抽油杆柱旋转式柱塞泵抽油系统的设计与开发

抽油杆柱旋转式柱塞泵抽油系统的设计与开发燕山大学大学生创新性实验计划项目团队：季艳波卢康康指导教师：姚春东结题汇报项目介绍目录一、项目背景二、项目研究内容与方案三、项目特色与创新之处四、项目执行情况五、成果与实际意义六、经费使用七、项目组简介一、项目背景本项目涉及石油开采技术领域，特别是采油装置的技术。有杆抽油机械是目前我国主要的抽油设备，到2008年止，我国机械采油井数己超过总油井数的90％，约80％的机械采油井采用抽油机有杆柱塞泵采油方式。抽油机——柱塞泵举升系统螺杆泵抽油系统优点工作可靠，皮实耐用结构简单紧凑、安装方便、节能、管理费用低的特点。可以直接座在井口套管四通上，占地面积小，初期投资少缺点存在杆管偏磨问题，而且抽油机地面设备总重量大，还存在举升抽油杆做无用功的问题存在定子与转子橡胶——钢体过盈摩擦导致寿命相对较短、井下温度过高还会导致密封失效等问题，特别是深井抽油工况下问题较多表1两种主要抽油系统的对比

为了较好的解决上述两种举升工艺中存在的问题，同时发扬其长处，我们设计了一种新式的抽油系统抽油杆柱旋转式柱塞泵二、项目方案：采用地面驱动设备带动抽油杆柱旋转，通过井下的中间动力转换机构将旋转运动转换成直线往复运动，从而带动柱塞泵的柱塞上、下往复运动实现抽油油层141619202117156749812101321351118图1.设计视图动力转换器动力转换器

项目研究内容首先，了解并改进了：1.地面驱动系统2.井 下柱塞泵抽油装置等。然后：集中精力重点研究井下动力转换机 构——将旋转运动转换为往复直线运动，并采用简 谐运动修正等速运动曲线以减小往复运动过程中折返 时的冲击对设备的损害。最后：参考最新研究成果，在虚拟实现的基 础上进行了样机制作。三、项目特色与创新之处

动力转换器：2223242925262716172822-上法兰；23-外筒；24-导向柱；25-凸轮轴；26-套筒；27-导向块螺钉；28-滚子；29-轴套；图2：抽油机——柱塞泵举升系统螺杆泵抽油系统继承优点工作可靠，皮实耐用结构简单紧凑、安装方便、节能、管理费用低的特点。可以直接座在井口套管四通上，占地面积小，初期投资少解决的缺点抽油机地面设备总重量大，还存在举升抽油杆做无用功的问题井下温度过高还会导致密封失效、部分解决存在定子与转子橡胶——钢体过盈摩擦导致寿命相对较短问题该系统兼有柱塞泵举升系统和螺杆泵采油装置的优点—结构简单、运行可靠、传递效率高、能量损耗小、井深适应性强而且有效避免各自的缺点，可以大幅度降低地面设备的产能建设投资，有效开发低产井，在当今中国采油行业，具有广阔的应用前景，是对我国传统采油装置的一大创新与突破！四、项目执行情况：原起止日期实际起止日期主要研究内容完成结果2009年11月~12月2009年11月~12月查阅资料、确定基本参数完成，文献综述报告2010年1月-2月2010年1月-2月现场调研、自学课题研究所需要的知识。完成，现场调研报告2010年3月-4月2010年3月-4月结构设计，三维建模完成，结构设计草图2010年5月-6月2010年5月-6月用三维动画进行结构虚拟设计完成，提供三维模型2010年7月-8月2010年7月-8月结构修改完善，完成设计图纸，联系厂家。完成，提供设计图纸2010年9月-10月2010年9月-11月试制样机，完成结题报告。完成结题报告，动力转换器样机五、成果与实际意义文献综述报告现场调研报告结构设计草图三维模型设计图纸及动力转换器的技术资料动力转换器样机结题报告圆柱凸轮轴的设计：简谐运动修正等速运动规律：取则各区段方程：（1）简谐运动加速阶段：匀速段：简谐运动减速阶段：凸轮轮廓线方程：均为两条首尾相接的循环曲线1、二维展开式方程（数控铣用）2、三维矢量方程（单参数包络面法）交叉处：1、拆螺钉帽法2、槽斜加工法虚拟设计三维动画：六、经费使用：各零件及加工费：6030资料费：372.9调研费、跑加工：1795打印、上网、数据交流：1282.6合计：9480.5七、项目组简介指导教师：姚春东教授、硕士生导师，主要研究：流体机械设计与研究、石油矿场机械设计与研究、采油机械系统动态仿真与系统优化、

采油机械系统泵况诊断技术。

项目团队：季艳波卢康康

均为大二机械设计制造及其自动化专业学生，有良好的学习和研究习惯，对机械领域有着浓厚的兴趣。爱好广泛，喜欢挑战和创新，擅长自学、推理、编程、绘