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(shè)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(shè)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(shè)計、新型抽油機的動力設(shè)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(yīng)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(shè)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(guān)鍵詞：抽油機；新型；創(chuàng)新設(shè)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(shù)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(shù)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(yīng)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(shù)，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(shè)計與分析，通過這種新型抽油機的設(shè)計與應(yīng)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(shè)計方案

（一）新型抽油機的創(chuàng)新設(shè)計

在設(shè)計新型抽油機時，我們應(yīng)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(yīng)用于問題較多、情況較復(fù)雜的技術(shù)，而它的工作原理主要是先對問題進行定義，再確立目標(biāo)對問題進行深入的分析與轉(zhuǎn)化，這種算法旨在找到標(biāo)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(biāo)準化的求解過程。而我們將ARIZ算法應(yīng)用到新型抽油機的設(shè)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(shè)備與轉(zhuǎn)動設(shè)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(shè)計

我們看一下，新型抽油機的驅(qū)動設(shè)計。在抽油機的應(yīng)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(dāng)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(dāng)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(guān)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(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(chǔ)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(fēng)負荷的情況下還是沒有風(fēng)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(yīng)用情況進行分析。我們在華北油田、遼河油田等地方對所設(shè)計的新型抽油機進行了實地的應(yīng)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(shè)計與應(yīng)用情況的分析。

1-混凝土基礎(chǔ)；2-移機導(dǎo)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(shè)計與分析[D].大慶石油學(xué)院，2010.

[2]郭東，白雪明，紀海濤.彎游梁式抽油機的平衡配置設(shè)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(shè)計與分析[A].《石油機械》編輯部.2006年石油裝備學(xué)術(shù)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(shè)計與性能分析[J]. 機械設(shè)計與研究，2011（02）：107-110.

中圖分類號：TE933

文獻標(biāo)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(xué)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。