8型双滚筒式超长冲程抽油机动力与主体结构设计与分析说明书

8型双滚筒式超长冲程抽油机动力与主体结构设计与分析说明书

8型双滚筒式超长冲程抽油机动力与主体结构设计与分析

摘要：为了适应稠油开采，设计了超长冲程双滚筒抽油机。首先，描述了滚筒抽油机在国内外的发展概况，对滚筒抽油机的结构、性能及优缺点进行阐述，从而提出了双滚筒抽油机的设计。其次，从原始数据开始计算设计了配重机构，选定了电动机,为了克服，传统滚筒抽油机的换向装置不稳定的缺点，选用了变频调速器，来实现电机的正反转，并调节电机的转速以改变冲次及冲程。然后根据，抽油杆的最小曲率半径设计了工作滚筒，并且在此基础上，设计了结构简单重量轻的导向轮。最后，设计滚筒式抽油机的零部件结构，包括减速器，机架等，并绘制了装配图和零件图。

通过此设计降低了能耗，增大了抽油机的冲程，实现了通过变频调速器调节电机调速及换向。

键词：双滚筒抽油机；变频调速器；超长冲程；

The design and analysis of the dynamics and main body structural of 8 double-drum drum long stroke pumping unit Abstract:In order to meet the heavy oil, designed long-stroke double drum pumping unit. First of all, described the development of long-stroke double drum pumping unit at home and abroad , expound the structure , performance , advantages and disadvantages of the drum pumping, and then come up with the design of long-stroke double-drum pumping unit. Secondly, designed of the balance weight mechanism and selected electromotot in the premise of the raw data. In order to overcome the shortcomings of instability of the traditional drum pumping unit, selected the VVVF (variable voltage and variable frequency device), the choice of a VVVF make it easy to reverse the motor and adjust motor speed to the changing speed and long stroke of the pumping unit. Then, according to the minimum radius of curvature of Carbon fiber rods, designed the working roller.and on this basis, design a simpler and lighter guide rollers. Finally, designed components of long-stroke double-drum pumping unit, including reduction gear and framework ect, and mapped the assembly and part drawings.

This design reduces energy consumption and increase the pumping stroke, realized the speed adjustiment and orientation shift.

Key words: double-drum pumping unit; frequency converter; long stroke;

目录

1 绪论 (1)

1.1 国内外抽油机的发展历史及意义 (1)

1.2长冲程抽油机的优点

2

1.3 长冲程抽油机的现状及未来的发展方向 (3)

1.3.1 国内长冲程抽油机的现状与发展趋势 (3)

1.3.2 国外长冲程抽油机的现状与发展趋势 (5)

2 平衡能量计算及平衡装置的设计 (9)

2.1平衡能量的计算 (9)

2.1.1原始数据 (9)

2.1.2井深计算 (9)

2.1.3电动机上下冲程时功率计算 (10)

2.2 平衡重计算 (12)

2.3 平衡装置的设计 (12)

2.4本章小结

13

3 传动方案的确定电动机及变频调速器的选择 (15)

3.1 传动方案的对比与选择 (15)

3.2电动机的选择

15

3.2.1 起升功率的计算 (15)

3.2.2 传动装置的总功率计算 (15)

3.2.3选定电动机及变频调速器 (16)

3.3 传动参数的计算 (20)

3.3.1 确定传动比 (20)

3.3.2分配减速器的各级传动比 (20)

3.4 本章小结 (24)

4 v带传动的设计及选定 (25)

4.1带轮的设计 (25)

4.2 带轮的设计 (27)

4.2.1 作用在带轮轴上的压力Q (27)

4.2.2作用在轴上的压力 (27)

4.2.3带轮宽度 (27)

4.3本章小结

27

5 齿轮传动的设计 (29)

5.1高速级齿轮传动设计及校核 (29)

5.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (29)

5.1.2 按齿面接触强度设计 (29)

