基本信息
- 项目名称：
- 节能型双四连杆抽油机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 作为一种最重要的能源，石油的开采生产成为了各国十分重视关心的问题。目前国内外的油田采油都是采用一种有杆抽油设备，即利用抽油杆上下往复进行驱动。其中抽油机是重要的原动力设备，也是油田的耗电大户，抽油机能源消耗在油田总能耗约占30%-40%。提高抽油机的效率，降低能耗，具有很大的经济效益和社会效益。为了达到节能降耗的目的，本文提出了一种长冲程、大载荷、低冲次数的新型抽油机结构—节能型双四连杆抽油机。
- 详细介绍：
- 随着世界能源需求日益增加，石油是最为重要的一种能源，其开采生产是各产油国十分重视关心的问题。现在世界上每年将需要万台以上抽油机，因此开发新型抽油机，满足目前油田采油需求是非常重要的，具有较大的实际意义。对于无自喷功能油井的原油开采，或进入中后期油田的原油开采，或稠油的开采，绝大部分都需要抽油机带动井下抽油杆、抽油泵上下运动，将原油提升到地面。抽油机的能源消耗在油田总能耗中占有很大比例，据统计占30%~40%，可见抽油机节能降耗对于油田来说具有十分重要的意义。 本设计是一种基于双四连杆传动换向的新型无游梁式抽油机，实现了长冲程、大载荷、低冲次数的目的。在电机转动方向不变的前提下，采用双四连杆传动换向实现了抽油杆的上下往复运动完成抽油过程。本设计中有一种双四连杆传动机构，双四连杆的两个曲柄采用相差800的布置方式，保证抽油机在上行程时两个四连杆的摇柄运动角度的一致性。下冲程采用凸轮传动方式，以保证两个连杆机构的摇柄运动角度相同。平衡采用电梯形式的平衡原理，达到全冲程上的平衡最优，实现节能最佳。另外，平衡块重量有大小档级，调节方便准确。 该抽油机主要由减速器、双连杆机构、天轮和支架组成。天轮安装在支架上，在天轮上固定两根钢丝绳，钢丝绳一侧与井杆连接，一侧与配重连接。四连杆杆组1与杆组2的曲柄相差80°角，为一种错位异相排列。杆组1的摇杆与天轮轴通过键固定连接，并将减速器输出的动力传递给天轮轴，从而带动天轮转动。杆组2的摇杆与天轮轴用轴承支撑，该摇杆与挡块及凸轮挡块接触后才能传递动力。减速器输出轴始终一个方向旋转时，带动双连杆机构运动，实现天轮轴正、反向周期转动，从而带动天轮上钢丝绳运动，进而带动井杆上、下往复运动，实现抽油。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计发明目的和基本思路为： 基于降低抽油机能源消耗在油田总能耗中所占的比例，通过对于传统式抽油机的分析，拟从原理上创新一种长冲程、低冲次、大悬点载荷的新型抽油机结构，称为双四连杆抽油机。 创新点为： 本设计的配重采用电梯的直线往复式配重，并同时采用两套四杆机构进行传动，依靠辅助传动机构中的凸轮机构完成抽油机的下冲程，同时在上冲程过程中依靠辅助传动机构中的摇杆推动挡销来王城抽油机的上冲程。 主要的技术关键点是： 双四连杆抽油机采用了两套四连杆传动机构传递动力，同时进行机械换向。与传统游梁式抽油机的四连杆传动机构相比较，本设计中的两套四连杆机构中曲柄采用了相隔80°角的异相排列，其主要目的是保证抽油机的上冲程中间段运动由两套四连杆共同推动抽油机的天轮回转。在抽油机下冲程时，杆组依靠连杆端部的凸轮与固定圆柱形挡块接触，实现传递动力。
科学性、先进性
- 本作品的科学先进性为： 本设计采用了两套四连杆传动机构传递动力，同时进行机械换向。与传统游梁式抽油机的四连杆传动机构相比较，本设计中的两套四连杆机构中曲柄采用了相隔80°角的异相排列，其主要目的是保证抽油机的上冲程中间段运动由两套四连杆共同推动抽油机的天轮回转。在抽油机下冲程时，杆组依靠连杆端部的凸轮与固定圆柱形挡块接触，实现传递动力。抽油杆的上下往复运动完成抽油过程，实现了节能最佳。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型、图纸、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势： 本设计是一种双四连杆传动机构，双四连杆的两个曲柄采用相差800的布置方式，保证抽油机在上行程时两个四连杆的摇柄运动角度的一致性。下冲程采用凸轮传动方式，以保证两个连杆机构的摇柄运动角度相同。平衡采用电梯形式的平衡原理，达到全冲程上的平衡最优，实现节能最佳。相对于游梁式抽油机，本节能型双四连杆抽油机能够实现长冲程低冲次的要求，因而能够满足稠油井、深抽井和含气并采油作业的需要 适用范围： 主要适用于一些原油粘度较高的油田，满足了现有油田的要求的低冲次，高冲程的要求。 市场分析和经济效益预测： 目前，国内外油田大多数用的是游梁式抽油机，在实际操作过程中存在能耗高、体积大、操作复杂等弊端，国内虽然有生产抽油机的厂家很多，多数厂家其产品技术含量低，能耗高，不具有竞争优势。因此，研发推广节能型双四连杆抽油机市场潜力巨大，有待于进一步的挖掘。
同类课题研究水平概述
- 随着世界油气资源的不断开发，开采油层深度逐年增加，石油含水量也在不断增多，采用大泵提液采油工艺和开采稠油等，都要求采用大型抽油机。在市场经济条件下，油田开发也必须以经济效益为中心。因此节能高效也是抽油机发展永恒的主题。根据抽油机效率提高的途径，国内外抽油机改进的方向主要为以下几个方面： (1)向长冲程大载荷发展。采用长冲程抽油方式，抽油效率高，抽油机寿命长，动载荷小，具有较好的采油经济效益。 (2)发展节能技术。主要是通过两方面来实现，一是采用节能型驱动设备，二是采用节能型结构形式。 近年来国外研制与应用了多种类型长冲程抽油机，其中包括增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机。实践与理论分析表明，增大冲程游梁抽油机是常规游梁抽油机的发展方向；大面积推广无游梁式抽油机是抽油机的发展方向。
