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抽油機

(一)項目建設(shè)的必要性

近年來,我國大部分油田已進入注水開發(fā)的中后期,開發(fā)深度和難度與日俱增,油田供液能力明顯不足,雖然對采油設(shè)備采取了多種技術(shù)措施,但機械采油設(shè)備仍占據(jù)主導(dǎo)地位.據(jù)統(tǒng)計,我國目前機械采油井的數(shù)量占油井總數(shù)的90%以上,其中由抽油機組成的抽油設(shè)備的抽油井占80%左右,采油量占總產(chǎn)量的75%以上.

為了提高稠油井的產(chǎn)量和油藏的開采效率,需要采用"小泵探抽"和"大泵提液"采油工藝,這樣就要求采油設(shè)備必須具有長沖程和大載荷的特點.實踐表明,游梁式抽油機盡管是使用制造經(jīng)驗較為成熟的機型,是現(xiàn)有有桿抽油設(shè)備的主力,但是把其發(fā)展成為長沖程大載荷抽油機的困難較大,而無游梁抽油機在這方面具有較大的優(yōu)越性.在無游梁式抽油機中,液壓抽油機具有傳能密集可使整機結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,適應(yīng)井況范圍廣,沖程長度和沖程次數(shù)的調(diào)節(jié)方便等特點.因此,液壓抽油機在我國可望會得到較快發(fā)展,并會在今后幾年內(nèi)出現(xiàn)幾種不同形式的液壓抽油機用于油田的采油作業(yè).針對我國海洋油田及陸地油田的開發(fā)實際,尤其針對我國西部油田開發(fā)前景,液壓抽油機的開發(fā)與應(yīng)用前景是相當廣闊的,也是勢在必行的.

(二)資源現(xiàn)狀,問題與需求分析

1,國際現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

當前,石油鉆采裝備制造業(yè)處在發(fā)展的黃金時期.主要是全球經(jīng)濟增長刺激能源的巨大需求,高油價的到來促使石油設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展.近年來,我國通過貿(mào)易銷售和施工隊伍帶到國外的石油石化設(shè)備逐年增加,"中國制造"有了一定信譽.

世界上生產(chǎn)原油的國家特別是石油輸出國,大多數(shù)不具有石油裝備的制造能力.如中東,南美等一些產(chǎn)油國,一直從國際市場采購.同時,盡管美國一直是石油裝備國際市場的主要占有者,但西方國家的石油裝備價格很高,一些發(fā)展中的產(chǎn)油國在尋找替代的貨源,一些西方的石油公司為了降低成本也在尋找替代的貨源.在總體質(zhì)量,技術(shù)水平與國際水平基本相當?shù)那闆r下,我國的石油裝備則在價格上具有優(yōu)勢,一些用量較大的設(shè)備如井口裝置,抽油機,石油管材等,國際市場份額不斷擴大.

①現(xiàn)狀

A,產(chǎn)品

抽油機至今是采油設(shè)備中最常用的設(shè)備,在世界上約占機械采油的80%以上.美國Lufkin公司是最有名的抽油機制造公司,世界上最大載荷的抽油機是該公司生產(chǎn)的A系列前置式氣平衡抽油機,最大載荷為194kN.抽油機一般壽命在15年以上.Lufkin公司早期曾生產(chǎn)過一臺配有2(1/2)〃渦輪渦桿減速器的小型抽油機,自從1921年安裝使用直到1996年已經(jīng)連續(xù)運轉(zhuǎn)75年之久,累計運轉(zhuǎn)時間為470000小時,目前還可使用,是世界上最長壽命的抽油機.法國Mape公司生產(chǎn)的H系列液壓驅(qū)動長沖程抽油機最大載荷為199kN.

