API偏置抽油機(jī)設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目名稱：API偏置抽油機(jī)設(shè)計(jì)題目類別：工程設(shè)計(jì)院（系）：機(jī)運(yùn)學(xué)院專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：張建指導(dǎo)教師：張福/教授開題報(bào)告日期：4月12日API偏置抽油機(jī)設(shè)計(jì)：RM912D-427-1441、題目來源本題目來源于湖北省教育廳重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目“API系列偏置抽油機(jī)模塊化設(shè)計(jì)”研究項(xiàng)目的一部分。2、研究目的和意義本項(xiàng)目的研究目標(biāo)為：確定44種API系列偏置抽油機(jī)的機(jī)構(gòu)尺寸，對(duì)其進(jìn)行模塊化分，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出44種API系列偏置抽油機(jī)的生產(chǎn)圖樣。本設(shè)計(jì)完成其中一個(gè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。本項(xiàng)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(duì)抽油機(jī)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(jī)不具備上述技術(shù)要求，必須尋找新的替代產(chǎn)品。針對(duì)此問題提出了:API系列抽油機(jī)，該抽油機(jī)是指按照美國(guó)石油學(xué)會(huì)APISPEC11E抽油機(jī)規(guī)范設(shè)計(jì)、制造的系列常規(guī)及便置游梁式抽油機(jī)。它是在常規(guī)型游梁抽油機(jī)的基礎(chǔ)上研制而成的，整機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便生產(chǎn)成本低及節(jié)能效果好的優(yōu)點(diǎn)。常軌型抽油機(jī)受到四桿機(jī)構(gòu)的限制，游梁擺角不能過大，導(dǎo)致整機(jī)質(zhì)量偏重，體積偏大。偏置式游梁抽油機(jī)是在常規(guī)型抽油機(jī)的基礎(chǔ)上經(jīng)過優(yōu)化四連桿機(jī)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(jī)。通過平衡重在曲柄軸上產(chǎn)生的扭矩與懸點(diǎn)負(fù)載在曲柄軸上產(chǎn)生的扭矩相平衡，使抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)峰值扭矩和峰值電流都有較大幅度的降低，從而達(dá)到節(jié)能的目的。其特點(diǎn)是：游梁采用短前臂、大擺角結(jié)構(gòu)，既能滿足沖程長(zhǎng)度要求，又可減小游粱截面面積節(jié)省原材料。該機(jī)在上沖程時(shí)連桿與游梁呈90工作，受力狀態(tài)好，在上沖程時(shí)曲柄轉(zhuǎn)角大，動(dòng)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(jī)滿足了現(xiàn)在油田的發(fā)展需求和當(dāng)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(shí)節(jié)約了成本，為企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益，因此它有廣闊的發(fā)展前景3、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱1趙麗,汪林,石樹慎，游粱式抽油機(jī)電氣節(jié)能方法分析及論證J，東北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1993，（06）。2劉揚(yáng)松抽油機(jī)失效的故障樹分析J。石油天然氣學(xué)報(bào)，1990，（02）3萬邦烈，新系列游梁式抽油機(jī)抽油泵裝置所用電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算公式和電動(dòng)機(jī)功率的選擇圖解J。石油礦場(chǎng)機(jī)械，1980（02）。4萬邦烈，新系列游梁式抽油機(jī)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(chǎng)機(jī)械，1981（02）。5宋明濤,阮亭忠,加重桿選擇和多級(jí)抽油機(jī)組合設(shè)計(jì)方法J。石油礦場(chǎng)機(jī)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(jī)的平衡J.石油礦場(chǎng)機(jī)械，1988（05）。7李樹臻,.一般型的游梁式抽油機(jī)最優(yōu)平衡計(jì)算J.石油礦場(chǎng)機(jī)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(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)J.河南油田,2005（01）9張連山.國(guó)外新型游梁抽油機(jī)J.石油機(jī)械,1988（08）10張連山.國(guó)外抽油機(jī)發(fā)展趨勢(shì)J.國(guó)外石油機(jī)械,1996（03）11郭登明,艾薇,余旭陽.草繪設(shè)計(jì)與三維建模-基于PRO/E的API系列抽油機(jī)模塊化設(shè)計(jì)之二J.石油機(jī)械,2004（07）12郭登明,艾薇,余旭陽.總體參數(shù)及四連桿機(jī)構(gòu)的尺寸規(guī)劃-基于PRO/E的API系列抽油機(jī)模塊化設(shè)計(jì)之一J.石油機(jī)械,2004（05）13黃清世,劉卓鈞.TM型抽油機(jī)連桿機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)計(jì)算的一種簡(jiǎn)便方法J.石油天然氣學(xué)報(bào),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(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向4.1國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀：抽油機(jī)是有桿采油系統(tǒng)的地面裝置，主要分游梁式抽油機(jī)及無游梁式抽油機(jī)兩大類。