10型_12型游梁式抽油机用53型双圆弧齿轮减速器设计.doc

10型，12型游梁式抽油机用53型双圆弧齿轮减速器设计 摘 要 随着原油和油气的产出，贮存压力减小。最终在某一点，贮存压力达到小的必需用人工举升的方式才可以产油。 游梁式抽油机 ,是一个借鉴了水井工业的理想应用。自从1925年 Trout 设计的油泵演变到现今的具有统治地位游梁是人工举升设备。在石油采油过程中对常规游梁式抽油机的应用已有上百年的历史，由于其结构简单，平衡性、稳定性突出等特点而被延用至今历经多年的发展和完善，主要是提高其可靠性和零件的设计方法上。（1）传统型??传统的曲柄配重型 被广泛的接受和认可，是久经考验的油田 “战士”。支点前面是负载，后面是配重。 （2）前置配重型 由于其独特的几何结构和配重特征，低转矩峰值和低动力需求。运行特点是是快速的下冲程，慢速的上冲程。减小重型负载上冲程的加速载荷。降低峰值转矩延长油杆寿命。 （3）结构紧凑型 紧凑结构的设计防便用于经常移动的工作方式或者城区的应用，很多部件在工厂已经完成安装。 （4）气压配重型? 应用压缩气体替代沉重的铸铁配重块并且可以更精确得控制配重。大大的减轻了系统地重量，运输和安装费用明显降低。气压配重独特的优点在于更大的增大冲程，而对于铸铁配重结构来说将是非常庞大难于实现。? （5）游梁配重型 配重块安装在游梁的另一端，是一种适合浅井应用的经济型。 我国生产的抽油机按照抽油机承受的悬点额定载荷主要分为2、3、5、8、10、12、14、16等型，每种型式的抽油机又按照不同冲程、曲柄轴额定扭矩分为多种规格的机型。近几年随着计算机应用技术的不断提高，优化设计方法也被广泛应用于抽油机的设计中，使得抽油机设计周期大大缩短，设计精度大大提高，抽油机的规格和类型也更加多样化。 游梁式抽油机是有杆抽油系统的地面驱动装置，它由动力机、减速器、机架和连杆机构等部分组成。减速器将动力机的高速旋转运动变为曲柄轴的低速旋转运动;曲柄轴的低速旋转圆周运动由连杆机构变为驴头悬绳器的上下往复直线运动，从而带动抽油泵进行抽油工作。游梁式抽油机是机械采油设备中问世最早的抽油机机种，基本结构如图1所示： 图1 常规游梁式抽油机基本机构图 1—刹车装置2一电动机3一减速器皮带轮4一减速器5一动力输入轴6一中间轴7一输出轴8一曲柄9一曲柄销10一支架11一曲柄平衡块12一连杆13一横梁轴14一横梁15一游梁平衡块16一游梁17一支架轴18一驴头19一悬绳器20一底座 常规游梁式抽油机结构尺寸示意图 前臂长:a=3.0m; 后臂长:b=2.4m; 连杆长:L=3.350m; 支架高:H=5.290m; 减速器输出轴中心高:G=2.020m; 水平中距:I=2.300m; 曲柄旋转半径:OR=1.15Om。 常规游梁式抽油机的悬点载荷计算 一、抽油机悬点载荷简介 当游梁式抽油机通过抽油杆的上下往复运动带动井下抽油泵工作时，在抽油机的驴头悬点上作用有下列几类载荷： (1)静载荷 包括抽油杆自重以及油管内外的液体静压作用于抽油泵柱塞上的液柱静载荷。 (2)动载荷 由于抽油杆柱和油管内的液体作非匀速运动而产生的抽油杆柱动载荷以及作用于抽油泵柱塞上的液柱动载荷。 (3)各种摩擦阻力产生的载荷 包括光杆和盘根盒间的摩擦力、抽油杆和油液间的摩擦力、抽油杆(尤其是接箍)和油管间的摩擦力、油液在杆管所形成的环形空间中的流动阻力、油液通过泵阀和柱塞内孔的局部水力阻力，还有柱塞和泵筒之间的摩擦阻力。 二、悬点载荷计算 ---悬点静载荷; ---悬点动载荷; （1）悬点静载荷 1.抽油杆自重计算 在上下冲程中，抽油杆自重始终作用于抽油机驴头悬点上，是一个不变的载荷，它可以用下列式子计算: -抽油杆自重，kN; -抽油杆总长度，m;-抽油杆的截面积，m2;重力加速度，9.81N/kg2;-抽油杆的密度，kg/m3;-每米抽油杆自重，kN/m。 对于组合杆柱,如果级数为K,则可用下式计算: = ---第i级抽油杆住每米自重,KN/m; ----第i级杆柱长度与总长之比值; 由于抽油杆全部沉没在油管内的液体之中，所以在计算悬点静载荷时，要考虑液体浮力的影响。用代表抽油杆柱在液体中的自重，则它可以用下式计算: =(1-0.127)* 其中，---井液密度,t/;---液体中抽油杆自重; 2. 作用于柱塞的液柱静载荷计算 作用于柱塞上的液柱载荷随着抽油泵阀门开闭状态的不同而变化。下冲程