B,生產(chǎn)工藝

在國外,抽油機的生產(chǎn)已經(jīng)基本上被幾家大的機械制造公司所壟斷,如美國最早,最大的抽油機制造公司拉夫金(Lufkin)公司,原蘇聯(lián)最大的抽油機生產(chǎn)基地阿塞拜疆石油機械制造集團.這些企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大,采用先進的部件優(yōu)化技術(shù),將抽油機系統(tǒng)按功能分解成若干模塊,按照標準化,通用化,系列化的方式組織生產(chǎn),企業(yè)的設(shè)計,制造及管理水平較高.以較少的生產(chǎn)模塊,最大限度地滿足不同用戶多種類型,規(guī)格抽油機的需要,給企業(yè)帶來了較高的經(jīng)濟效益.根據(jù)美國拉夫金公司的產(chǎn)品樣本,他們所生產(chǎn)的79種型號的抽油機由十類近100種模塊組合而成,其生產(chǎn)的零部件具有高度的通用性,也較徹底地解決了零部件的通用和互換問題.由于采用模塊化設(shè)計方法,既滿足了多品種,小批量的市場需求,又解決了企業(yè)規(guī)?；瘑栴},產(chǎn)品質(zhì)量也有了保證.

②發(fā)展趨勢

近年國外采油(氣)設(shè)備的發(fā)展趨勢是向大排量,大功率,耐高溫,耐高壓方向發(fā)展;向自動化,智能化和遙控監(jiān)測方向發(fā)展;向具有保護,報警,優(yōu)化記錄及顯示功能方向發(fā)展;向采油工藝多適應(yīng)性發(fā)展,即能適應(yīng)含水,含氣,含沙,含石臘,稠油和低滲透油藏的采油需要,又能滿足定向井,水平井和深井采油工藝的需要.

陸地的機械采油系統(tǒng),將著重發(fā)展游梁式抽油機,以適應(yīng)長沖程,低沖次,低成本,節(jié)約能源,維修次數(shù)少,占地面積小,長壽命等的需要.無游梁式抽油機,儲能型液壓抽油機將得到發(fā)展.適應(yīng)采稠油的,深油井的螺桿式抽油機,數(shù)控,自動化,智能型抽油機也將得到發(fā)展.

2,國內(nèi)資源的數(shù)量,質(zhì)量與分布情況

液壓傳動是現(xiàn)代工業(yè)必不可少的能量密集型傳動方式,它可以最大限度地減小設(shè)備體積和重量,以液壓傳動技術(shù)為特征的液壓抽油機可以最大限度地發(fā)揮油井產(chǎn)能和延長地面及井下設(shè)備的使用壽命,具有很好的采油經(jīng)濟性,尤其是針對稠油開采和油田的后期開發(fā)液壓抽油機則更具魅力.目前,在國外液壓抽油機已發(fā)展到了一個較高的技術(shù)水平,形成一系列性能優(yōu)良的抽油機產(chǎn)品,并得到了油田生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用;在國內(nèi)由于液壓元件制造水平的制約,液壓抽油機的發(fā)展比較遲緩,但隨著我國液壓技術(shù)和機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展,相信在今后一個時期以機電液一體化技術(shù)為特征的液壓抽油機會得到較快的發(fā)展.

我國盡管液壓抽油機的研究起步較晚,但其發(fā)展卻是非常迅速的,至目前不僅出現(xiàn)了一些結(jié)構(gòu)性能均具特色的液壓抽油機結(jié)構(gòu)方案,而且也出現(xiàn)了少量液壓抽油機產(chǎn)品樣機.針對我國液壓抽油機的發(fā)展狀況.

