系列连杆复合平衡抽油机科学技术研究报告.doc

科学技术研究报告 项目名称：连杆复合平衡系列抽油机研制 完成单位：新疆油田公司机械制造总公司 起止时间：2006年11月～2008年3月 新疆油田公司机械制造总公司 2009年12月 一、立项依据 随着油田开发的不断深入，以前较难开采的稠油列入了开发日程，为配合该区块的开发，必须研制适用于稀/稠油开采的抽油机。 二、技术路线 本项目的实施按如下技术路线实施： 方案设计与论证——结构设计与优化——样机试制与试验——改进设计——产品定型、推广应用。 三、国内外同类研究的动态 国外抽油机设计大多按API SPEC 11E进行，且大多是应用于稀油开采的常规型抽油机，采用的是“小泵快抽”方式，冲次高达10余冲以上。采用的平衡方式多数为曲柄平衡，少数为游梁平衡和复合平衡。 国内机型都是针对稀油开采进行设计，冲次较高，近几年来采用的平衡方式以游梁平衡、复合平衡为主，纯曲柄平衡方式逐渐淘汰。 “长冲次、低冲次”的采汲方式具有很多优点，已经得到国内广大油田用户的认同，是抽油机设计的发展趋势之一。 四、试验具备的条件 我公司是抽油机制造的专业厂家，具备设计、制造抽油机的资质和实力，具备各类设备和试验台，有经验丰富的设计、制造团队。研制本项目的各项试验条件都具备。 五、采取的措施和手段 （一）方案设计阶段 针对稠油的特性，本系列抽油机机在方案设计中主要采取了以下措施： 1、编制了设计计算软件，对整机方案进行了设计分析，特别分析计算了原油粘度对抽油机悬点载荷的影响，并结合现场工况分别计算了不同冲程、冲次下抽油机的悬点载荷变化情况、减速器扭矩大小以及电动机功率等参数。下面以重32井区工况为例进行说明： 图一、不考虑原油粘度 图二、原油粘度为3000mPa·s 在相同工况下，不考虑原油粘度时，上冲程悬点载荷平均约为16kN，下冲程约为7.5kN，考虑了原油粘度后，上冲程悬点载荷约为17.5kN，下冲程约为3.2kN。在粘度的影响下，原先大的上冲程载荷更大，原先小的下冲程载荷更小。 图三、不考虑粘度时减速器扭矩曲线 图四、考虑粘度时减速器扭矩曲线 在相同工况下，考虑粘度后，由于上下冲程的载荷差增大，在平衡状态下，减速器最大扭矩由5.735kN·m上升到9.1kN·m。 对不同工况、不同原油粘度进行了计算，计算结果统计表如下： 表1、计算结果统计表——冲程2.5m 泵径(mm) 井深 （m） 冲程 （m） 冲次 （次/min） 粘度 mPa·S 最大载荷 kN 最小载荷 kN 最大扭矩 kN·m φ70 270 2.5 8 5000 19.52 0 11.99 4000 19.07 0 11.46 3000 18.64 0 11.47 2000 18.26 0.164 10.74 1000 17.89 3.46 8.54 6 5000 20.2 0 11.7 4000 20.1 0 11.5 3000 20.2 0 11.4 2000 20.2 1.85 9.7 1000 20.2 4.2 7.6 4 5000 18.9 0 10.7 4000 18.8 0.707 10.1 3000 18.7 2.36 9.0 2000 18.6 4.01 7.9 1000 18.5 5.65 6.8 表2、计算结果统计表——冲程1.8m 泵径(mm) 井深 （m） 冲程 （m） 冲次 （次/min） 粘度 mPa·S 最大载荷 kN 最小载荷 kN 最大扭矩 kN·m φ70 270 1.8 8 5000 20.1 0 8.84 4000 19.8 0 8.72 3000 19.5 0.018 8.57 2000 19.15 2.35 7.3 1000 18.8 4.46 6.12 6 5000 19.3 0 8.18 4000 19.3 0 8.14 3000 19.25 1.6 7.22 2000 19.2 3.4 6.37 1000 19.1 5.18 5.53 4 5000 18.3 1.55 7.24 4000 18.1 2.74 6.63 3000 17.93 3.93 6.06 2000 17.3 5.08 5.49 1000 17.6 6.0 4.91 说明：1、此结果是在平衡状态下计算得出的。 2、悬点载荷出现负值，说明悬点下行速度比光杆下行速度快，此时计算结果取0，实际运转过程中，将造成冲击，对抽油机产生不利影响。 因长冲程、低冲次的采汲方