抽油機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與分析

李平

（大慶石油管理局有限公司裝備制造分公司抽油機(jī)制造分公司，黑龍江 大慶 163000）

根據(jù)調(diào)查研究結(jié)果顯示，在國(guó)際范圍內(nèi)很多國(guó)家在開(kāi)采原油方面都選擇使用了杠抽油技術(shù)。在我國(guó)，采油作業(yè)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，通過(guò)對(duì)杠桿技術(shù)原理的合理運(yùn)用，在油井開(kāi)采中取得了理想的成績(jī)。當(dāng)前有的杠抽油機(jī)器實(shí)際應(yīng)用的效率不高，必須要合理運(yùn)用減速裝置等，對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)形式加以改造，只有這樣，才能夠避免效率低所帶來(lái)的石油開(kāi)采成本增加問(wèn)題發(fā)生。近年來(lái)，世界能源儲(chǔ)量降低，加之我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提高，將新型技術(shù)應(yīng)用于石油開(kāi)采過(guò)程中，不斷優(yōu)化石油開(kāi)采效率具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。由此可見(jiàn)，深入研究并分析抽油機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)十分有必要，以期能夠?qū)崿F(xiàn)石油開(kāi)采效率的不斷提升，節(jié)省石油開(kāi)采成本的支出。

1 抽油機(jī)設(shè)計(jì)方案闡釋

對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程中，最關(guān)鍵的就是要具備科學(xué)化的設(shè)計(jì)方案，對(duì)抽油機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行確定，同時(shí)還要重視抽油機(jī)的動(dòng)力設(shè)計(jì)。只有這樣，才能夠?qū)崿F(xiàn)抽油機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)目標(biāo)，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，能夠充分發(fā)揮新型抽油機(jī)的作用與價(jià)值，不斷優(yōu)化石油開(kāi)采的效率。

1.1 抽油機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容

對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要引入全新的理論，一般被稱為ARIZ，即為發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決算法。針對(duì)ARIZ 而言，其本質(zhì)上就是分析工具，在問(wèn)題諸多且情況相對(duì)復(fù)雜的技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。ARIZ 最基本的工作原理就是要準(zhǔn)確定義問(wèn)題，隨后明確主要目標(biāo)，進(jìn)一步探討并研究存在的問(wèn)題，有效轉(zhuǎn)化。此算法應(yīng)用的主要目的就是尋找問(wèn)題解決的最優(yōu)解，確保問(wèn)題能夠轉(zhuǎn)化成理想狀態(tài)。所在整個(gè)過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題，即可將其當(dāng)做全新問(wèn)題不能夠展開(kāi)在此求解，屬于持續(xù)性的求解過(guò)程。在抽油機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)階段，將ARIZ 算法引入其中，就是對(duì)其不對(duì)稱性和合并原理進(jìn)行運(yùn)用，以保證抽油機(jī)高度不斷提升，優(yōu)化合并減速設(shè)備和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，只有這樣，在開(kāi)采石油的過(guò)程中才能夠具備充足沖擊力。

1.2 抽油機(jī)的動(dòng)力設(shè)計(jì)內(nèi)容

在抽油機(jī)的動(dòng)力設(shè)計(jì)方面，通常來(lái)講，應(yīng)用抽油機(jī)的過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)包括兩種，即硬驅(qū)動(dòng)與軟驅(qū)動(dòng)。其中，硬驅(qū)動(dòng)有鏈?zhǔn)胶途硎絻煞N，其最主要的優(yōu)勢(shì)就是確保動(dòng)力輸出能夠向抽油桿直接傳送。然而，這種驅(qū)動(dòng)同樣存在不足之處，即在電流相對(duì)較大的情況下，無(wú)法發(fā)揮保護(hù)的作用，甚至還會(huì)對(duì)采油工具造成嚴(yán)重的破壞。對(duì)于軟驅(qū)動(dòng)而言，則主要涵蓋了鋼絲繩帶動(dòng)式與帶式，最突出的優(yōu)勢(shì)就是在發(fā)生故障的情況下可以充分發(fā)揮自我保護(hù)作用。然而在具體應(yīng)用過(guò)程中，若繩子亦或是皮帶受摩擦?xí)纬蔁崮?，很難確保動(dòng)力箱抽油桿直接傳送。

在抽油機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中，選擇使用鋼絲繩軟驅(qū)動(dòng)的方法，最基本的工作原理就是在鋼絲繩的作用下，通過(guò)拽引替代硬驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。這樣，不僅可以使齒輪間磨損程度降低，同樣也有效規(guī)避了抽油機(jī)運(yùn)行期間的熱能損耗。