①吉林工業(yè)大學(xué)研制的YCJ-II型液壓抽油機.YCJ-II型液壓抽油機是典型的"液壓泵—液壓缸"結(jié)構(gòu)方案,它主要由提升裝置,傳力裝置,導(dǎo)向裝置,換向裝置及機架組成它的提升裝置主要由一個主油缸和兩個平衡油缸所組成;它的傳力裝置主要由傳力板,調(diào)節(jié)輪及懸繩器所組成;它的導(dǎo)向裝置主要由導(dǎo)軌和導(dǎo)向輪所組成;它的換向裝置主要由無觸點行程開關(guān)和電液換向閥等組成該機工作參數(shù)為:懸點載荷157KN,最大沖程長度5m,總程次數(shù)3—5/min,配備電機功率45KW.該機在1987年11月完成了廠內(nèi)臺架試驗,1989年12月末開始在遼河油田進行了油田應(yīng)性試驗;試驗表明,該機的液壓和電氣了系統(tǒng)是可行的,在北方冬季野外可連續(xù)運行,與常規(guī)抽油機相比可節(jié)能25%—33%,并具有結(jié)構(gòu)簡單等特點,但是該機在工業(yè)性試驗中也暴露出了一些問題,還有待作進一步的改進同時,與國外抽油機相比,還具有以下不足之處:首先該機所采取的安全保護措施還有欠缺,達不到油田對抽油機高可靠性的要求;其次先進的機電液一體化技術(shù)的應(yīng)用還很不夠等等.

②蘭州石油機械研究所研制的YCJ12—10—250(I型液壓抽油機),YCJ12—10—2500型滾筒式液壓抽油機是典型的"液壓泵—液壓馬達"結(jié)構(gòu)方案.該機采有組塊拼裝式結(jié)構(gòu),全機分成液壓組塊,絞車組塊和支架組塊.整機工用效能參數(shù)為:懸點載荷1200KN,最大沖程長度10m,額定扭矩2500N·m,最大扭矩4000N·m,最高沖次5min-1,整機重量26t.該機于1993年通過部級鑒定驗收,它的液壓系統(tǒng)由主油路,輔助油路和安全保護油路三部分組成它的主油路采用了效率較高的液壓閉式回路.為了避免主泵零排量(即換向)時的發(fā)熱和保護潤滑,其溢流部分全部經(jīng)主泵回流至油箱.該機的基本工作原理為:利用主泵提供的流量和流向均變化的壓力油驅(qū)動液馬達實現(xiàn)正反轉(zhuǎn),然后通過液馬達驅(qū)動滾筒的正反轉(zhuǎn);在滾筒上有正反向纏繞的兩根鋼絲繩,這兩根鋼絲繩的其中一端分別固定在滋筒上,另一端分別與抽油桿和平衡重相連,通過滾筒的正反轉(zhuǎn)帶動實現(xiàn)抽油機懸點的上下往復(fù)運動,該機采用了機械平衡方式.

此外,在該機制液壓系統(tǒng)中設(shè)置了安全保護裝置可以保證不出大的事故.試驗表明,該機具有沖程長,重量輕,沖程長度和速度可無級調(diào)節(jié),井口占地面積很小,整機運行平穩(wěn),節(jié)能和換向沖擊小等優(yōu)點,是一種很有發(fā)展前途的新機型.

③功率回收型液壓抽油機,該液壓抽油機是針對遭受抽油機中下沖程作業(yè)動力機付出的能量,抽油桿下落及換向制動的釋放能不能全部回收和平衡效果不完善等缺點而設(shè)計的,該液壓抽油機中利用了"變量泵—馬達"這—關(guān)鍵性元件,它既可作泵也可作為馬達,它的設(shè)計原理是將平衡問題歸人功率回收問題來考慮,通過能量的儲存與轉(zhuǎn)換使功率回收最完全,平衡最完美.該機具有結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕,耗能少,成本低,可實現(xiàn)長沖程,低沖次,大載荷的特點;此外該機還具有安全保護功能.

此外,近幾年我國石油科技工作者還提出了許多很具特點的新型液壓抽油機結(jié)構(gòu)方案,如齒輪齒條長沖程液壓抽油機等等.

3,存在問題分析

(1)減速器的質(zhì)量和壽命問題

由于鋼材價格上漲,為了降低成本,抽油機用的減速器材質(zhì)由鑄鋼變?yōu)殍T鐵,質(zhì)量嚴重下降,易出現(xiàn)打齒,減速器故障造成采油停止的經(jīng)濟損失巨大.

(2)傳統(tǒng)抽油機采用重量平衡,天長日久,無用耗能巨大.