5.1.3按齿根弯曲强度设计 (31)

5.1.4几何尺寸计算 (32)

5.2低速级齿轮传动设计及校核 (33)

5.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (33)

5.2.2按齿面接触强度设计 (33)

5.2.3按齿根弯曲强度设计 (35)

5.2.4几何尺寸计算 (36)

5.3 本章小结 (37)

6 轴及轴上键的设计 (39)

6.1 Ⅰ轴的设计及相关键的设计 (39)

6.2 Ⅱ轴的设计及相关键的设计 (40)

6.3 滚筒轴的设计及相关键的设计 (41)

6.4 配重轴的设计及相关键的设计 (42)

6.5 Ⅲ轴的设计校核及相关键的设计 (43)

6.5.1 Ⅲ轴（输出轴）的设计及轴上键的设计 (43)

6.5.2输出轴的校核 (45)

6.6本章小结

48

7 机体的设计 (49)

8 经济性评估 (50)

9 设计小结 (51)

致谢 (54)

参考文献 (55)

1 绪论

1.1 国内外抽油机的发展历史及意义

抽油机是构成三抽设备体系（抽油机，抽油杆，抽油泵）的主要组成部分。在抽油机的驱动下，通过抽油杆带动抽油泵上下往复运动，实现无自喷能力抽油井机械采油。

抽油机的生产和使用由来已久，迄今已有百年历史。应用最早，普及最广阔的属游梁式抽油机，早在120年前就诞生了，至今在世界各产油国中仍在大面积地广泛使用。目前，美国拥有40万台，我国拥有2.5万台。一百多年来，游梁式抽油机结构和原理没有实质性变化。机构简单，可靠性高，耐久性好，使用，维修，保养方便，是其力久不衰的根本原因。但是，随着许多油田逐渐进入开采的中后期，油田含水不断上升，动液面不断下降，出现水淹，甚至强水淹现象，而新油田的开采也有不断增加产层深度的趋势，这就使机采井下泵深度不断增加。为保证油井产量，需要加大抽油机的悬点载荷，从而导致抽油杆弹性变形加著，造成严重的冲程损失。补偿方法则依赖于加大抽油机的冲程长度和悬点载荷。对于高含水油井及抽油井，高油气水井，多蜡井以及深抽井的开采，亦需要加大抽油机的冲程长度和悬点载荷。10年以来，各种形式的无游梁长冲程抽油机不断投入生产，使有杆抽油技术有了突破性进展。目前，国内外至少有15家公司制造无游梁式长冲程抽油机，产品多大50多种，最大功率达到225马力，最大悬点载荷大22.7吨，最大冲程长度大24.4米。

目前，我国东部油区已进人开采的中、后期，需要大载荷、长冲程、低冲次的抽油机。一般抽油机的整机尺寸会随着冲程及载荷的增大而增大。滚筒式抽油机则不然，冲程增大，仅影响支架高度，对其它外形尺寸的影响相对较小。滚筒式抽油机是实现长冲程的一种较理想的机型。早在印年代，国外文献及产品样本中已有滚筒式抽油机的介绍。我国从年代中期开始研究、开发这种机型，并有一些样机在油田试验，积累了一定的经验。目前困扰该机发展和推广的主要问题有:(l)所用柔性件(钢丝绳)的使用寿命太短;；(2)缺少适合我国国情的可靠的换向机构。长冲程抽油机优点在于:能提高采油效率、增加石油产量、降低采油成本;提高抽油杆和抽油泵的使用寿命;排量稳定、动载荷小、事故少;抽油机运转平稳、其疲劳应力与循环次数少;抽油机平衡效果好;抽油机具有较高的适应性;抽油机具有较好的技术经济指标。长冲程抽油机适用于:开采稠油、小泵深抽采油、大泵提液采油、开采各种特殊石油;各种油井开采石油。长冲程抽油机分为增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机及长冲程无游梁抽油机种，而后者又有立式、卧式之分。长冲程抽油机的发展方向:增大冲程游梁抽油机是常规游

