節(jié)能式抽油機液壓系統(tǒng)設計大學論文.doc

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1、本科畢業(yè)設計（論文）開題報告課題名稱：節(jié)能式抽油機液壓系統(tǒng)設計學院：年級專業(yè)：學生姓名：指導教師：填寫日期：年月日一、本課題的意義及國內外研究動態(tài)1.課題的意義自從石油制成品為動力的機器誕生以后，對石油的快速發(fā)展，給石油工業(yè)的崛起創(chuàng)造了條件。伴隨著對石油開采量的增多，人們面對石油的開采問題，開鑿出不同的油井。但大部分油井的石油是不能自流到地面。為此產(chǎn)生了解決油井生產(chǎn)舉升的機器——抽油機[1]。抽油機是用于開采石油的設備[2]，在開采石油的過程中，電能的消耗量不小，大約占采油成本的三分之一左右，所以降低采油成本的一個重要途徑就是降低耗電成本。當今我國的采油

2、設備大多使用的是機械游梁抽油機。雖然機械游梁抽油機的結構相對簡單，比較容易加工，能夠長期開采作業(yè)，并且可靠性高，但是其也存在著一定的缺點，比如驢頭的懸點慣性大，從而導致了平衡相對較難，并且采油的效率也不高，當油井較深和行程較長時，設備的體積和質量較大，特別是其平衡問題導致了大量的能耗，因此其采油的成本較高[3]。所以，只有在一定的程度上提高抽油機的節(jié)能率才能提升其在市場中的地位。近幾年來，隨著我國各油田越來越多地需要長沖程、低沖次的抽油機來提高產(chǎn)量。已研究開發(fā)出多種節(jié)能型液壓抽油機。節(jié)能型液壓抽油機具有易于實現(xiàn)長沖程、抽油桿速度可無級調速、節(jié)省鋼材(自重

3、僅為同規(guī)格游梁式抽油機的1/4-1/20)、有利于提高抽油泵的充滿系數(shù)、容易實現(xiàn)自動化等優(yōu)點。因此，繼續(xù)加緊研制節(jié)能型液壓抽油機，對于節(jié)約能源、滿足油田采油需要，具有很重要的意義[4].2.液壓抽油機研究動態(tài)2.1國外液壓抽油機的研究動態(tài)國外對液壓抽油機的研究起始于20世紀50年代，由于當時液壓水平的顯著提高以及液壓系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中受到了廣泛的應用，因此各式各樣的結構和性能良好的液壓抽油機不斷地被研發(fā)出來[5-10]。20世紀60年代初，一種新式的Hydrox液壓抽油機試驗完成，這種由美國開發(fā)的新產(chǎn)品的有效行程最長可達至7.95m，能夠在670-2032

4、m的深度范圍內開采作業(yè)。1965年，前蘇聯(lián)開發(fā)完成ATH型油管平衡式液壓抽油機，此種抽油機重量較輕，比較容易安裝，而且可靠性好，在經(jīng)過一年多的試驗之后正式投入生產(chǎn)使用。20世紀70年代后期，HEP液壓抽油機在加拿大開發(fā)完成，這種采油設備的負載缸活塞在向下和向上運行時速度可以分別進行控制，其有效行程的長度范圍是1.625-4.267m，該型號的液壓抽油機已經(jīng)成為了產(chǎn)品系列。由Mape公司開發(fā)完成的一種機型，其行程可達至10m，沖次能達到每分鐘5次，可承受的負載值的范圍為34.23-195.64kN。由WGCO公司開發(fā)完成的液壓抽油機，其沖次最高可以達到每分

5、鐘3次，機身整體為低矮式，147kW的裝機功率，使用壽命40000小時。此外，加拿大CurtisHooverInc.研發(fā)完成了低架機型與高架機型長沖程抽油機，其有效行程可達5.08m，而且在工作時可承擔的負載極限值為222.26kN，沖次可達到每分鐘12次。2.2國內液壓抽油機的研究動態(tài)國內從60年代開始對抽油機進行研發(fā)和設計[11-12]，1966年，一個組成形式為“泵-缸”的新型節(jié)能機型的設計構想被正式發(fā)布。在這種結構組成的液壓抽油機中，油管被用于平衡負載的重量，而且，由于油管的應用，使抽油機的行程得到了一定延長。到了80年代，由于國內油田的開采條件

6、變得愈來愈復雜，使得油田開采難度不斷加大，因此油田的采油工藝需要不斷地提高，這要求抽油機能不但承受大負載，而且沖程要求較長，沖次也需要足夠大。80年代在對一些油田進行充分考察的基礎之上，國內海洋地質局設計研發(fā)成功了無游梁式液壓抽油機。20世紀80年代后期，YCJ-II式抽油機在吉林工業(yè)大學開發(fā)完成，這種平衡式開采裝置是由液壓缸驅動，該機己經(jīng)完成了相關試驗。1992年一種“泵一馬達”組成的YCJ12-10-2500型抽油機在蘭州石油機械研究所開發(fā)完成。1993年，一種新型的液壓抽油機結構方案問世，這種抽油機具有功率回收的功能，該方案是由浙江大學提出。同年基

7、于“泵一馬達”組成形式的長沖程液壓抽油機的設計方案由勝利油田提出。2003年，劉長年開發(fā)成功了一種新型液壓抽油機，這種抽油機為全狀態(tài)調控型，對該機的控制是基于節(jié)流調速的方式來完成的[13]。2008年，煙臺大學與山東康達噴油泵有限公司聯(lián)合研制了組合液壓缸節(jié)能液壓抽油機。這是一種組合液壓缸與蓄能器相結合的液壓抽油機，該抽油機在組合液壓缸的結構上進行了創(chuàng)新，能夠回收下行程時抽油桿釋放出來的重力勢能，在上行程時重新利用，具有顯著的節(jié)能效果[14-16]。2009年年末，哈爾濱工業(yè)大學、哈飛集團飛機設計研究所與大慶力神泵業(yè)有限公司通過將“二次調節(jié)靜液傳動技術”與

8、“變頻回饋技術”有機地與液壓抽油機相結合，提出基于二次調節(jié)靜液傳動一變頻回饋技術