無游梁式及各類節(jié)能型抽油機(jī)，大多具有沖程長(zhǎng)、重量輕、能耗低等特點(diǎn)，但在可靠性及對(duì)野外環(huán)境的適應(yīng)性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及游梁式抽油機(jī)。APISPEC11E抽油機(jī)規(guī)范是美國(guó)石油學(xué)會(huì)制定的抽油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)較為科學(xué)地規(guī)定了44種偏置式抽油機(jī)的基本參數(shù)?？梢詽M足世界不同地區(qū)的需要。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)美國(guó)石油學(xué)會(huì)多年的研究成果，對(duì)抽油機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝乃至外觀進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。世界上許多國(guó)家將該標(biāo)準(zhǔn)作為抽油機(jī)生產(chǎn)、訂貨的依據(jù)。前蘇聯(lián)、羅馬尼亞等國(guó)家各自制定了標(biāo)準(zhǔn)，但非常接近。我國(guó)根據(jù)自己的國(guó)情，結(jié)合個(gè)國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)處，制定了自己的抽油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。由于歷史的原因，國(guó)內(nèi)個(gè)廠家的抽油機(jī)在外觀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更接近前蘇聯(lián)的抽油機(jī)。國(guó)際貿(mào)易中抽油機(jī)需求地區(qū)一般是工業(yè)較不發(fā)達(dá)的地區(qū)，它們沒有本國(guó)的抽油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)抽油機(jī)進(jìn)口國(guó)如印尼、阿根廷、印度以及敘利亞、埃及等中東國(guó)家，均以API標(biāo)準(zhǔn)作為其訂貨的依據(jù)。在國(guó)際抽油機(jī)市場(chǎng)中，API抽油機(jī)占主導(dǎo)地位。美國(guó)拉夫金公司是生產(chǎn)API抽油機(jī)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(biāo)準(zhǔn)制造的常規(guī)游梁式抽油機(jī)。其產(chǎn)品質(zhì)量好，使用壽命長(zhǎng)，銷售網(wǎng)點(diǎn)遍布各地，是國(guó)際抽油機(jī)市場(chǎng)中強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。在國(guó)內(nèi)，對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)和制造還是空白。我國(guó)抽油機(jī)是在國(guó)標(biāo)規(guī)范下由各廠自行設(shè)計(jì)和仿制，雖然發(fā)展了很多機(jī)型，但品種雜亂，同一型號(hào)的抽油機(jī)，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(shí)，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?；诖耍瑸榱烁玫貪M足國(guó)內(nèi)抽油機(jī)制造廠家的要求，按照API標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，設(shè)計(jì)出全套的偏置抽油機(jī)圖樣，就顯得更為重要。4.2國(guó)外現(xiàn)狀：抽油機(jī)是油田采油生產(chǎn)中常用的地面舉升設(shè)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(shè)備。從抽油機(jī)總的發(fā)展趨勢(shì)看仍以游梁抽油機(jī)為主，同時(shí)向多樣化、超大載荷、長(zhǎng)沖程；自動(dòng)化、智能化；節(jié)能、無油梁長(zhǎng)沖程方向發(fā)展。在抽油機(jī)的制造方面，世界上已有100多家公司，主要集中在美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、加拿大、和羅馬尼亞等國(guó)家，其中美國(guó)抽油機(jī)品種齊全，技術(shù)水平先進(jìn)，質(zhì)量較好，應(yīng)用范圍廣泛。目前世界上抽油機(jī)最大的下泵深度達(dá)m4530，在美國(guó)Reno油田上使用。俄羅斯的抽油機(jī)下泵深度為m4000。美國(guó)Lufkina公司制造的A系列前置式氣平衡抽油機(jī)最大載荷為KN194。國(guó)外抽油機(jī)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(zhǎng)沖程的抽油機(jī)的發(fā)展已日趨完善，抽油機(jī)自動(dòng)化控制也被廣泛使用，各種節(jié)能機(jī)型得到普遍推廣，游梁式抽油機(jī)產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化程度日益提高。（1）自動(dòng)化、智能化抽油機(jī)抽油機(jī)自動(dòng)化、智能化控制技術(shù)的發(fā)展是近幾年來抽油機(jī)技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)顯著特點(diǎn)，是成熟技術(shù)和高新技術(shù)集成化應(yīng)用的具體體現(xiàn)。自動(dòng)化抽油機(jī)具有實(shí)時(shí)測(cè)得油井運(yùn)行參數(shù)，及時(shí)顯示個(gè)記錄并且通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合計(jì)算與分析功能，推薦最優(yōu)工況參數(shù)、進(jìn)一步指導(dǎo)抽油機(jī)以最優(yōu)工況進(jìn)行抽油的特點(diǎn)而成為最具有發(fā)展前景的抽油機(jī)。目前世界上比較先進(jìn)的有美國(guó)Baker、Delta-x、APS和Nsco等公司生產(chǎn)的自動(dòng)化抽油機(jī)。美國(guó)的Delta-x公司研制了世界上第一臺(tái)智能型抽油機(jī)，效率高，動(dòng)力消耗少，自動(dòng)化程度高，與常規(guī)抽油機(jī)相比，具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小。是一種無游梁長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，最大沖程長(zhǎng)度大12.1