梁油机的发展

方向;增大冲程无游梁抽油机是增大冲程抽油机的发展方向;长冲程无游梁抽油是长冲程抽油机的发展方向。

我国抽油机发展已有30多年的历史。50年代以进口为主，修配为辅，主要是苏联CKH常规型游梁式抽油机。60年代至70年代，在仿制苏联的基础上制造常规型的游梁式抽油机。1975年以后，制订并完善了国产抽油机技术标准。80年代抽油机实现了全部国产化，不仅满足自给，而且有部分出口。在此期间，我国抽油机技术有了飞跃发展，瞄准世界最先进水平，等效或部分采用美国API标准，并引进美国拉夫金公司先进技术。兰州石油化工机器厂，宝鸡石油机械厂，兰州通用机械厂，江汉石油总机厂，石油部第二机械厂，第三机械厂，第四机械厂，先后获得API加工会标使用许可，从而使国产抽油机跻身世界先进行列，打入国际市场。

目前，国内抽油机生产上家多大20多家。前置型和偏置型游梁式抽油机亦有较大发展。研制中的还有绳索滑轮式，旋转驴头式，大轮式等新型游梁式长冲程抽油机。与此同时，无梁式抽油机发展十分迅速。1965年诞生了链条抽油机，1984年有试制出滑轮增距式抽油机，研制中的还有链条增程式长冲程抽油机，摆轮增程式长冲程抽油机，齿轮增程式长冲程抽油机等。

1.2长冲程抽油机的优点

根据当前石油工业发展的需要，以及近年来国内长冲程抽油机发展的状况，再次强调了发展长冲程抽油机的意义。发展长冲程抽油机不仅有利于减缓老油田高含水开采后期原油产量递减速度，而且有利于开发稠油、低渗透油田的“难动用储量”，还有利于对沙漠油田深井及超深井的开采。

发展无游梁长冲程抽油机是当务之急：

(1) 近几年来，我国油井数量急剧增多，用常规游梁抽油机开发稠油，采油量、泵效、耗能、采油成本等各项技术—经济指标较差，因而阻碍了常规游梁抽油机的技术发展。为更经济、更合理地开发我国稠油资源，必须大力开发我国的无游梁长冲程抽油机。

(2) 对于低压油田，可采用小泵深抽的方法提高原油产量。目前在胜利、江苏.华北、中原等油田应用深抽技术取得了较好的经济效益。为满足小泵深抽的需要，我国急需发展大载荷长冲程抽油机。

(3) 目前我国的长冲程抽油机还不能完全满足我国油田开采的需要，长冲程抽油机正处于发展阶段，品种与规格不全，使用数量不多。因此需要大力发展新

型长冲程抽油机。

长冲程抽油机的主要特点是冲程较长、冲次较低。一般认为冲程长度等于或超过6米时称为长冲程。长冲程抽油机的优点是：（1）冲程损失相对较小，单位时间内的有效冲程长度增大，从而使油井的产量提高。再者，因冲程损失与泵挂深度成正比关系，所以对深井及超深井来说，更应使用长冲程抽油机以提高泵的效率。（2）冲程增大、冲程调低后，作用在抽油杆上的惯性载荷与振动载荷相对减小，载荷循环比增大，抽油杆的应力循环次数降低，这些将对有杆泵装置采油带来一系列好处。上冲程惯性载荷峰值减小，为增大泵挂深度提供了可能，这一特点有利于低渗透油田采用“小泵深抽”的开采工艺。对于稠油开采来说，提高载荷循环比则是使用有杆泵装置开采稠油的一个重要措施。此外，长冲程配合低冲次的抽汲工艺对减少抽油杆的脱断几率，延长机干泵的使用寿命，从而提高有杆泵装置的运行时率（即减少停机维修时间）也是有利的。（3）长冲程抽油机具有一定的节电效果，其节电率一般都在10%~40%之间。由此分析其优点可以总结为7点：(1).提高采油效率，增加石油产量(2).减少磨损，提高抽油杆和抽油泵的寿命(3).排量稳定，动载荷小，事故少(4).运转平稳，抗疲劳性好(5).平衡效果好(6).具有较好的综合技术经济指标(7).具有较好的适应性能。

