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异型游梁抽油机(又叫双驴头抽油机)是目前油田广泛使用且性能优良的一种抽油机,它与常规游粱式抽油机的区别在于,异型游梁抽油机的游梁后臂制成一个半径按一定规律变化的变径圆弧形状,游梁后臂与横梁之间采用柔性件连接。现场应用结果表明,这种抽油机不仅保留了常规性游梁式抽油机的坚固耐用、工作可靠、维护方便的特点,还具有运转平稳、附加载荷小、冲程长、平衡效果好、能耗低、综合效率高等优点。 但是,后驴头与游梁的连接形式、连接位置等对游梁结构受力状况有很大影响,现场中已经多次出现游梁局部损坏的事故,严重影响了这种抽油机的推广应用,给油田生产带来较大的影响。本文通过建立双驴头抽油机游梁的力学模型,利用有限元分析软件,进行有限元分析,对在不同工况条件下受力游梁进行应力测试,得出比较直观的游梁变形及应力分布曲线,找出最大应力发生部位,进行强度分析和刚度分析。初步研究发现,API中给出的常规抽油机游梁的设计方法,主要是游梁的强度校核方面,许用安全系数的选取上并不完全适应异型游梁式抽油机游梁的设计,没有考虑后驴头与游梁的连接形式对游梁结构应力状况的影响。本文对于异型游梁抽油机的游梁进行了改造设计,根据抽油机游梁的受力特点,改进了游梁的设计结构。本文对重新改造设计后的游梁、后驴头进行了动态应力测试,研究其受力状况,评价结构设计的合理性。 所以,研究后驴头与游梁的连接情况对游梁结构应力状况的影响,对改进双驴头抽油机游梁的结构设计方法,保障油田安全生产,完善抽油机设计理论具有重要意义。通过本课题的研究,对解决目前双驴头抽油机存在的设计问题,改进其设计方法,提高双驴头抽油机的设计水平,这将对双驴头抽油机的使用性能和油田安全生产有重要意义,同时对双驴头抽油机的推广应用等起到一定的积极作用。