14型四连杆抽油机的结构分析及优化设计

发布时间：2018-02-19 21:27

  本文关键词： 抽油机 虚拟样机 有限元分析 动力学分析 优化设计　出处：《武汉工程大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：石油是国际性的战略资源,随着工业的迅速发展,各国对其需求量逐年增加。据中国石油经济技术研究院发布的2014国内外油气行业发展报告预计,2015年全年中国石油需求量约为53367万吨。全国的原油开采,超过70%是靠采油设备完成的,有杆采油设备占采油设备总量的90%之多。但由于有杆采油系统的能耗问题日趋严重,从而造成整体抽油机系统运行效率的偏低,进一步导致原油开采过程中的成本增加。有杆采油系统主要由三部分组成:地面以上设备(抽油机及其附属系统)、抽油杆柱、抽油泵,在这三部分中,抽油机占有重要的意义并且是能耗重要部分。目前,全球范围内使用最广的抽油机是传统游梁式抽油机,该机器虽然稳定,但效率并不高。在此背景下,各种节能型抽油机的研究迅速展开,本文便是基于自行发明设计的新型节能型抽油机——平行四连杆抽油机(专利号:ZL200820191342.6)展开研究与论述。基于课题组前期完成的工作,本文通过ADAMS软件对14型四连杆抽油机进行了动力学分析、结构分析以及优化设计,分析了两种设计方案的驱动件转矩曲线,确定了四连杆抽油机的安装位置以及曲柄转动方向,也对悬点的运动特性进行分析;同时使用SolidWorks软件建立三维模型,结合其中有限元分析软件COSMOSWorks,对四杆主体四种潜在的危险工况进行了装配体有限元分析,确定了危险工况即在当悬点处于最高位置,也发现仅有前长杆不满足强度要求,由此进一步对前长杆进行优化设计并提出三种优化方案,结合COSMOSWorks的分析结果,确定了更换材料以及加大板厚的优化方案;对前短杆、后短杆以及连杆三根二力杆进行压杆稳定性分析,发现仅有连杆不满足安全系数规定,经优化设计后,此问题得到解决。本文的主要工作都是通过CAD软件建立虚拟样机完成,由此可见虚拟样机技术对实际工程设计有着重要的指导作用。
[Abstract]:Oil is an international strategic resource . With the rapid development of industry , the demand of oil pumping unit is increasing year by year . According to the development report of oil and gas industry at home and abroad in 2014 , the research and discussion are carried out on four potential dangerous working conditions of pumping unit .

【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE933.1

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本文编号：1518020