综上所述可见，长冲程抽油机具有减小冲程损失、提高系统效率、延长机杆泵使用寿命、减少故障及提高整机运行质量等优点。因此，发展长冲程抽油机对当前老油田高含水井后期的开采减缓产量递减速度，开采稠油、低渗透等油田的“难动用储量”，以及沙漠油田深井及超深井的机械开采等，都是有一定的现实意义的。

1.3 长冲程抽油机的现状及未来的发展方向

1.3.1国内长冲程抽油机的现状与发展趋势

在世界范围内，研究开发与应用抽油机已有100多年的历史。在这百余年的采油实践中，采油机发生了很大的变化，特别是近20年来，世界抽油机技术发展较快，先后研究开发了多种新型抽油机。其特点是：增强了抽油机的适应性、可靠性、经济性和先进性；改善了抽油性能，降低了抽油载荷与载荷变化范围，提高了抽油效率，减少了动力消耗；提高了抽油机平衡效果，改善了抽油机的运动特性、动力特性与平衡特性；增大了抽油机的使用范围，减小了抽油机的体积和质量，强化了抽油机自动化与智能化程度。总之，抽油机的各项技术经济指标达到了有史以来的最高水平。目前抽油机正朝着大型化、低耗能、精确平衡、高适应性、长冲程无游梁、自动化和智能化方向发展。

目前长冲程抽油机可分为：增大冲程抽油机：（1）增大冲程抽油机（2）增大冲程无游梁抽油机。长冲程无游梁抽油机:（1）立式长冲程无游梁抽油机（2）卧式长冲程无游梁抽油机。

近年来，我国新型抽油机有了很大的发展，在我国开发的诸多抽油机中，长冲程抽油机占有很大的比例，品种最多，技术发展最快，先后出现了各种各样的长冲程抽油机，并在抽油实践中取得了较好的效果。我国各油田都需要长冲程抽油机，所以长冲程抽油机已成为我国抽油机发展的主流和方向。根据技术发展预测：在今后很长一段时间内，长冲程抽油机仍将是我国抽油机发展的主流方向，还会有更大的技术发展。

发展我国新型无游梁长冲程抽油机,有以下三个途径：

①引进国外制造技术

引进国外先进的制造技术,这种方法比较稳妥,上得快,成功率高，但是我国目前资金不足,国内技术力量和制造能力均较强,不宜从国外引进无游梁长冲程抽油机的制造技术。

②按国外最先进的产品进行仿制

多年来,我国在仿制国外产品方面积累了经验关键是要通过周密的调研,确定仿制对象不能只凭国外资料和专利,还要根据国外产品的使用效果和经济效益,进行综合分析, 作出诀策。

③自行设计与研制

自改革开放以来, 我国抽油机设计与研制的力量和水平有了很大提高，我国现有很多有实力的知名石油机械公司，完全有能力开发新一代的产品。

国内产品介绍：

①无游梁增距抽油机

抚顺石油机械厂肖韩明、王幼均和中国天然气总公司第八建设工程公司刘桂芳共同研究开发了无游梁增矩抽油机,其结构见图1 ,也称为机械无游梁增距抽油机。

图1.1 无游梁增距抽油机

②复合天轮式长冲程抽油机

大庆石油学院机械系和大庆采油三厂共同研制了LCYJ10 —8 —105HB 型复合天轮式长冲程抽油机,其结构见图2 ,是一种既满足大排量抽油,又能进行环空测试的抽油机。

