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全平衡抽油机设计

作　者: 李冰侠
导　师: 杜永军
学　校: 大庆石油学院
专　业: 安全技术及工程
关键词: 人工举升抽油机节能动力学分析
分类号: TE933.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国油田目前大部分采取利用机械设备将原油举升地面的采油方法,在原油开采过程中,机械举升设备一直是主要耗能设备,据统计,我国机械采油系统的年耗电量已经超过注水系统,耗能约占油田总耗能量的1/3,成为油田生产的第一用电大户,在整个机械采油系统中,一般抽油机的工作效率只有25%左右,有大约75%的能量被浪费掉了,因此研制新型节能抽油机一直是采油工艺技术研究的重点,目前所研制的节能型抽油机多以10型机13型机居多,而大庆油田目前已进入特高含水阶段,开发难度逐渐增大,为保证原油稳产,加强了对一些低渗透率油层的开发,低产低效井数量不断增加,现5m3/d以下油井已达13000余口。目前这样的油井大部分采用普通6型抽油机开采,平均装机功率18kW,平均系统效率仅为11%,大部分能量在抽汲过程中白白浪费掉。适合低产低效油井的小型节能抽油设备几乎空白,从长远来看,研制适合低产低效油井的无游梁、长冲程、低能耗、精确平衡、智能化抽油设备是今后油田举升设备发展的必然趋势。针对这种情况,本文开展了全平衡节能型抽油机的研制,全平衡抽油机工作时,电机正反转运转,减速后,带动驱动转盘旋转;驱动转盘上同时具有大小两种直径的轮槽,分别承受悬点和平衡重物的载荷。这样当驱动转盘转动时,就通过钢丝绳带动井下杆柱及平衡吊箱上下运动,实现抽汲动作,本论文根据全平衡节能抽油机的工作原理,完成了全平衡抽油机的整体部件设计,论证了全平衡抽油机结构设计的合理性,在此基础上,对全平衡节能抽油机的悬点运动规律和负载情况进行了分析,明确了全平衡节能型抽油机节能技术的关键所在,最后对全平衡节能抽油机进行了现场模拟试验,验证了全平衡节能抽油机的节能效果,试验表明,全平衡节能型抽油机结构设计合理,工作状态更简单、直接、方便、节能效果更好,能够实现低产、低效油井低成本开采,降低了综合投资。全平衡节能抽油机的成功研制为今后研究、设计适应小排量油井的抽油系统提供了新理论、新方法,为油田今后节能工作提供重要开发途径。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
创新点摘要  7-9
绪论  9-17
第一章全平衡节能抽油机的设计  17-23
  1.1 全平衡抽油机的工作原理及设计指标  17-18
  1.2 传动及减速方案论证  18-19
  1.3 平衡重计算  19-21
  1.4 小结  21-23
第二章全平衡节能抽油机动力学分析  23-36
  2.1 悬点运动规律分析  23-27
  2.2 全平衡抽油机动力学分析  27-35
    2.2.1 悬点静载荷的大小和变化规律  28-31
    2.2.2 悬点惯性载荷的大小和变化规律  31-32
    2.2.3 悬点摩擦载荷的大小和变化规律  32-34
    2.2.4 悬点振动载荷的大小和变化规律  34-35
  2.3 小结  35-36
第三章全平衡节能抽油机节能机理分析  36-41
  3.1 使用高效电机—永磁同步电动机  36
  3.2 减少中间传动环节  36-38
  3.3 改变悬点运行规律，保证一定的匀速运行时间  38-39
  3.4 采用箱式直接平衡法  39-40
  3.5 小结  40-41
第四章全平衡节能抽油机模拟井试验及结果分析  41-44
  4.1 实验情况对比分析  41-43
  4.2 小结  43-44
结论  44-45
参考文献  45-48
发表文章  48-49
致谢  49-50
详细摘要  50-59

全平衡抽油机设计

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