無(wú)游梁抽油機(jī)設(shè)計(jì)

1、適應(yīng)高組裝密度、高可靠性的要求，必須繼續(xù)研究開發(fā)高效傳熱技術(shù)，例如，熱管散熱技術(shù)、微通道散熱技術(shù)、制冷芯片等[5]。4.1熱管散熱技術(shù)。熱管散熱技術(shù)，是通過封閉在真空管內(nèi)的液體，作為熱量傳遞的。在芯片上埋入微細(xì)熱管，其微細(xì)熱管的平均管路直徑為10～500μm，其長(zhǎng)為數(shù)毫米至數(shù)厘米之間。此熱管斷面成多角形狀，通過內(nèi)腔尖角區(qū)作為液態(tài)回流（毛細(xì)壓差）的通道，從而實(shí)現(xiàn)熱循環(huán)。例如，利用IC工藝制成的多根微型熱管陣列，其冷卻功率可達(dá)200Wcm2

2、。4.2微通道散熱技術(shù)。美國(guó)Cooligy公司采用了主動(dòng)微通道冷卻（ActiveMicro－ChannelCooling）技術(shù)生產(chǎn)的水冷式芯片產(chǎn)品，其散熱通量達(dá)到1000Wcm2，而且體積小、重量輕，無(wú)噪聲，性能穩(wěn)定，可靠性高，壽命長(zhǎng)等。4.3制冷芯片。制冷芯片是基于熱離子換能效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的，在室溫下的散熱通量為5kWcm2，其優(yōu)點(diǎn)是體積小、輕便、可靠性高等。制冷芯片實(shí)現(xiàn)了薄膜式的固體冷卻，還可以相互串聯(lián)組成陣列的形式，具有可組合性，可以

3、適合任何形狀外表的散熱。5結(jié)束語(yǔ)通過對(duì)電子設(shè)備中功率器件的熱設(shè)計(jì)與散熱設(shè)計(jì)，既保證了功率器件在安全結(jié)溫下正常工作，又注意到功率器件在不同工作狀態(tài)下，對(duì)散熱器散熱效果的影響，以使散熱器達(dá)到重量輕、體積小、成本低的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而使企業(yè)能夠取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。參考文獻(xiàn)院[1]丁連芬等譯校.電子設(shè)備可靠性熱設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].電子工業(yè)出版社，19893.[2]余建祖編.電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)及分析技術(shù)（第2版）[M].北京航空航天大學(xué)，20081

4、1.[3]謝德仁編.電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)[M].南京：東南大學(xué)出版社，198912.[4]鐘世友，漆全，劉世剛.機(jī)載電子設(shè)備功放模塊的熱設(shè)計(jì)[J].電訊技術(shù)，2006（05），205207.[5]呂倩，馮剛英.一種機(jī)載設(shè)備的風(fēng)冷散熱設(shè)計(jì)[J].電訊技術(shù)，2007（03），192194.作者簡(jiǎn)介院陳明袁男淵1978冤袁遼寧省錦州市人袁碩士研究生袁工程師袁研究方向院機(jī)械設(shè)計(jì)堯化工設(shè)備與機(jī)械遙摘要院無(wú)游梁抽油機(jī)主要是為開采中、后期油田而設(shè)計(jì)的。它以

5、“鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”取代了“曲柄連桿機(jī)構(gòu)”，降低了配置電動(dòng)機(jī)的功率，加大了抽油機(jī)的沖程，降低了沖次。這樣可以降低抽油桿的疲勞損壞，延長(zhǎng)抽油桿的使用壽命。同時(shí)可以降低抽油吸空率，提高出油率。關(guān)鍵詞院無(wú)游梁抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷換向機(jī)構(gòu)1概述石油是我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)化不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域幾乎都離不開石油。隨著油田的開發(fā)需要，特別是稠油、高粘、多蠟、多沙水淹等油井，采油工藝對(duì)有桿設(shè)備提出了低沖次長(zhǎng)沖程的要求，游梁式抽油機(jī)由于其四連桿機(jī)構(gòu)的

6、傳動(dòng)型式，增加沖程，體積和重量增大，生產(chǎn)制造成本上升，顯示了它不能適應(yīng)長(zhǎng)沖程需要。通過循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的牽引鏈直接牽引來代替以往“曲柄滑塊機(jī)構(gòu)”，利用重力衡架代替以往的旋轉(zhuǎn)平衡。鏈條式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)具有沖程長(zhǎng)、沖次低、懸點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性和顯著的節(jié)能效果，減少抽油機(jī)的輪廓尺寸和重量，改善技術(shù)性能和提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，特別適合稠油、高凝油和深井的開采。2抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)原理長(zhǎng)沖程鏈條抽油機(jī)的工作原理：電機(jī)通過減速器減速后驅(qū)動(dòng)主動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)主動(dòng)鏈輪和

