新型螺杆抽油机设计与分析

发布时间：2018-04-23 01:01

  本文选题：螺杆抽油机 + 换向机构　； 参考：《西南石油大学》2017年硕士论文

【摘要】：针对目前常规游梁式抽油机传动效率低,惯性载荷大,以及各类新型抽油机,如直线电机抽油机、链条式抽油机、齿轮齿条式抽油机等使用存在的不足,通过与各类新型无游梁抽油机的结构方案进行对比,对新型螺杆抽油机进行结构方案设计,确定了一种新型螺杆抽油机方案:将螺杆的转动经导向总成,变为平衡重沿螺杆轴线的往复直线运动,从而解决游梁式抽油机存在的平衡能力差、效率低、惯性载荷大以及无游梁抽油机换向机构复杂、故障率高、维修困难等问题,实现长冲程、低冲次、大载荷要求。论文的主要内容包括以下几个部分:首先,综合分析了国内外各类抽油机的发展研究状况,现有抽油机存在的主要问题以及国内外抽油机今后的发展趋势。对本文的研究内容、思路等进行简单说明。其次,对螺杆抽油机的总体方案进行设计。根据螺杆抽油机的工作原理分析得到其悬点的运动规律数学公式,并完成悬点载荷、平衡重的计算,对电机、减速器、联轴器进行了选型。再次,完成对抽油机主要零部件的结构设计,包括螺杆抽油机螺杆、滚柱、机架、皮带、天车轮等,利用Solidworks完成对各主要零部件的三维模型建立;并对主要的轴及轴承进行了校核计算。然后,利用ADAMS/Cable模块建立钢绳系统代替抽油机的皮带,对抽油机进行动力学和运动学仿真分析,分析了抽油机在不同冲程、不同冲次、不同加减速运动时间条件下悬点的位移、速度、加速度随时间变化规律。最后,对抽油机的主要结构进行有限元分析,包括:利用ANSYS对两种抽油机方案的机架进行静力学分析、模态分析及机架的屈曲分析,并根据分析结果对机架进行了改进;对抽油机的导向总成、螺杆、滚柱等主要部件进行了有限元分析,得到其应力、变形云图。
[Abstract]:In view of the low transmission efficiency and large inertia load of conventional beam pumping units, as well as the shortcomings of various new types of pumping units, such as linear motor pumping units, chain pumping units, gear rack pumping units, etc. By comparing with the structural schemes of various new type pumping units without beam, the structure scheme of the new type screw pumping unit is designed, and a new type of screw pumping unit scheme is determined: the rotating screw is directed to the assembly, Turning into a reciprocating straight line motion of balance weight along the screw axis, thus solving the problems of poor balance ability, low efficiency, large inertia load, complicated reversing mechanism, high failure rate and difficult maintenance of beam pumping unit, etc. Achieve long stroke, low impact, large load requirements. The main contents of this paper are as follows: firstly, the development and research status of all kinds of pumping units at home and abroad, the main problems existing in existing pumping units and the future development trend of pumping units at home and abroad are comprehensively analyzed. The research content, train of thought and so on are simply explained in this paper. Secondly, the overall scheme of screw pumping unit is designed. According to the working principle of the screw pumping unit, the mathematical formula of the motion law of the suspension point is obtained, and the calculation of the suspension load and the balance weight is completed. The motor, the reducer and the coupling are selected. Thirdly, complete the structural design of the main parts of the pumping unit, including screw pumping unit screw, roller, frame, belt, day wheel and so on, using Solidworks to complete the three-dimensional model of the main components; The main shafts and bearings are checked and calculated. Then, using the ADAMS/Cable module to build the steel rope system instead of the belt of the pumping unit, the dynamics and kinematics simulation analysis of the pumping unit is carried out, and the displacement of the suspension point of the pumping unit under different stroke, different impulse times, different acceleration and deceleration time is analyzed. The velocity and acceleration change with time. Finally, the main structure of pumping unit is analyzed by finite element method, including: static analysis, modal analysis and buckling analysis of the frame of two pumping unit schemes by using ANSYS, and the frame is improved according to the analysis results; Finite element analysis is carried out on the main components of the pumping unit, such as the guide assembly, screw, roller and so on, and the stress and deformation cloud diagrams are obtained.
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE933.1

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本文编号：1789719