1-天车轮总成 2-主支架 3-悬绳器部件 4-底座

6-曲柄机构 7-减速器 8-刹车机械 9-带传动部

件

图1.2 复合天轮式长冲程抽油机结构图

1.3.2国外长冲程抽油机的现状与发展趋势

近年来，各国研究开发了各种新型抽油机，为更经济有效地开采石油做出了卓越贡献。在新型抽油机中，长冲程抽油机品种最多，占有更大的比例，具有较好的抽油性能、提高石油产量、降低采油成本、提高经济效益等优点。根据技术发展预测结果，在今后很长一段时间内，长冲程抽油机仍将是世界抽油机发展的主流和方向，长冲程抽油机将会有更大的发展。[]目前国外长冲程抽油机已广泛应用于稠油开采、小泵深抽采油工艺、大泵提液采油工艺以及开采各种特殊石油。

国外产品介绍:

①美国ROTALEX长冲程低冲次抽油机

美国ROTALEX长冲程低冲次抽油机结构见图1。具有以下结构特点：a、立式结构,采用链条和胶带传动方式,胶带的一端通过悬绳器与光杆联接,另一端通过带

拉杆与平衡重联接,胶带中间挂在胶带滚筒上面。b、由电动机通过三角胶带、减速器后驱动主动链轮旋转,带动平衡重上下运动,实现抽油杆上下往复运动抽油。

c、平衡重可根据油井实际载荷情况进行调节,可以达到较精确的平衡效果。

d、抽油机占地面积较小, 用于丛式井抽油。

1-安全台 2-胶带滚筒 3-悬绳器带拉杆 4-

悬绳器钢索 5-光杆夹紧器6-胶带

7-平衡带拉杆 8-平衡重 9-混凝土基础

-10传动带保护 11减速器 12-井口

13-光杆 14-从动链轮 15-链条 16-主动链

轮

图 1.3 ROTAPLEX 长冲程低冲次抽油机机

构

②法国长冲程无游梁液压抽油机

法国公司生产的长冲程无游梁液压抽油机结构见图2。目前有六种规格产品,悬点大载荷为34.23-195.64KN,冲程长度为10m, 最大冲次为5min-1。Mape公司长冲程无游梁液压抽油机适用于开采稠油或高气油比石油适用于定向井、丛式井、水平井、斜井、双井平衡抽油以及深井抽油；适用于油田蒸汽吞吐采油和水驱采油该抽油机还可以用于起下抽油杆和油管,不需要修机进行作业在进行抽油作业时,可近距离或远距离遥控调节抽油机的冲程长度与冲次, 还可以调节上冲程或下冲程的运动速度,以满足油井抽油的需要。

目前,该抽油机有以下六种规格：

(1)H60-77-0/394型;(2)H100-110-0/394型;(3)H175-150-0/394;

(4)H240-220-0/394型;(5)H360-309-0/394型;(6)H610-440-0/394型。

在上述型号中, H代表长冲程无游梁液压抽油机;第(1)种规格中的代表液压马达扭矩, 单位为以×103lb·in, 77代表抽油机载荷, 位为×102lb,0/394代表冲程长度,单位为in。其余五种型号数字代表意义与上同。法国公司长冲程无游梁液压抽油机,有海洋丛式井用抽油机、斜井用抽油机、拖车式抽油机、双井用抽油机等四种类型。

图 1.4 长冲程无游梁液压抽油机

通过对国外各类长冲程抽油机进行分析研究后，得出以下三点有关技术发展方向的结论：

<1>.增大冲程游梁抽油机是常规游梁抽油机的发展方向：由于增大冲程游梁抽油机具有提高采油效率、增加石油产量、降低采油成本等优点，所以是常规游梁抽油机的发展方向。

<2>.增大冲程无游梁抽油机是增大冲程抽油机的发展方向：增大冲程游梁抽油机是在游梁抽油机的基础上增加了增大冲程的机构，仍然保留着游梁抽油机的某些缺点，各种技术经济指标不可能有显著的改善和提高。增大冲程无游梁抽油机彻底摆脱了游梁抽油机的某些缺点，具有更好的技术经济指标，可大幅度的提高抽油机运动特性、动力特性和平衡特性，所以增大冲程无游梁抽油机是增大