7、從動(dòng)鏈輪上之間的軌跡鏈條滾子鏈上下運(yùn)動(dòng)。軌跡鏈條上有一個(gè)特殊鏈節(jié)，其上裝有主軸銷，通過主軸銷和換向器相連接帶動(dòng)換向器運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鏈條上的特殊鏈節(jié)在鏈輪上作環(huán)形運(yùn)動(dòng)時(shí)，特殊鏈節(jié)也隨著作環(huán)形運(yùn)動(dòng)。由于導(dǎo)軌的限制，換向器只能沿著機(jī)架導(dǎo)軌道上、下垂直往返運(yùn)動(dòng)。換向器上端通過平衡寬帶和大滑輪與抽油桿聯(lián)接。平衡架通過平衡寬帶和平衡滑輪和抽油桿相連。抽油機(jī)機(jī)架的一端受抽油桿柱力，另一端受平衡架重力，使機(jī)架受力平衡。3鏈條的運(yùn)動(dòng)分析由于光桿通過懸繩器與鋼絲

8、繩和鏈條抽油機(jī)往返架相連，因此懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和往返架的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，研究懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律歸結(jié)為研究往返架的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。光桿沖程長(zhǎng)度S=L2R1式中:L———主動(dòng)鏈輪到從動(dòng)鏈輪的距離，m。R1———主動(dòng)鏈輪半徑，m。一個(gè)循環(huán)所需時(shí)間T=2πω12Aω1R1式中:ω1———主動(dòng)鏈輪角速度，S1鏈條抽油機(jī)的沖次n=60Tn11AnR1式中n1———鏈輪轉(zhuǎn)速，min1，A———兩鏈輪中心距，m。由上式可得n=n111n（SR2）n1=LpZn沖無(wú)游

9、梁抽油機(jī)設(shè)計(jì)牛曙光徐金成楊清周飛王圣季培州（常熟理工學(xué)院）6453211413121110987圖1鏈?zhǔn)匠橛蜋C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（上接第207頁(yè)）實(shí)用科技208可見鏈輪抽油機(jī)的沖次不僅與鏈輪的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而且與沖程長(zhǎng)度有關(guān)。當(dāng)調(diào)整沖程長(zhǎng)度時(shí)，如果n1不變，則抽油機(jī)的沖次將發(fā)生變化。4抽油機(jī)軌跡鏈的特點(diǎn)軌跡鏈?zhǔn)擎湕l抽油機(jī)關(guān)鍵傳動(dòng)元件，目前多選用加重系列的滾子鏈，根據(jù)鏈條抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，鏈條有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①中心距大垂直安裝鏈條結(jié)構(gòu)，一般鏈傳

10、動(dòng)中心距為節(jié)距的30～50倍，而鏈條抽油機(jī)的軌跡鏈條中心距都超過節(jié)距90倍以上。②換向時(shí)存在動(dòng)載荷和換向沖擊。鏈條在兩端鏈輪換向時(shí)是按余弦減速或加速運(yùn)動(dòng)，加速度a=R1ω2sinθ，當(dāng)θ=90時(shí)，加速度最大值amax=R1ω2，軌跡鏈條產(chǎn)生最大動(dòng)載荷。鏈條帶動(dòng)往返架在一個(gè)循環(huán)運(yùn)動(dòng)中，從鏈節(jié)松弛狀態(tài)突然變成幾乎全部張緊狀態(tài)，使鏈條拉力變向造成換向沖擊。換向沖擊和換向沖載荷使垂直傳動(dòng)的鏈條嚙合狀態(tài)惡化，引起鏈條早期損壞，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音等不良

11、后果。③低速提升重載。連天抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)速度低，V11ms。鏈條抽油機(jī)軌跡鏈條不是將扭矩從一根軸傳遞給另一根軸，而是通過特殊鏈節(jié)的銷軸帶動(dòng)往返架運(yùn)動(dòng)。特殊鏈節(jié)不僅承受拉力，而且承受彎曲載荷，加重了特殊鏈節(jié)工作負(fù)擔(dān)，是軌跡鏈條的薄弱環(huán)節(jié)。由于鏈條存在如上工作特點(diǎn)，因此決定論鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算原則是以靜強(qiáng)度為主，同時(shí)要驗(yàn)算疲勞壽命和磨損壽命。5配重設(shè)計(jì)如果抽油機(jī)沒有平衡設(shè)計(jì)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于上沖程中承受很大的抽油桿重力，所以電動(dòng)機(jī)必須