4,需求分析

隨著油田抽油設(shè)備研究水平的提高,抽油機采油井的數(shù)量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢.據(jù)介紹,全國目前有7.5萬多口機械采油井,年耗電量高達105億千瓦時,同時全國每年新增機械采油井大約5000口以上,每年需新增和更換抽油機7000—8000臺,需新增和補充抽油桿幾百萬米和抽油泵上萬臺套.

據(jù)不完全統(tǒng)計,大慶油田有約3萬臺傳統(tǒng)抽油機工作,遼河油田大約有7000—8000臺傳統(tǒng)抽油機工作,大港油田有5000—7000臺傳統(tǒng)抽油機在工作,這些抽油機每年需要按一定比例進行更新.

中國制造的傳統(tǒng)型抽油機在世界具有良好的聲譽,每年有上萬臺抽油機出口需求.

遼河油田總機廠抽油機2005年產(chǎn)量為800臺,2006年預(yù)計1000臺.大港油田總機廠抽油機2005年產(chǎn)量為1000臺,2006年預(yù)計1200臺,并且供不應(yīng)求.

無論是自產(chǎn)液壓抽油機,還是為石油機械企業(yè)配套液壓驅(qū)動部分,都有廣闊的市場.

5,工作基礎(chǔ)和共建部門的資源優(yōu)勢

(1)天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系簡介

機械工程學(xué)科是國家一級博士點學(xué)科,涵蓋機械制造及其自動化,機械電子工程,機械設(shè)計及理論3個二級博士點學(xué)科,車輛工程和工業(yè)設(shè)計碩士點,博士后流動站,機械工程領(lǐng)域碩士點,以及機械設(shè)計制造及其自動化和工業(yè)設(shè)計兩個本科專業(yè);國家工科機械基礎(chǔ)教學(xué)基地;教育部先進陶瓷及加工技術(shù)重點實驗室,天津市先進制造技術(shù)與裝備重點實驗室也設(shè)在本學(xué)科.學(xué)科現(xiàn)有一個教學(xué)中心和七個各具特色的研究所.本學(xué)科現(xiàn)有國家杰出青年1名,長江學(xué)者2名,教授19名,副教授和講師64名,工程技術(shù)人員80余名.近五年來承擔(dān)國家杰出青年基金,國家863,國家自然科學(xué)基金重大國際合作,以及國家,部委和企業(yè)委托課題百余項,獲國家教學(xué)成果二等獎1項,天津市教學(xué)成果一等獎2項,以及各種部委科技和人才獎勵多項.

數(shù)控與液壓技術(shù)研究所隸屬于機械電子工程二級學(xué)科,主要從事機,電,液一體化方面的教學(xué)與研究.所內(nèi)擁有教授2人(博士生導(dǎo)師1人),副教授5人(碩士生導(dǎo)師3人).在校博士及碩士研究生30余人.為本科生及研究生開設(shè)的課程有:機器人動力學(xué),數(shù)控技術(shù),傳感器技術(shù),液壓傳動與氣壓傳動,工控機等.近年來先后承擔(dān)國家863高技術(shù)(5項),國家自然科學(xué)基金(1項),教育部博士點基金(1項),天津市自然科學(xué)基金(2項),及各大企業(yè)科研項目.40余篇,其中被SCI/EI/ISTP收錄10余篇,獲得省部級獎勵5項.

天津大學(xué)機械工程學(xué)院主要研究成果介紹

①并聯(lián)構(gòu)型裝備

完成人:黃田等人.

1997年在國內(nèi)率先開展并聯(lián)構(gòu)型裝備(ParallelKinematicMachines)設(shè)計理論,關(guān)鍵技術(shù)和樣機建造工作.承擔(dān)國際合作,國家,部委和橫向課題多項,研制成功多種機床和機器人,并實現(xiàn)小批試制.在并聯(lián)機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計,工作空間分析與綜合,精度設(shè)計與運動學(xué)標定,靜,動態(tài)分析與設(shè)計,軌跡規(guī)劃,開放式數(shù)控系統(tǒng)建造,以及裝備的可重構(gòu)布局等方面取得一批成果.獲部委科技獎勵2項,在ASME,IEEE,CIRP,MMT等學(xué)術(shù)刊物上100余篇,被SCI/EI收錄60余篇次,申請或授權(quán)國際和國家專利11項,在國際上有一定的學(xué)術(shù)聲譽.

