Project ——游梁式抽油机抽油机构的运动学设计
抽油机是将原油从井下举升到地面的主要采油设备之 一.常用的有杆抽油设备由三部分组成:一是地面驱动设备 即抽油机; 二是井下的抽油泵, 它悬挂在油井油管的下端; 三 是抽油杆柱,它将地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵.
1
抽油机由电动机经减速传动装置驱动,通过曲柄摇杆机构ABCD以 及与摇杆CD固联为一体的圆弧状驴头(圆弧半径为r,圆心位于D)和悬 绳带动抽油杆柱作上下往复移动,其中圆弧状驴头与悬绳作纯滚动.由 于抽油杆柱与抽油泵柱塞固结,从而驱使泵柱塞也作上下往复移动而实 现将原油从井下举升到地面的目的. 悬点——悬绳与抽油杆的联结点;悬点载荷P(kN)——抽油机作用于抽 油杆柱顶部的载荷;抽油杆冲程S(m)——抽油机所能提供的抽油杆上下 往复运动的最大位移;冲次n(次/min)——单位时间内柱塞往复运动的次 数,即为曲柄AB的转速.
r
D
c
C
b d
P
a
A
B
n
2
有两种油井工况,曲柄均作匀速转动—— 工况1:
抽油机上冲程曲柄转角为192°,下冲程曲柄转角为168°.
工况2:
抽油机上冲程曲柄转角与下冲程曲柄转角相等. 组号 冲程S(m) 组号
冲次n(次/min) 悬点载荷P(kN)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 0 1 2 3 4 11 12 13 14 15
P1=40,P2=15
P1=20,P2=5
3
设计要求——
① 为减小动载荷,应使抽油机上冲程悬点加速度为最小; ② 从改善机构的受力情况和缩小抽油机的轮廓尺寸出发,选 取a/c=1.35; ③ 为保证机构传动良好,设计时应使最小传动角λmin≥40°. a
D
c
C
l k
P
r
A
B
4
设计内容——
1. 确定曲柄摇杆机构ABCD的类型及曲柄转向; 2. 根据设计参数和设计要求,采用优化方法并编程设计机 构,确定机构运动尺寸; 3. 编程计算所设计抽油机机构悬点位移,速度和加速度与 曲柄转角的对应关系,分别绘制悬点位移,速度和加速 度线图(取抽油杆最低位置对应于曲柄转角 =0,悬点 位移S=0).
5
1 问题分析
1.1 曲柄摇杆机构特点 工况1:上冲程曲柄转角为192°,下冲程曲柄转角为168° 曲柄转向为逆时针
找出曲柄摇杆机构摇杆的两 个极限位置 CD 顺 时 针 摆 动 —— C1→C2 ,上冲程(正行程), 1=192°,慢行程,B1 → B2 CD 逆 时 针 摆 动 —— C2→C1 ,下冲程(反行程), 2=168°,快行程,B2 → B1 P 快行程ψ C1 D 慢行程ψ C C2

下一页