12、做很大的功才能使抽油桿上行；而下沖程中，抽油桿在自重的作用下下行，這時(shí)電動(dòng)機(jī)不僅不需要對(duì)外做功，反而接受外來的能量處于發(fā)電狀態(tài)。這就造成了抽油桿在上下沖程中的不平衡。抽油機(jī)之所以不平衡，是因?yàn)樯舷聸_程中懸點(diǎn)載荷不同，而造成電動(dòng)機(jī)在上下沖程中所做的功不相等。要使抽油機(jī)在平衡條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，就應(yīng)使電動(dòng)機(jī)在上下沖程中都做正功；在下沖程中把能量?jī)?chǔ)存起來；在上沖程中利用儲(chǔ)存的能量來幫助電動(dòng)機(jī)做功。Aw=AuAd2Aw———下沖程中抽油桿自重和馬達(dá)對(duì)重

13、物所做的功，即重物儲(chǔ)存的功。Ad———抽油桿柱對(duì)重物所做的功，即懸點(diǎn)在下沖程中所做的功。Au———上沖程懸點(diǎn)做的功。上式是進(jìn)行平衡計(jì)算的基本公式。為了把下沖程中抽油桿自重做的功和電動(dòng)機(jī)輸出的能量?jī)?chǔ)存起來，可以采用機(jī)械平衡。即在下沖程中，以增加平衡重塊的位能來儲(chǔ)存能量；在上沖程中平衡重塊降低位能，來幫助電動(dòng)機(jī)做功。在平衡架上，可以根據(jù)需要加入不同重量的配重塊，由于抽油機(jī)常年在野外工作，沒有人看守，所以經(jīng)常發(fā)生抽油機(jī)的部件被盜的事情，為了防

14、止配重塊被盜，在配重塊上設(shè)計(jì)了直徑是30的孔，用來插入鎖銷，用鎖把配重塊鎖住，防止配重塊丟失。通過配置的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)效率的提高。在此次設(shè)計(jì)的鏈條式抽油機(jī)具有高效率、低能耗等優(yōu)點(diǎn)。①鏈?zhǔn)匠橛蜋C(jī)是在總結(jié)大量游梁式抽油機(jī)和無(wú)游梁抽油機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的新型無(wú)游梁抽油機(jī)，通過采用獨(dú)特的雙鏈輪換向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)沖程，低沖次的抽油方式，提高了抽油泵的充滿系數(shù)和排量系數(shù)，提高了抽油效益，增加了石油產(chǎn)量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。②提高了抽油桿和抽油泵

15、的壽命，這是因?yàn)闆_程長(zhǎng)，沖次低可以減少抽油泵的磨損，提高抽油泵的使用壽命，從而，節(jié)約了能源，降低了經(jīng)濟(jì)成本。③排量穩(wěn)定，動(dòng)載荷小，事故少。④對(duì)特殊鏈節(jié)等關(guān)鍵件結(jié)構(gòu)和材料的研制，決定其在實(shí)際應(yīng)用中必能提高整機(jī)的可靠性和采油效率，從而降低成本，在保證生產(chǎn)的前提下，最大限度地節(jié)約能源，具有廣闊的應(yīng)用前景。6結(jié)束語(yǔ)利用牽引鏈將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng)直接牽引代替以往的“曲柄連桿機(jī)構(gòu)”，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)沖程，采用了重力平衡，降低了配置電動(dòng)機(jī)的功率，減小了減速

16、器的重量，提高了抽油泵的充滿系數(shù)和排量系數(shù)，具有高效率、低能耗等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，抽油機(jī)在滿足于工作的情況下，以最少的能量消耗，生產(chǎn)出最多的產(chǎn)品，這樣降低了生產(chǎn)成本，符合綠色環(huán)保設(shè)計(jì)理念，解決了生產(chǎn)或社會(huì)實(shí)際問題，具有較好的推廣價(jià)值。參考文獻(xiàn)院[1]邵芝梅，牛曙光，楊凱.LZCB鏈?zhǔn)介L(zhǎng)沖程抽油機(jī)設(shè)計(jì).石油礦場(chǎng)機(jī)械.2004，卷號(hào)（33）:4546.[2]牛曙光，雷宏，趙硯虹.LZCB鏈?zhǔn)介L(zhǎng)沖程抽油機(jī)設(shè)計(jì).石油機(jī)械.2004，卷號(hào)（32）:20

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