工模说明书湖大工程模型制作大赛.docx
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工模说明书湖大工程模型制作大赛
游梁式抽油机
——沙漠之鹰
团队名称:
沙漠之鹰
参赛组员:
XXX
XXX
XXX
XXX
XX
目录
一、背景说明………………………………………………3
二、设计思路………………………………………………3
三、结构分析………………………………………………4
四、设计创新………………………………………………5
五、制作工艺………………………………………………10
六、应用前景………………………………………………14
一、背景说明
石油作为当今世界上最为重要的能源,被称为“黑色黄金”。
20世纪以来人们对石油越发的依赖,以至于石油成为了一种工业“必需品”。
而怎样又快又好的开采石油成为摆在人们面前的一个难题。
抽油机是应用最普遍的石油开采机械之一,它将石油从地底提升到地面上来,从而完成采油任务。
在抽油机的各种类型中,游梁式抽油机又占主要的地位,世界各国对于它的生产技术都有适用于自身的技术标准规范,也得到了最大范围的应用,它是油田使用最广泛的一种举升设备,约占油井人工举升设备的95%。
二、设计原理
目前,抽油机是应用最普遍的石油开采机械之一,它将石油从地底提升到地面上来,从而完成采油任务。
在抽油机的各种类型中,游梁式抽油机又占主要的地位。
不仅因为它的结构比其他类型的抽油机简单,适用范围也更加广泛,而且,它还具有可靠性强,成本低,易维修等特点。
我们所设计的游梁式抽油机——沙漠之鹰主要用于太阳能比较丰富的地区(如中东、非洲和我国的新疆)。
它有四块太阳能板提供动力,通过变压器变压后带动电动机。
动力通过同步带传动到一级减速器。
经过减速后带动曲柄摇杆机构运动,从而实现对石油的抽取。
三、结构分析(主要是力学性能分析,占得分重要比重,参赛队员自行拟定力学性能分析部分)
1、结构示意图
1-变压箱2-同步轮3-电动机4-同步带5-曲柄平衡块6-太阳能板7-游梁平衡块8-横梁轴9-支架轴10-支架11-减速箱12-连杆13-游梁14-驴头15-支座
2、结构优点
a、整机结构合理、工作平稳、噪音小、操作维护方便。
b、游梁选用箱式或工字钢结构,强度高、刚性好、承载能力大。
c、减速器采用人字型渐开线或双圆弧齿形齿轮,加工精度高、承载能力强,使用寿命长。
d、驴头可采用上翻、上挂或侧转三种形式之一。
e、底座采用地脚螺栓连接或压杠连接两种方式之一。
3、力学性能分析
四、设计创新
1、采用同步带替换传动带,抽油机上用新型平顶圆弧齿同步带代替多根V带传动。
该新型平顶圆弧齿同步带具有传动比准确、效率高、传递功率大,寿命长,节电等特点。
其节距为31.75mm,带长为7100mm,传动效率较V带传动提高7%~10%,使用寿命达5000h以上。
在抽油机上应用后,经中国石油天津气总公司大庆节能监测中心现场测定,平均节电10.3%,以大庆采油一厂为例,抽油井每年可节电4871×10<'4>kW·h。
如推广到全国油田,会产生巨大的经济效益和社会效益该成果可广泛推广应用于石油、汽车、冶金、纺织、粮食以及采用带传动的各种机械中。
2、采用太阳能降低能耗
a、使用太阳能作为辅助功能,也可用于紧急供电。
b、提高供电效率,节能环保。
c、太阳能供能系统包括:
太阳能板,蓄电池,充放电控制器,逆变器等。
d、每平米太阳能板发电量为120-140W,而抽油机一般需要17KW以上的电带动,所以依靠目前的太阳能供电发展情况,太阳能只能作为辅助供能。
3、复合平衡
a、游梁平衡(尾部平衡板)
b、曲柄平衡(曲柄调节)
c、复合平衡(综合效果)
抽油机未进行平衡时,上、下冲程的载荷极度不均匀,这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命,恶化抽油杆的工作条件,增加它的断裂次数。
为了消除这些缺点,一般在抽油机的游梁尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重,这样一来,在悬点下冲程时,要把平衡重从低处抬到高处,增加平衡重的位能。
在一台抽油机上同时使用游梁平衡和曲柄平衡。
特点:
小范围调整时,可以调整游梁平衡:
大范围调整时,则调整曲柄平衡。
这种平衡方式适用于多种深度的井。
d、减速器
e、驴头
驴头,游梁,连杆,曲柄构成一个曲柄摇杆机构,将旋转运动变为抽油机驴头的上、下往复运动,带动深井泵工作。
五、制作工艺
1、承重件制作
用PVC板制作成“工字型”模拟工字钢。
用PVC板制作成“三角形”模拟角钢。
2、结构固定
采用钢钉模拟实际的螺栓连接。
采用胶水模拟水泥浇灌,稳定性能好。
3、齿轮制作
用UG设计出所需齿轮。
按设计图纸磨削出齿轮。
4、颜色处理
零件制作完成后马上喷漆上色,待漆干之后将零件组装成型。
六、应用前景
经过对常规游梁式抽油机的改造,这种以同步带传动,太阳能作为辅助供电的新型游梁式抽油机,摈弃了原来效率不高,耗能大的缺点,达到了环保节能,高效传动,使用寿命长的目的。
相信通过对游梁式抽油机的不断优化,它将在抽油机当中,保持其优势,适应更多复杂环境,充分发挥功效。
备注:
1.按照说明书右侧批注的格式要求进行编写。
2.说明书需要包含此篇目录所示各项内容,可增加额外部分。
3.尽量图文并茂。
4.可自行增加校徽等标识。
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