冲程抽油机的发展方向。

<3>.长冲程无游梁抽油机是长冲程抽油机的发展方向：与增大冲程抽油机相比较，长冲程无游梁抽油机使用现代采油工艺发展的需要，技术经济指标先进，显著提高了抽油机的运动特性，不需要增大冲程机构，传动效率较高，杆件受力较好，而且还可以实现超长冲程抽油。这种冲程是增大冲程抽油机无法实现的，所以长冲程无游梁抽油机优越于增大冲程抽油机。为此，长冲程无游梁抽油机是长冲程抽油机的发展方向。

总之世界长冲程抽油机将会有很大的技术发展，其数量将会大幅度增加，长冲程机构将更简单、有效，寿命更长。

2 平衡能量计算及平衡装置的设计

2.1 平衡能量的计算

2.1.1 原始数据

悬点载荷：80KN 冲程： 10～30 m 起下速度：15～20 m/min

适用碳杆规格：φ30mm ×3.0mm φ32mm ×4.2mm φ35mm ×5.0mm 产出液密度：810.0 Kg/m3 2.1.2 井深计算

max _____P 悬点最大载荷

max

1n/137)P P P S ''=++杆

油

（）（ （2

—1）

_____P 杆抽油杆自重

g P f l ρ=杆杆杆

（ 2—2）

_____P '杆

抽油杆在油中的自重

(-g P f l ρρ'=杆

杆杆油）

（2—3）

_____P 油油管内，柱塞上的油柱重

_____P '油油井中动液面以上断面积等于柱塞面积的油柱重

)g

P f L h ρ'=-沉油油（

（2—4）

L ————下泵深度

S ————悬点冲程长度 S=10～30m

N ——悬点冲程次数 N=s/v=（10～30）/（15～20）=1/4～1 次/分钟

40m h h =沉沉————沉没度

ρ油———产出液密度 ρ油=810.0kg/m 3 λ杆————抽油杆伸长量 λ管————抽油管伸长量

钢制抽油杆规格 φ22

抽油管横截面面积f

管

=1.018×10-13m2

取碳杆长度l

碳=0.5L，则钢制抽油杆l

钢

=0.5L

g

P f lρ

=

杆杆杆

=f碳l碳ρ碳g+ f钢l钢ρ钢g

=35×5×10-6×0.5L×1.8×103×9.8

+

2

22

4

×10-6×3.14×0.5L×8.52×103×9.8 =17.368L

40)g

p f Lρ

'=-

泵

油油

（

=

2

56

4

×10-6×3.14×（L-300）×810×9.8 =19.54L-781.6

max

1n/137)

P P P S

''

=++

杆油

（）（

=（17.368 L -781.6）(1+

201

137

?

)

=42.3L-895.7

由于已知悬点载荷

max

P=80KN

80000 = 42.3 L - 895.7

L=1912.4 m

取L=1900 m

2.1.3电动机上下冲程时功率计算

将上面计算得出的L值带入：

-g

P f Lρρ

=

杆杆杆油

（）（2-5）

=f碳l碳（ρ碳-ρ

油）g+ f

钢

l

钢

（ρ

钢

-ρ

油

）g

=17.368×1900

=32999.2N

300)g P f L ρ'=-泵

油油（

=19.54×1900-781.6

=36344.4N

l l

S P P f E f E λλλ''=+=

+杆管杆管

杆杆管管

（2-6）

6112

611311950450

32 4.210 1.261022 3.1410 2.1104

1900

36344.41.01810 2.1102.8m

l l l P f E f E f E ---'=+

+

=+

????????+????=管碳钢油

钢钢

碳碳

管管

（）（

）

max =2029425.84/30=67647.53

P 上 上冲程期间抽油机对光杆负载所做的功：

max 2

S A P P S P λ

'''=+?-?

