论文部分内容阅读
在油田有杆抽油设备中,常规型游梁式抽油机的使用最为广泛。随着我国自主研制的常规型游梁式抽油机大量出口国外,在油田使用过程中显露出了诸如整机寿命低于设计寿命、驴头悬点摆动等问题。而美国著名Lufkin石油公司生产的常规型游梁式抽油机并不存在上述问题,对比两类抽油机结构发现主要区别在于尾部支撑,因此两类不同结构尾部支撑的对比分析对改善和提高我国游梁式抽油机整机性能有重大意义。首先以C-456D-305-144常规型游梁式抽油机为例,根据其结构和工作原理,建立抽油机运动学和动力学模型,得到作用在尾部支撑轴的动态载荷。其次,对游梁式抽油机尾部支撑做多体静力学分析,确定两类结构的最大应力和应变位置为轴承与轴接触处;根据Hertz接触理论以及轴承的不同参数,获得双列调心滚子轴承和无内圈滚针轴承的力学基础模型,依据其动态载荷得到两种轴承的载荷分布以及在运动周期内的径向位移变化。再次,采用ANSYS-PDS和ANSYS/FE-SAFE模块对两种结构的轴分别做疲劳分析与可靠性分析,得出“Lufkin”结构的尾部支撑疲劳寿命较长;可靠性方面:虽然二者可靠度均为1,但“兰石”结构的尾部支撑轴存在安全隐患。最后,建立“兰石”结构和“Lufkin”结构整机的虚拟样机模型,利用ADAMS软件,对抽油机工作的真实工况进行模拟仿真分析。结果表明:1.冲程方面:“Lufkin”结构较“兰石”结构提高17.6%;游粱支撑受力较“兰石”结构减小20%,变化曲线稳定;2.悬点竖直载荷方面:“Lufkin”结构较“兰石”结构提高0.48%;而影响悬点摆动的游梁方向载荷“兰石”结构远大于“Lufkin”结构;3.尾部支撑的ADAMS分析也表明轴向位移方面无内圈滚针轴承小于双列调心滚子轴承。可见,游梁式抽油机在尾部支撑结构上:“Lufkin”结构优于“兰石”结构。