导轨上的滑动，使得曲柄对导杆作用力随悬点载荷大小的

2、变化而自行调整，曲柄轴净扭矩始终处于最佳状态，净扭矩曲线非常平缓，载荷不均匀系数CLF趋近于１，大大降低了电动机的装机功率，电动机输出功率均匀性得到了极大的提高。关键词：导杆式抽油机；方案设计；动力学分析；节能中图分类号：ＴＥ９３３文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１４）０３—０１１９—０５Schemedesignandkineticanalysisofanewmodeswingcrank-slidebarbeampumpingunit１１２ＳｕｎＷｅｎ，ＷａｎｇＳａｎｍｉｎ，ＲｅｎＴａｏ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａ

3、ｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００７２，Ｃｈｉｎａ；２ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ａｎｅｗｍｏｄｅｓｗｉｎｇｃｒａｎｋ-ｓｌｉｄｅｂａｒｂｅａｍｐｕｍｐｉｎｇｕｎｉｔｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎａｗａｒｄｅｄａｎａｔｉｏｎａｌｐａｔｅｎｔｃｏｍｐｏｓｅｓｏｆｍｏｔｏｒ，ｒｅ-ｄｕｃｅｒ，ｃｒａｎｋ，ｓｌｉｄｅｒ，ｇｕｉｄｅｒｏｄ，ｆｒａ

4、ｍｅａｎｄｗｉｒｅｒｏｐｅ．Ｕｐａｎｄｄｏｗｎｓｔｒｏｋｅｉｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂｙｓｌｉｄｅｒｍｏｖｉｎｇａｌｏｎｇｇｕｉｄｅｒｏｄｇｕｉｄｅａｐ-ｐａｒａｔｕｓｒｅｓｕｌｔｉｎｇｇｕｉｄｅｒｏｄｕｐａｎｄｄｏｗｎｍｏｖｅｍｅｎｔａｇａｉｎｓｔｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｐｕｍｐｉｎｇｆｒａｍｅ．Ｃｒａｎｋａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙａｄｊｕｓｔｓｔｏｒｑｕｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｈａｎｇｉｎｇｐｏｉｎｔｌｏａｄｉｎｇｗｈｅｎｓｌｉｄｅｒｍｏｖｅｓａｌｏｎｇｇｕｉｄｅｒｏｄ．Ｔｈｉｓｍａｉｎｔａｉｎｓｔｈｅｎｅ

5、ｔｔｏｒｑｕｅｏｆｂｒａｃｅａｘｉｓａｌｗａｙｓａｔｉｔｓｂｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．ＴｈｅｎｅｔｔｏｒｑｕｅｃｕｒｖｅｉｓｖｅｒｙｓｍｏｏｔｈａｎｄｕｎｅｖｅｎｌｏａｄｉｎｇｆａｃｔｏｒＣＬＦｖａｌｕｅａｐｐｒｏａｃｈｅｓｏｎｅ．Ｔｈｅｎｅｗｍｏｄｅｓｗｉｎｇｃｒａｎｋ-ｓｌｉｄｅｂａｒｂｅａｍｐｕｍｐｉｎｇｕｎｉｔｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｓｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｏｒｉｎｓｔａｌｌｅｄｐｏｗｅｒａｎｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｅｖｅｎｎｅｓｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｏｒｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒ．Keywords：

6、ｃｒａｎｋ-ｓｌｉｄｅｂａｒｂｅａｍｐｕｍｐｉｎｇｕｎｉｔ；ｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎ；ｋｉｎｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓ；ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ为了解决游梁式抽油机存在的问题，近几年来人０引言们对游梁式抽油机进行了很多的技术改造研究，开发目前我国油田的地面采油设备主要采用游梁式了双驴头式抽油机、下偏杠铃式抽油机和弯游梁式抽［２］抽油机，由于其具有结构简单、使用可靠、操作维护方油机等节能型抽油机，这些抽油机在减小载荷不均便，以及在恶劣的自然环境中能够长期可靠安全运行匀性、电动机装机功率和降低能耗方面确实取得了一等特点，使其在油田开采过程中得到了

7、较为广泛的应定的成果，但仍然存在着很大的提高空间。影响能耗用。但由于该抽油机载荷不均匀系数CLF偏大，使得高低的主要因素之一为抽油机的传动机构，开发一种曲柄轴上的净扭矩峰值过大，波动过大，同时能耗也最适合抽油机抽油工况的传动机构，不仅能降低抽油［１］随之变大。机的能耗，而且还能最大限度地降低载荷的波动性，目前游梁式抽油机主要存在以下三方面问题：这样，电动机的装机功率就会随之大大降低，电动机１）载荷的波动性偏大；２）电动机的装机功率过高；的工作效率也会随之提高。摆动导杆机构就是符合３）抽油机能耗偏大。抽油机抽油工况要求的较佳传动机构之一。新型

8、摆倡陕西省教育厅专项科研计划项目（２０１０ＪＫ７８５）１１９２０１４年第３期现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）［３］动导杆式抽油机已经获