新型抽油機的創(chuàng)新設計與分析

劉雨亭（中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司，遼寧 盤錦 124209）

新型抽油機的創(chuàng)新設計與分析

劉雨亭
（中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司，遼寧 盤錦 124209）

摘 要：新型抽油機的創(chuàng)新設計與分析是在世界能源狀況不容樂觀，而我國石油開采效率不高的背景中提出的，本文闡述了新型抽油機的創(chuàng)新設計、新型抽油機的動力設計、新型抽油機的結(jié)構(gòu)強度分析、新型抽油機穩(wěn)定性分析和應用情況分析這幾方面的內(nèi)容，希望通過對新型抽油機的創(chuàng)新設計，提高我國石油開采的效率，提高我國石油的開采的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。

關鍵詞：抽油機；新型；創(chuàng)新設計；受力分析

現(xiàn)在世界上的采油國家有幾大部分都使用杠抽油的技術進行原油的開采，在我國大部分也都采用機械采油，利用杠桿技術的原理進行采油已經(jīng)占到了我國所有油井的90%，但是我國的杠抽油機器的應用效率比較低，需要利用減速裝置等改變發(fā)電機的運動形式，這樣的低效率造成我國開采石油成本的增多。并且隨著如今世界能源的緊俏與我國環(huán)境保護的呼聲越來越高，在石油開采中主張使用新技術，提高石油開采效率的人越來越多，在這種現(xiàn)實情況中本文主要想要介紹一種新型抽油機的創(chuàng)新設計與分析，通過這種新型抽油機的設計與應用能夠提高我國石油開采的效率，降低石油開采的成本。

一、新型抽油機的設計方案

（一）新型抽油機的創(chuàng)新設計

在設計新型抽油機時，我們應用了一種理論，我們稱作“ARIZ—發(fā)現(xiàn)問題解決算法”，這種算法是一種分析工具，主要應用于問題較多、情況較復雜的技術，而它的工作原理主要是先對問題進行定義，再確立目標對問題進行深入的分析與轉(zhuǎn)化，這種算法旨在找到標準化的最優(yōu)解，從而使得問題能夠朝著理想的方向轉(zhuǎn)化。如果在此過程中遇到了問題，那么就會將該問題作為一個新的問題再次進行求解，從而不斷進行標準化的求解過程。而我們將ARIZ算法應用到新型抽油機的設計過程中主要是運用它的算法中的不對稱性以及合并原理，提升抽油機的高度，將減速設備與轉(zhuǎn)動設備合并，從而能夠利用更大的沖擊力進行石油的開采。

（二）新型抽油機的動力設計

我們看一下，新型抽油機的驅(qū)動設計。在抽油機的應用中主要有兩種驅(qū)動，分別是硬驅(qū)動和軟驅(qū)動。其中硬驅(qū)動包括卷式的、鏈式的等等，這種驅(qū)動的優(yōu)點是能夠保證動力的輸出直接到達抽油桿，但是缺點也有，就是當電流過大時，不能有效的提供保護，嚴重時甚至能夠破壞采油工具；軟驅(qū)動包括帶式的、鋼絲繩帶動的等等，其優(yōu)點是當出現(xiàn)故障時能夠起到自我保護的作用，但是缺點是在繩子或者皮帶在摩擦的過程中會產(chǎn)生一部分熱能，從而不能保證動力直接到達抽油桿。而新型的抽油機是采用鋼絲繩的軟驅(qū)動方式，這種新型抽油機的基本工作原理是用鋼絲繩的拽引代替硬驅(qū)動中的機械式傳動，既減少了齒輪之間的磨損又減少了在工作過程中熱能的損失。

二、關于新型抽油機的結(jié)構(gòu)強度分析

現(xiàn)在我們看一下，新型抽油機的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，新型抽油機的結(jié)構(gòu)主體包括驅(qū)動系統(tǒng)、操控系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、防護系統(tǒng)、支架、支撐系統(tǒng)、機動系統(tǒng)組成。如圖1所示。

下面我們就具體看一下，新型抽油機各個部分的受力情況，從而了解其結(jié)構(gòu)的強度。

對平臺上的受力分析，我們主要依據(jù)新型抽油機的結(jié)構(gòu)與負荷情況，利用“有限元分析”對其進行關于靜力方面的計算，根據(jù)計算結(jié)果，我們可以得出結(jié)論，在電機座的前支撐板的地方出現(xiàn)了最大應力與最大強度；接下來通過對新型抽油機的主體進行受力分析，我們得到結(jié)論，底板前端的地下螺栓處出現(xiàn)了最大應力，而在這種情況下，能夠說明新型抽油機能夠有效的開展工作。

三、新型抽油機穩(wěn)定性分析和應用情況分析

首先我們看一下抽油機的穩(wěn)定性分析，本文分析的穩(wěn)定性主要是建立在整個機器基礎之上的，我們主要用了是三個軟件分別對其進行建模研究，然后得到的研究結(jié)果是，新型抽油機無論在施加了風負荷的情況下還是沒有風負荷的情況下都具有很好的穩(wěn)定性。

下面我們對新型抽油機的應用情況進行分析。我們在華北油田、遼河油田等地方對所設計的新型抽油機進行了實地的應用測試，測試的結(jié)果顯示，新型抽油機的運行良好，而新型抽油機與一般的抽油機相比的優(yōu)點在于，在其工作的整個環(huán)節(jié)中，可以根據(jù)每個油井的地下條件、設備等的不同進行參數(shù)的優(yōu)化，能夠更好的與這些實際條件向匹配，從而提高開采石油的效率，而且這種新型抽油機的安裝過程也很方便。通過在上述油田中對新型抽油機的應用，我們可以總結(jié)，新型抽油機具有高效、穩(wěn)定、節(jié)能的優(yōu)點，應用情況的測試結(jié)果還是不錯的。

以上就是我們對新型抽油機的創(chuàng)新設計與應用情況的分析。

1-混凝土基礎；2-移機導軌；3-夾軌器；4-控制柜；5-抽油機主體鋼筒；6-平衡重；7-上平臺；8-上護欄組合；9-外轉(zhuǎn)子永磁電機；10-制動器；11-牽引系統(tǒng)；12-懸繩器圖1 新型抽油機的結(jié)構(gòu)構(gòu)成

參考文獻

[1]李云峰.新型抽油機的創(chuàng)新設計與分析[D].大慶石油學院，2010.

[2]郭東，白雪明，紀海濤.彎游梁式抽油機的平衡配置設計與分析[J].石油機械，2006（09）：30-32.

[3]郭東，白雪明，紀海濤.彎游梁式抽油機的平衡配置設計與分析[A].《石油機械》編輯部.2006年石油裝備學術研討會論文集[C].《石油機械》編輯部，2006.

[4]劉玉華，張青，高峰.新型游梁式多井抽油機的設計與性能分析[J]. 機械設計與研究，2011（02）：107-110.

中圖分類號：TE933

文獻標識碼：A

作者簡介：劉雨亭，出生年月：1990年7月，女，滿，遼寧盤錦人，本科學歷，中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司。