抽油桿刮蠟及接箍探測裝置開題報告

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1、燕山大學機械工程學院創(chuàng)新與特長教育（一級項目）開題報告項目名稱：抽油桿刮蠟及接箍探測裝置負責人：孫浩聯(lián)系電話：18712775001所在年級：13級班級名稱：機電控制工程2班指導教師：姚春東課題性質(zhì)、來源：學生自選項目起止時間：2016.6-2017.6機械工程學院創(chuàng)新基地制2016年6月一、項目簡介（可另附頁）1．課題的立項背景、研究現(xiàn)狀、目的和意義（明確指出學生自己對課題的理解）（1）立項背景：為了滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求，抽油井在抽汲過程中,凝結(jié)在油管壁和抽油桿的石蠟會影響抽油桿柱的運動,增加懸點載荷,縮短抽油桿和油管的使用

2、壽命。抽油桿接箍與管內(nèi)壁摩擦嚴重,引起抽油桿斷脫、油管扣傷以及鐵屑卡泵等事故,影響抽油井的正常生產(chǎn)。目前熱采、轉(zhuǎn)下泵、檢泵井在起、下抽油桿施工過程中按照技術(shù)操作標準要求必須安裝抽油桿刮油器，目的是抽油桿刮蠟去污、防止污染環(huán)境和泵管內(nèi)帶入臟物及落物。但是，如果需要刮除接箍上的蠟并使金屬刮片能順利通過接箍或者扶正器目前還有很多的技術(shù)難題。目前該技術(shù)在國內(nèi)還屬于較大難點，是修井作業(yè)行業(yè)當中較為先進的技術(shù)，具有相當好的市場前景。特別是在稠油區(qū)塊逐步進行蒸汽驅(qū)開采及對環(huán)境保護越來越重視的時期，該裝置將是油井作業(yè)行業(yè)不可或缺的抽油桿刮蠟及接

3、箍探測裝置。（2）研究現(xiàn)狀：目前國內(nèi)，在油田檢泵作業(yè)中，對于抽油桿外表結(jié)蠟的清理是一直難以解決的問題。采用普通橡膠刮油圈只能刮取粘在抽油桿上的油，對于抽油桿上的結(jié)蠟則無能為力，由于附著在抽油桿上的結(jié)蠟不僅粘接牢固，而且比較硬，傳統(tǒng)的采用橡膠膠皮是沒法實現(xiàn)清蠟的，必須采用金屬刀片才能清蠟。目前，通常采用人工清除，不禁勞動強度大，而且清楚效率低，我們迫切需要一種既能對抽油桿進行刮蠟，而且當接箍或扶正器通過時又能提示并允許其順利通過的裝置。（3）目的和意義：?石油開采行業(yè)的不斷發(fā)展進步,使得油田作業(yè)中,對安全環(huán)保要求越來越高。開采含蠟

4、石油時,蠟在地層情況下都溶解在原油中。當原油沿井筒上升時,因溫度、壓力降低和氣體膨脹的冷卻作用,在一定深度上,蠟便開始從原油中析出,并集結(jié)在抽油桿和油管壁上,給油田開采帶來嚴重不便。傳統(tǒng)的清除結(jié)蠟的方法是在提出抽油桿后,手動方式刮去桿體上所凝結(jié)的蠟質(zhì)和其他附著物,存在著清蠟效果差,工作強度大,安全隱患高的問題。因此,針對這一問題,對起升抽油桿環(huán)保裝置進行了結(jié)構(gòu)設計,對自動清蠟裝置的結(jié)構(gòu)進行了研究。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,設計出了上提抽油桿自動刮蠟裝置,該裝置能夠在抽油桿上提的過程中,對桿柱表面凝結(jié)的蠟質(zhì)進行清除,保證油桿接箍順利的通

5、過,且在接箍或扶正器通過時給予提醒，經(jīng)過實物模型檢驗能達到預期的要求。2．課題主要研究內(nèi)容研究抽油桿刮蠟及接箍探測裝置的目的是為了滿足當代石油開采的需要，在現(xiàn)有的刮蠟技術(shù)基礎(chǔ)上更加有效，全面，又能提示接箍通過，提高刮油效率，符合當代綠色環(huán)保的理念，同時裝置結(jié)構(gòu)更為簡便。在選擇材料方面力求環(huán)保，強度高，剛性大，使其壽命更長，價格適中。在同等的競爭環(huán)境下，讓買方更加青睞于此新型油桿刮蠟及接箍探測裝置。3.研究方案、技術(shù)路線和關(guān)鍵問題研究方案：利用黑箱法確定產(chǎn)品功能，用功能樹做出各分功能，進而研究其實現(xiàn)該功能的機構(gòu)。包括功能設計和結(jié)構(gòu)

6、設計，其功能要滿足設計要求；結(jié)構(gòu)上要在滿足前度的要求的前提下，改善產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)品的使用壽命。技術(shù)路線：查閱相關(guān)資料，檢索國內(nèi)外的相關(guān)專利，了解目前抽油桿刮蠟及接箍探測裝置的優(yōu)點與不足；針對這些不足之處，討論解決方案，確定研究方向，進而進行結(jié)構(gòu)和功能的改進，做出模型進行分析和優(yōu)化。關(guān)鍵問題：刮蠟效果問題，效率問題，環(huán)保問題。4.創(chuàng)新點本設計不僅能比較理想地解決抽油桿表面的清蠟問題，又能順利通過接箍，還能通過蜂鳴器來判定抽油桿上的接箍是否通過金屬刮片。1.在修改方案中為方便維修拆裝，設置上下殼體。2.為保證無死角刮蠟，在上下殼體

7、中垂直布置兩組不同大小刮片，將抽油桿及接箍上的結(jié)蠟全部刮除。3.為方便自動報警蜂鳴器的安裝應用，在下殼體外表面焊接一電器鐵盒，將蜂鳴器及其電源和開關(guān)安放其中。4.刮片可以左右調(diào)節(jié)保證同心度，前后調(diào)節(jié)保證刮蠟清潔度。5.將張緊輪上等角度開多個小孔，用于彈簧牽拉，這樣可以根據(jù)抽油桿上結(jié)蠟刮除難易程度決定牽拉的小孔，通過調(diào)節(jié)彈簧變形程度來調(diào)節(jié)刮片對抽油桿的刮除力度。6.每對軸上設置上下兩個彈簧，上方彈簧牽拉時保證抽油桿正常工作，下方彈簧牽拉時使刮片轉(zhuǎn)向兩側(cè)殼壁，不影響抽油桿上下運動抽油。7.將原來轉(zhuǎn)軸與殼體配合改為信號凸輪與殼體配合或

8、張緊輪與殼體配合，即將易損件由難加工更換的轉(zhuǎn)軸改為易于加工更換的信號凸輪和張緊輪，降低了成本。5.工作原理抽油桿長時間在井下工作，會在表面覆滿油蠟。當覆滿油蠟的抽油桿需要清洗時，將裝置安裝在出口。向上提取抽油桿時，刮蠟裝置下半部分的小刮片在彈簧的拉力下會緊貼著抽