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常規(guī)式游梁抽油機(jī)桿長設(shè)計與運動分析的研究 李軍斌 (塔里木大學(xué) 機(jī)械電氣化工程學(xué)院，阿拉爾 843300 ) 摘要：常規(guī)式游梁抽油機(jī)自誕生以來，歷經(jīng)百年使用，經(jīng)歷了各種工況和各種地域油田生產(chǎn)的考驗，經(jīng)久不衰。目前仍在國內(nèi)外普通使用。常規(guī)游梁式抽油機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、耐用、操作簡便、維護(hù)費用低等明顯優(yōu)勢，而區(qū)別于其他眾多抽油機(jī)類型，一直占據(jù)著有桿系采油地面設(shè)備的主導(dǎo)地位。此次，以研究常規(guī)式游梁抽油機(jī)桿長設(shè)計與運動分析為出發(fā)點，對常規(guī)式游梁抽油機(jī)進(jìn)行深入的解析。 關(guān)鍵詞：常規(guī)式游梁抽油機(jī)；油田設(shè)備；四桿機(jī)構(gòu)；運動分析 中圖分類號：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A Conventional beam pumping unit rod long design and motion analysis lijunbin （College of Mechanic and Electrical Engineering Tarim University Ala Xinjiang 843300 ） Abstract: the conventional beam pumping unit since its birth, after years of use, experience a variety of conditions and various regional oil production test, enduring. Still in the domestic and foreign general use. The conventional beam pumping unit with its simple structure, durable, simple operation, low maintenance costs advantages, which is different from many other oil pumping machine type, has been dominated by a rod pump production equipment dominant position. This, in order to study the conventional beam pumping unit rod long design and motion analysis as a starting point, on the conventional beam pumping unit to conduct in-depth analysis. Key words: conventional beam pumping unit; oil equipment; four bar mechanism; motion analysis 目前，采油方式有自噴采油法和機(jī)械采油法。在機(jī)械采油法中，有桿抽油系統(tǒng)是國內(nèi)外油田最主要的，也是至今一直在機(jī)械采油方式中占絕對主導(dǎo)地位的人工舉升方式。有桿抽油系統(tǒng)主要由抽油機(jī)、抽油桿、抽油泵等三部分組成，抽油機(jī)是有桿抽油系統(tǒng)最主要的升舉設(shè)備。根據(jù)是否具有游梁，抽油機(jī)可以劃分為游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽油機(jī)。而常規(guī)游梁抽油機(jī)自誕生以來，歷經(jīng)百年使用，經(jīng)歷了各種工況和各種地域油田生產(chǎn)的考驗，經(jīng)久不衰。 1設(shè)計任務(wù)的設(shè)定 抽油機(jī)要完成它相應(yīng)的任務(wù)要求，在此，以下工況的抽油機(jī)為例做設(shè)計計算。 （1）主要參數(shù)：型號：CYJ3—2.1—13HB （2）最大載荷：30KN （3）沖程長度： 1.4，1.7，2.1（單位：m） （4）沖程次數(shù)：6，9，12 (單位：) 2常規(guī)式游梁抽油機(jī)的桿長設(shè)計 常規(guī)式游梁抽油機(jī)是以曲柄連桿機(jī)構(gòu)為其設(shè)計原理，如圖2-1,。設(shè)計以桿長的設(shè)計計算開始，所以其桿長設(shè)計就顯得尤為重要。 桿長尺寸的設(shè)計計算 由于最大沖程，所以各個桿長之間存在以下關(guān)系： 由于本設(shè)計的最大沖程，所以，在此取并且取，則其他桿長為： 此外， 式中：R——曲柄半徑，m； ——游梁后臂長度，m; ——游梁前臂長度，m; ——連桿長度，m； J——基桿長度（從曲柄旋轉(zhuǎn)中心到游梁支點的距離）m； 2游梁抽油機(jī)的運動分析 將四桿機(jī)構(gòu)簡化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)時，作懸點的運動規(guī)律計算。其簡化圖如下 當(dāng)時，游梁與連桿的連接點處于上死點，相對應(yīng)的懸點C處于下死點；當(dāng)時，B處于上死點,相對應(yīng)的懸點C處于上死點 圖3-1 懸點的運動規(guī)律簡化圖 B點的沖程長度 取B點的位移零點，向下為位移的正方向，則任意曲柄轉(zhuǎn)角時B點的位移為： 由三角形OAD可得： 則 （3-1） 而 所以， （3-2a） 按二項式定理展開 B點位移 (3-2b) (3-3) (3-4) (3-5) (3-6) (3-7) (3-8) 為了確定懸點最大加速度，可對對求導(dǎo)，并令其等于零，求得取得極值時的 角及對應(yīng)的及加速度值 當(dāng)，上面方程二無解，在此情況下，按方程一可得加速度極值在處，即上，下死點處。 (3-9a) (3-9b) (3-10a) (3-10b) 當(dāng)懸點在也取得極值，對此不再討論。 3小結(jié) 在多數(shù)情況下，常規(guī)游梁抽油機(jī)都可以這種簡化方式進(jìn)行簡化計算，這樣不但大幅度提高了工作效率，而且比較精確。如果要做更加精確的運動計算，則可以用復(fù)變矢量法進(jìn)行計算。 參考文獻(xiàn) [1] 張學(xué)魯,季祥云,羅仁全等.游梁式抽油機(jī)的技術(shù)與運用.北京：石油工業(yè)出版社.2001年4月. [2] 韓成才. 石油鉆采設(shè)備[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1999. [3] 鄔亦炯,劉卓均等. 抽油機(jī)[M]. 北京：石油工業(yè)出版社.1994. [4]梁宏寶,伊蓮娜,孫旭東.游梁式抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)改造綜述[J].黑龍江:東北石油大學(xué).2011年2月. [5]孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社,2009.