直线电机驱动抽油机的设计毕业论文

西安石油大学本科毕业设计（论文）

1.5.2 主要设计步骤

本文设计了抽油机悬点运动规律（加速度、速度、位移）,分析了抽油机运动学、动力学，并设计了抽油机的整体结构和主要零部件结构。主要按以下步骤进行： （1） 首先了解直线电机驱动抽油机的工作原理、结构特点，并进行直线电机抽

油机结构设计方案；

（2） 在了解抽油机的原理上，进行悬点运动分析、悬点载荷分析、计算平衡重； （3） 选择电动机； （4） 设计抽油机的结构； （5） 设计抽油机的零部件； （6） 绘制抽油机装配图； （7） 绘制抽油机零部件零件图；

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2 直线电机驱动抽油机的工作原理和结构特点

2.1 直线电机驱动抽油机的工作原理

直线电机驱动抽油机改变了传统抽油机的运动机理,直接利用直线电机的直线往复运动带动抽油杆上下运动,从而达到举升油井内液体的目的。修井作业时,卸去部分平衡重,电机上升,停止在距离上限位置一段距离时,安装光杆卡子,再点动上提电机,卸载后停机、刹车,卸去负荷,电机下落到底部,卸去大轮,让开井口,即可进行修井作业；正常抽油工作时,电机通过驱动绳绕过天轮轮和翻转轮,带动悬绳器及抽油杆上下运动,完成抽油过程。

按静载荷计算其工作原理如下： 上行程

① 光杆载荷=抽油杆重量+液柱载荷

② 平衡重=抽油杆重量+半个液注载荷，靠自重下行做功 ③ 此时动子下行拉力只有半个液柱载荷 下行程

① 光杆载荷=抽油杆重量，靠自重下行做功 ② 动子拉动平衡箱上行 ③ 动子拉力仍是半个液柱载荷

在上下死点附近增加较小的动载荷及惯性载荷，直线电机如此往复运动，带动深井泵抽油

图2-1 直线电机运动示意图

2.2 直线电机驱动抽油机的结构特点

直线电机驱动抽油机取消了旋转电机驱动抽油机的减速器、连杆及曲柄传动机构;

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电机与配重直接相联接,有效利用了直线电机初级自重,使整机质量下降;由于传动环节减少,使结构简单紧凑,（与相同规格的常规抽油机相比,其质量和占地面积仅为常规抽油机的50%）方便、灵活、效率高,省时省力,能量损失少,生产成本低;采用DSP驱动控制系统比变频控制成本低。特别是该抽油机系统效率高,上下冲程速度可以单独无级调整,可用于稠油、深井和大排量抽油。

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3 直线电机驱动抽油机总体方案设计

3.1 总体方案描述

直线电机抽油机主要包括主板、直线电机动子、天轮、翻转轮、扁钢丝绳、平衡重、底座、桁架等主要部件。如图3-1所示：

图3-1 直线电机驱动抽油机结构简图

根据图3-1对抽油机的总体方案设计如下：

将主板与桁架焊接，在主板的内侧两边都贴上永磁体。动子与配重箱连接，并置于主板内部。

直线电机作为整个抽油机的动力系统，直接利用直线电机的直线往复运动带动抽油杆上下运动,达到举升井内液体的目的。提高整机的系统效率,简化结构,同时为加大冲程、提高抽油机的生产能力、减轻重型抽油机的重量提供了良好条件。

防永磁体脱落设计中采用以下方法: ①增加机架焊接强度; ②对永磁体实施加固和保护措施:对目前已经粘贴好的主板,采用不锈钢板覆盖的手段加固永磁体。

增大机架体积,增加护板通风孔的面积。在四侧护板上增加了百叶孔的数量和宽

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