上

油杆油（）

（2-7）

=(32999.2+36344.4) ?

30-36344.4×2.82

=2029425.84Nm

下冲程期间抽油机对光杆负载所做的功：

max 2

S A P S P λ

''=?+?

下杆油

（2-8）

=332999.2×30+36344.4×2.8

2

=1040858.16Nm

由于抽油机上下冲程时间相等

故：t=t 下=t 上=10

30s 0.333

=

上冲程期间抽油机平均输出功率：

max 2029425.84

67647.530

A P w t =

==上上上

下冲程期间抽油机平均输出功率：

max 1040858.16

34695.2730

A P w t =

=

=下下下

2.2 平衡重计算

平衡重选择合适可使发动机上下冲程所做的功相等。本设计采用重力势能平衡的方法，具体方法是在传动轴上加一卷筒，用钢丝绳悬挂平衡。由于能量一定，所以如果移动距离大，那么平衡重质量就小；反之如果移动距离小，则平衡质量就大，但当平衡重质量太大时，钢丝绳的强度要求就比较高，同时对轴径要求也相应的增大，经济计算分析，可确定移动平衡重移动距离25m ，则平衡质量：

上冲程： A 上=Gh+A 电 （2-9）

下冲程： Gh = A 下+A 电 （2-10）

22029425.841040858.16225

6.2A A G h

T

+=

+=?=下

上

平衡重质量为6.2T kg

2.3 平衡装置的设计

据此设计配重卷筒轴的直径：

根据钢丝绳的使用拉力查的钢丝绳直径

d=26mm

又因为钢丝绳的直径与其缠绕滚筒直径有经验值40倍的关系所以

=d D 筒?

40=26?40=1.04m

又因为

h=6

D π?筒

D 筒

=h/6π=25/6π=1.33m

综合以上选择滚筒直径为 D 筒

=1.33m

2.4 本章小结

（1） 首先，根据悬点载荷80KN ，原油密度810.0 Kg/m3，与冲程长度等

计算出井深为1900m 。再根据，公式 max 2

S A P P S P λ

'''=+?-?

上

油杆油（） 与公式max 2

S A P S P λ

''=?+?下杆油 计算得到悬点上下冲程所作的功分别为 max

A 上= 2029425.84Nm max

A 下=1040858.16Nm

同时根据计算出来的功，遵守电动机上下冲程做功相同的原则即上冲程：

A 上=Gh+A 电 下冲程：Gh = A 下+A 电 计算出平衡重 G=6.2T 。最后根据平衡

重重量选取直径为d=26mm 的钢丝绳，并根据经验值关系结合配重滚筒的转速与配重行程综合得出配重滚筒直径为D=1.33m 。

3 传动方案的确定电动机及变频调速器的选择

3.1 传动方案的对比与选择

传统方案：

传统的滚筒抽油机是用电动机带动减速器再加上变向器来实现抽油滚筒的正反转来实现抽油过程的。

考虑到其变向器的稳定性差而且价格昂贵，所以舍弃传统方案。采用变频调速器调节电机速度并且实现正反转来实现抽油机的正反转工作，其工作稳定且整体结构简单方便可行，其简体如下：

图3.1 传动装置运动简图

3.2电动机的选择

3.2.1起升功率的计算

悬点载荷：Fmax=80KN

起下速度：V=15～20 m/min

所以起升功率为：Pw=Fmax×V=80×(15～20 )=(20～26.67)Kw

即最大起升功率：Pw=26.67Kw

3.2.2传动装置的总功率计算

这一功率由电动机带动减速器来实现，则传动装置的总功率ηa应为组成传动装置的各部分运动副效率之乘积，即：