新型煤层气用无游梁抽水机研究

论文摘要

本文在对国内外油田用抽油机以及煤层气开采用抽水机市场和技术水平进行分析的基础上,对煤层气专用抽水机选型、运动及动力分析、优化设计进行了研究,给出了两种冲程较大,冲数较低的新型无游梁抽水机的设计方案。完成的主要工作有:1、对小型抽水机的选型设计进行了分析,给出选型原则,确定冲程为1.2m,1.5m,1.8m,2.1m,2.5m,3.0m等几种抽水机合理的型式,并进行主要部件的分析设计和选择。2、建立了煤层气专用抽水机主参数优化设计的数学模型和优化方法,用该方法对一种3型1.5米冲程的无游梁抽水机进行了优化设计。3、给出了两种无游梁抽水机的设计方案,并对该抽水机进行了运动分析、动力分析和主要零部件的选择与强度设计。4、对目前煤层气开采现场使用的几种3型1.5米冲程的抽水机的主参数进行了对比分析,找出其存在的不足,并给出了选择抽水机的建议。5、理论分析表明:该抽水机的选型设计可满足煤层气开采区块的需要,主要零部件满足设计载荷的要求,冲程冲次可满足煤层气井更广泛的开采需要;而且该抽水机实现了较大传动比和冲次连续可调的要求,简化了电气系统和传动系统,增强了抽水机的适应范围,整机结构简单,重量轻,可靠性高,对我国煤层气的开采具有重大意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 有杆抽油系统概述
• 1.3 国内外研究现状分析与抽油机设计
• 1.3.1 国内外研究现状分析
• 1.3.2 煤层气井的开采特征
• 1.3.3 新型抽油机的设计
• 1.3.4 抽水机关键零、部件性能的研究
• 1.4 煤层气开采抽水机应用状况分析
• 1.5 小型抽水机的特点
• 1.6 本文研究的主要内容
• 第二章 煤层气抽水机设计现状和选型研究
• 2.1 设计抽水机的基本要求
• 2.2 常用抽水机的结构和特点分析
• 2.3 抽水机的选型设计
• 2.4 新型小型抽水机传动方案确定
• 2.4.1 新型抽水机基本参数的确定
• 2.4.2 动力机
• 2.4.3 减速机构
• 2.4.4 换向系统
• 2.4.5 平衡系统
• 2.4.6 两种新型无游梁抽水机传动方案
• 2.4.7 新型抽水机主要结构特点
• 第三章 CYJY3-1.5-6.5HB无游梁抽水机设计
• 3.1 模型示功图确定
• 3.1.1 煤层气井地面动力示功图的选择
• 3.1.2 煤层气井地面动力示功图分析与确定
• 3.1.3 煤层气开采专用抽水机的特点
• 3.2 抽水机的运动与动力分析方程的建立
• 3.2.1 抽水机的运动分析
• 3.2.2 抽水机的静态动力分析
• 3.2.3 初始位置的确定
• 3.3 抽水机主体参数的优化设计
• 3.3.1 引言
• 3.3.2 数学模型的建立
• 3.3.3 寻优算法
• 3.3.4 无游梁抽水机的主参数
• 3.3.5 无游梁抽水机的基本性能
• 3.4 抽水机的运动和动力分析结果
• 3.4.1 背井口转抽水机的运动分析结果
• 3.4.2 背井口转抽水机的动力分析结果
• 3.4.3 向井口转抽水机的运动分析结果
• 3.4.4 向井口转抽水机的动力分析结果
• 第四章 抽水机方案一主要零部件设计和强度计算
• 4.1 曲柄销
• 4.1.1 防止曲柄销配合的松动
• 4.1.2 曲柄销的强度计算
• 4.2 减速器
• 4.3 抽水机V带传动设计计算
• 4.4 抽水机主要轴及轴承计算
• 4.4.1 支架支撑轴强度校核
• 4.4.2 支架支撑轴承强度校核
• 4.5 支架强度、刚度的简易校核
• 4.5.1 支架的简化分析模型
• 4.5.2 支架的强度和稳定性校核
• 4.5.3 支架的刚度校核
• 4.6 传动皮带的设计
• 4.7 电机的启动性能分析
• 4.8 结论
• 第五章 抽水机方案二主要零部件设计和强度计算
• 5.1 横梁
• 5.1.1 横梁截面
• 5.1.2 强度计算与分析
• 5.2 连杆
• 5.2.1 连杆截面
• 5.2.2 连杆抗拉强度校核
• 5.3 曲柄销
• 5.3.1 防止曲柄销配合的松动（转动或晃动）
• 5.3.2 曲柄销的强度计算
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果