新型曳引节能抽油机运动学分析及结构设计.doc

新型曳引节能抽油机运动学分析及结构设计

摘要：针对目前常规游梁式抽油机能耗大的现状，提出一种新型新型曳引节能抽油机。新型曳引节能抽油机以机架为载体，采用外转子稀土永磁同步电机为动力，由变频控制器提供变频后的低频电流供给外转子稀土永磁同步电机，使电机在超低转速下输出大扭矩。通过改变电流的频率可以改变电机的转速；改变电流的方向可以改变电机的转向。电机直接驱动安装在两侧的曳引轮，依靠正压力和摩擦力带动钢丝绳及动滑轮悬点载荷和配重作往复运动，进而带动抽油杆和抽油泵采油。
    在本文中，首先对新型曳引节能抽油机进行了运动学和动力学分析，得到了悬点速度、加速度和载荷的计算公式，并设计了新型曳引节能抽油机的整体结构。由于使用了高效的永磁同步电动机，减少了电机损耗，也提高了系统的总体效率。最后对新型曳引节能抽油机的零部件进行了设计，并绘制了装配图和零件图。

关键词：新型抽油机；曳引；节能；结构设计

Kinematic analysis of a new tractor oil pump and structural design

Abstract: In view of the present regular beam pumping unit of the status of large energy consumption, and put forward to a new kind of new traction energy saving pumping unit. New traction energy saving pumping unit regards frame as the carrier, using exterior rotor rare earth permanent magnet synchronous motor, which powered by frequency conversion controller, the low frequency current provides frequency supply of rare earth permanent magnet synchronous motor rotor , producing motor in ultra -low rate torque output. Changing the current frequency can change the motor rate, the direction of the electric current can be changed to turn moter around. Direct drive motor is installed in the side's tractive sheave, relying on the positive pressure and friction drive steel wire, and Dong HuaLun suspended point load and balance, and then make reciprocating movement driven sucker rod and pump oil production.
    In this paper, regard to new traction energy-saving beam pumping unit kinematics and dynamics analysis, we can get suspended point velocity, acceleration and load formula. Finally, we designed a new traction of overall structure to the energy saving pumping unit. By using efficient permanent magnet synchronous motor, it can reduce loss of motor, and improves the system overall efficiency. Finally, the new tractor oil pump parts were designed, and mapped the assembly and part drawings

          Key words: New Type Oil Pumping Unit; Ether Drag; Energy Conservation; Structural Design
 
目  录
1  绪  论 1
1.1本文研究意义 1
1.2国内外抽油机研究现状及发展趋势 1
1.2.1国内外抽油机研究现状 1
1.2.2国内外抽油机发展趋势 2
1.3研究内容及方法步骤 3
1.4创新点 4
1.5研究进度 4
2  新型曳引节能抽油机工作原理及结构特点 6
2.1常规型游梁式抽油机工作原理及结构特点 6
2.2 新型曳引节能抽油机工作原理 7
2.3 新型曳引节能抽油机结构特点 9
2.3.1 动力系统 9
2.3.2 曳引系统 10
2.3.3 控制系统 11
2.3.4 配重平衡系统 11
3  新型曳引节能抽油机运动学分析 13
3.1 悬点运动分析 13
3.2 悬点位移，速度，加速度等确定 13
3.3 计算实例 14
3.4 悬点加速度，速度，位移曲线图 15
4  新型曳引节能抽油机动力学分析 18
4.1 悬点载荷分析 18
4.2 基本参数的拟定 18
4.3 悬点静载荷的分析计算 18
4.4 悬点动载荷的分析计算 19
4.5 悬点载荷曲线图 20
5  新型曳引节能抽油机主要零部件设计 22
5.1 电动机的确定 22
5.2 曳引机构 23
5.2.1 曳引机构的设计 23
5.3 配重平衡块设计 24
5.4 导轮的设计 25
5.5中央轴承的校核及使用寿命计算 27
5.5.1 轴承的选择及校核 27
5.5.2 轴承使用的注意事项 29
5.6 其他主要零部件设计 29
5.6.1 钢丝绳的选型 29
5.6.2 主机架与底座 30
5.6.3 刹车装置及刹车安全装置 32
5.6.4 悬绳器及光杆卡具 33
6  新型曳引节能抽油机经济性分析 35
7  结  论 37
参考文献 38
致  谢 39