游梁平衡抽油機(jī)橫梁連桿結(jié)構(gòu)的改進(jìn).doc
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游梁平衡抽油機(jī)橫梁連桿結(jié)構(gòu)的改進(jìn) 通過(guò)對(duì)游梁平衡抽油機(jī)連桿組系結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性分析,提出了對(duì)橫梁連桿總成的改進(jìn),將連桿銷軸加長(zhǎng),采用卡瓦式連接與連桿上接頭固為一體,消除了連桿銷與連桿上接頭、連桿銷與橫梁連接套在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng),解決了橫梁、連桿的振動(dòng)和異響問題。 游梁四連桿抽油機(jī)是一種主要的有桿機(jī)械采油設(shè)備,其已經(jīng)有100多年的歷史。在這100多年里,游梁式抽油機(jī)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、經(jīng)久耐用、維修方便、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而得到不斷的應(yīng)用和發(fā)展。目前它仍然在機(jī)械采油設(shè)備中處于主導(dǎo)地位。為了滿足節(jié)能降耗的要求,各種節(jié)能式抽油機(jī)不斷推出,懸掛偏置平衡抽油機(jī)(即雙驢頭抽油機(jī))和調(diào)徑變矩抽油機(jī)是近些年出現(xiàn)的兩種新型游梁平衡節(jié)能抽油機(jī)。由于該型抽油機(jī)因操作方便、節(jié)能效果明顯等特點(diǎn)受到用戶的好評(píng)。但因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),隨著抽油機(jī)服役時(shí)間的增加,該型抽油機(jī)在使用過(guò)程中出現(xiàn)橫梁、連桿抖動(dòng)現(xiàn)象,嚴(yán)重影響抽油機(jī)可靠平穩(wěn)工作。 結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性分析 游梁式抽油機(jī)是以游梁支點(diǎn)和曲柄軸中心的連線做固定桿,以曲柄、連桿和游梁后臂為三個(gè)活動(dòng)桿件所構(gòu)成的曲柄擺桿機(jī)構(gòu)。從橫梁軸承座到曲柄銷之間的裝置稱為連桿組系,連桿組系在由驢頭、游梁、支架和曲柄等連桿組系組成的抽油機(jī)四連桿組件中是最薄弱的環(huán)節(jié)。橫梁是抽油機(jī)力矩傳遞的主要部件之一,橫梁通過(guò)橫梁軸承座與游梁連接,橫梁兩側(cè)的耳座孔通過(guò)銷軸與連桿連接。 常規(guī)曲柄平衡(或復(fù)合平衡)抽油機(jī),游梁上無(wú)平衡配重(或很少的配重)。在抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,連桿始終受到較大的拉力,即使橫梁上的連接套與連桿銷、連桿上接頭與連桿銷之間存在間隙,由于單向力的作用,配合接觸面將始終靠在一側(cè),一般不會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)和響聲。 游梁平衡抽油機(jī)由于配重安裝在游梁后端,直接平衡驢頭上的懸點(diǎn)載荷。在抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,連桿受到呈周期性變化的拉力和壓力。通過(guò)對(duì)抽油機(jī)橫梁總成組裝件和橫梁總成設(shè)計(jì)圖樣分析后發(fā)現(xiàn),連桿銷與連桿上接頭及連桿銷與橫梁聯(lián)接套存在兩處徑向間隙,連桿上接頭與橫梁聯(lián)接套之間存在一處軸向間隙。因此,當(dāng)連桿在拉力和壓力相互轉(zhuǎn)換時(shí),連桿銷與連桿、橫梁銷接處必然就會(huì)出現(xiàn)承載接觸面的轉(zhuǎn)換,造成承載接觸面的磨損,隨著磨損加劇,間隙逐漸增大。由于間隙的存在,在連桿往復(fù)力的作用下,就會(huì)對(duì)橫梁造成沖擊,抽油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中即會(huì)出現(xiàn)周期性的振動(dòng)和異響聲。如圖1所示。 改造方案 根據(jù)傳統(tǒng)的橫梁與連桿的連接結(jié)構(gòu)分析,連桿銷、連桿上接頭(即連桿銷孔)、橫梁聯(lián)接套三個(gè)相互獨(dú)立。連桿銷孔在長(zhǎng)期承受交變載荷作用下,銷孔內(nèi)壁會(huì)出現(xiàn)磨損,孔徑變大,從而導(dǎo)致連桿在上下?lián)Q向時(shí)出現(xiàn)擺動(dòng)和撞擊異響聲。 那么,如何徹底消除連桿銷與連桿、橫梁聯(lián)接套之間的間隙?消除連桿在上下沖程換向的過(guò)程中連桿銷與連桿、橫梁間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)? 從上述目的出發(fā),提出橫梁連桿改造思路,將連桿與連桿銷軸固定為一體,便不會(huì)發(fā)生連桿與連桿銷軸相對(duì)運(yùn)動(dòng),不會(huì)出現(xiàn)橫梁與連桿異響聲。 其改造方案為:①加長(zhǎng)連桿銷軸(以八型抽油機(jī)為例,由原來(lái)的Ф210mm加長(zhǎng)為310mm);②連桿銷軸兩端用卡瓦固定,卡瓦上端采用M27mm螺栓鎖緊(每側(cè)2條,共4條),卡瓦下端焊接到連桿上端固定,確保連桿銷與連桿上接頭無(wú)橫向與縱向相對(duì)運(yùn)動(dòng);③連桿上接頭側(cè)面增加一頂絲,保證連桿銷與橫梁聯(lián)接套無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果對(duì)比 3.1.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況 此改造結(jié)構(gòu)最早于2009年5月安裝于89115井和89116井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。目前已經(jīng)應(yīng)用四年多的時(shí)間,一直運(yùn)行平穩(wěn),未發(fā)生抖動(dòng)或異常響聲。截至2013年11月底,目前已改造抽油機(jī)橫梁連桿207臺(tái)(其中:懸掛偏置抽油機(jī)120臺(tái),調(diào)徑變矩抽油機(jī)87臺(tái))。改造明細(xì)詳見下表: 抽油機(jī)橫梁連桿改造明細(xì)表 3.2.經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析 抽油機(jī)橫梁連桿改造費(fèi)用:0.87104元/臺(tái),抽油機(jī)橫梁連桿總成新購(gòu)置費(fèi)用:1.85萬(wàn)104元/臺(tái)(平均單價(jià)),預(yù)計(jì)凈效益:(1.85-0.87)104元/臺(tái)207臺(tái)=2.03106元。 結(jié)論與認(rèn)識(shí) 4.1.游梁平衡結(jié)構(gòu)抽油機(jī)在上下?lián)Q向過(guò)程中,連桿上接頭存在周期性推、拉交變載荷作用,長(zhǎng)期工作會(huì)造成連桿銷孔磨損,孔徑變大,導(dǎo)致游梁平衡抽油機(jī)沖擊振動(dòng)及異響等故障現(xiàn)象的發(fā)生; 4.2.將連桿銷軸加長(zhǎng),采用卡瓦式固定,上端采用鎖緊螺母,下端與連桿固定為一體,連桿上接頭采用頂緊螺栓預(yù)緊,可以避免橫梁、連桿的沖擊振動(dòng)和異響等故障; 4.3.該改造方案利用原舊部件加工,不但降低了成本,而且消除了連桿上接頭與銷軸相互磨損產(chǎn)生的間隙,防止了連桿在工作時(shí)的振動(dòng),從根本上解決了橫梁、連桿的異響問題。 第 3 頁(yè) 共 3 頁(yè)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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