2 抽油機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究

在抽油機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，對(duì)其結(jié)構(gòu)構(gòu)成進(jìn)行了改造，其主要的組成部分包括了防護(hù)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)系統(tǒng)、操控系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、支架、防護(hù)系統(tǒng)與制動(dòng)系統(tǒng)等等。具體的結(jié)構(gòu)構(gòu)成包括懸繩器、混凝土基礎(chǔ)、夾軌器、牽引系統(tǒng)、制動(dòng)器、移機(jī)導(dǎo)軌、抽油機(jī)主體缸筒、處轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)、控制柜、平衡重、上護(hù)欄組合等等。

對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)以后的抽油機(jī)受力狀況進(jìn)行分析，能夠?qū)ζ浣Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度加以了解。其中，對(duì)于平臺(tái)受力做出分析，需結(jié)合抽油機(jī)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷的具體狀況，通過(guò)對(duì)有限元分析原理的運(yùn)用，能夠準(zhǔn)確計(jì)算抽油機(jī)靜力。以計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，即可發(fā)現(xiàn)，電機(jī)座前支撐板位置的應(yīng)力和強(qiáng)度是最大的。對(duì)于抽油機(jī)主體的受力分析可以了解到，底板前端地下螺栓位置的應(yīng)力最大，最重要的是代表了抽油機(jī)在創(chuàng)新設(shè)計(jì)以后，運(yùn)行更加有效。

3 抽油機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與實(shí)踐應(yīng)用

在分析抽油機(jī)穩(wěn)定性的過(guò)程中，需要將抽油機(jī)整體作為重要參考依據(jù)，以此為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)三個(gè)不同的軟件創(chuàng)建模型并展開(kāi)研究。在研究的基礎(chǔ)上即可獲得相應(yīng)的結(jié)果，具體表現(xiàn)在，抽油機(jī)經(jīng)過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)后，不管處于風(fēng)負(fù)荷狀態(tài)亦或是不具備風(fēng)負(fù)荷狀態(tài)，其運(yùn)行的穩(wěn)定性都十分突出。

以下將針對(duì)抽油機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的應(yīng)用狀況展開(kāi)深入分析。目前階段，國(guó)內(nèi)華北油田和遼河油田等區(qū)域，已經(jīng)引入了經(jīng)過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的抽油機(jī)，并且展開(kāi)了實(shí)地應(yīng)用方面的測(cè)試。根據(jù)具體的測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，抽油機(jī)經(jīng)過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)以后，其實(shí)際運(yùn)行效果理想，較之于普通抽油機(jī)，經(jīng)過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的抽油機(jī)最突出的優(yōu)勢(shì)就是在整個(gè)運(yùn)行階段，抽油機(jī)能夠結(jié)合油井具體的地下條件與設(shè)備，進(jìn)一步以優(yōu)化相對(duì)應(yīng)的參數(shù)，保證可以和實(shí)際條件實(shí)現(xiàn)有效匹配，實(shí)現(xiàn)石油開(kāi)采效率的全面提升。最重要的是，經(jīng)過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)以后的抽油機(jī)，其實(shí)際安裝過(guò)程明顯簡(jiǎn)化，十分便捷，具有較高的應(yīng)用可行性。

根據(jù)以上研究與分析可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的抽油機(jī)，將其應(yīng)用于油田開(kāi)采的過(guò)程中，能夠充分發(fā)揮其自身的高效性、節(jié)能性以及穩(wěn)定性等方面的優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用測(cè)試方面能夠取得理想的成績(jī)。由此可見(jiàn)，在現(xiàn)代石油開(kāi)采中，有必要推廣應(yīng)用經(jīng)過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的抽油機(jī)，只有這樣，才可以不斷強(qiáng)化石油開(kāi)采效果，進(jìn)一步推動(dòng)石油開(kāi)采事業(yè)的發(fā)展，突顯抽油機(jī)的價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，上文針對(duì)抽油機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)展開(kāi)了系統(tǒng)化地研究與分析，并且通過(guò)實(shí)踐測(cè)試應(yīng)用了解到，經(jīng)過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的抽油機(jī)，其在石油開(kāi)采過(guò)程中能夠發(fā)揮自身的效用，有效地提高了石油開(kāi)采的效率，為現(xiàn)代石油開(kāi)采事業(yè)的全面可持續(xù)發(fā)展提供了有價(jià)值的參考依據(jù)，同樣也發(fā)揮了新型抽油機(jī)的作用與價(jià)值。