14型四連桿抽油機的結構分析及優(yōu)化設計.pdf

1、石油是國際性的戰(zhàn)略資源，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，各國對其需求量逐年增加。據中國石油經濟技術研究院發(fā)布的2014國內外油氣行業(yè)發(fā)展報告預計，2015年全年中國石油需求量約為53367萬噸。全國的原油開采，超過70％是靠采油設備完成的，有桿采油設備占采油設備總量的90％之多。但由于有桿采油系統(tǒng)的能耗問題日趨嚴重，從而造成整體抽油機系統(tǒng)運行效率的偏低，進一步導致原油開采過程中的成本增加。有桿采油系統(tǒng)主要由三部分組成：地面以上設備（抽油機及其附屬系

2、統(tǒng)）、抽油桿柱、抽油泵，在這三部分中，抽油機占有重要的意義并且是能耗重要部分。
　　目前，全球范圍內使用最廣的抽油機是傳統(tǒng)游梁式抽油機，該機器雖然穩(wěn)定，但效率并不高。在此背景下，各種節(jié)能型抽油機的研究迅速展開，本文便是基于自行發(fā)明設計的新型節(jié)能型抽油機——平行四連桿抽油機（專利號：ZL200820191342.6）展開研究與論述。
　　基于課題組前期完成的工作，本文通過ADAMS軟件對14型四連桿抽油機進行了動力學分析、結構

3、分析以及優(yōu)化設計，分析了兩種設計方案的驅動件轉矩曲線，確定了四連桿抽油機的安裝位置以及曲柄轉動方向,也對懸點的運動特性進行分析；同時使用SolidWorks軟件建立三維模型，結合其中有限元分析軟件COSMOSWorks，對四桿主體四種潛在的危險工況進行了裝配體有限元分析，確定了危險工況即在當懸點處于最高位置，也發(fā)現(xiàn)僅有前長桿不滿足強度要求，由此進一步對前長桿進行優(yōu)化設計并提出三種優(yōu)化方案，結合 COSMOSWorks的分析結果，確定了更