nA,三自由度并聯(lián)機床

3-HSS是在天津市科技攻關(guān)和天津大學(xué)211工程項目資助下研制成功的我國首臺商品化三自由度并聯(lián)機床,后得到天津市重點和重大科技攻關(guān)項目支持,開發(fā)出臥式5坐標加工中心.

n

nB,Diamond機構(gòu)

Diamond機構(gòu)是天津大學(xué)發(fā)明的2平動自由度并聯(lián)機構(gòu),得到國家"863",國家自然科學(xué)基金,英國皇家學(xué)會英中國際合作項目資助.該機構(gòu)是著名的Delta機構(gòu)的一種2維形式,適于電子,輕工,食品和醫(yī)藥行業(yè)中的高速抓取操作.開發(fā)樣機出口英國,創(chuàng)我國機器人整機出口首例,并在工業(yè)界得到應(yīng)用.

C,

TriVariant機械手

TriVariant是天津大學(xué)發(fā)明的5坐標混聯(lián)機械手,得到海外青年學(xué)者合作研究基金,國家自然基金重大國際合作,天津市制造業(yè)現(xiàn)代化專項和工業(yè)界資助.該機械手突破了著名Tricept機械手的知識產(chǎn)權(quán),可廣泛用于汽車,航空,建筑等行業(yè)的焊接,切割,噴涂,高速加工和裝配操作.

②基于網(wǎng)絡(luò)和狀態(tài)監(jiān)控的嵌入式層次化開放結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)與裝備

完成人:王太勇等人

該項目受國家自然基金項目,天津市重點攻關(guān)項目,天津市重點基金項目

核心技術(shù)成果:

嵌入式開放結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)(具備網(wǎng)絡(luò)功能,狀態(tài)監(jiān)控,故障診斷,層次化結(jié)構(gòu)和二次開發(fā)平臺)

網(wǎng)絡(luò)化制造:遠程數(shù)據(jù)傳輸,異地加工,車間群控網(wǎng)絡(luò),企業(yè)網(wǎng)絡(luò)

嵌入式平臺:32位MCU+DSP+實時操作系統(tǒng)=高精度高可靠性高性價比

層次化結(jié)構(gòu):經(jīng)濟型,中檔型和高檔型數(shù)控系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)和系列化產(chǎn)品格局

智能化開放結(jié)構(gòu):第三方軟硬件模塊的兼容與廣泛集成

引導(dǎo)型的二次開發(fā)平臺:集成化的功能拓展和性能優(yōu)化環(huán)境

智能化系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù):從底層算法到上層交互的系統(tǒng)配置和功能自定義

在線功能仿真和性能校驗評估,保證二次開發(fā)結(jié)果的安全性與穩(wěn)定性.

該項目已經(jīng)在天津天大精益數(shù)控技術(shù)有限公司產(chǎn)業(yè)化

③智能機器人

水下機器人系統(tǒng)動力學(xué)與控制

完成人:王樹新

A,小型海洋監(jiān)測與探測自航行器

在國家863計劃資助下,研制成功具有原創(chuàng)性,可實現(xiàn)自主航行,注水下沉,座底長期監(jiān)測,分離上浮形式的小型海洋監(jiān)測與探測自航行器.

B,水下滑翔器

研制成功國內(nèi)首臺擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的溫差能驅(qū)動水下滑翔器,具有工作時間長,工作深度深,噪聲小等特點,該系統(tǒng)可實現(xiàn)水平滑翔與垂直升降運動,在海洋監(jiān)測與軍事領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景.

以外科手術(shù)機器人,水下自航行器為典型對象,開展智能機器人設(shè)計理論,控制與導(dǎo)航技術(shù)研究,以及樣機建造與工程應(yīng)用等.承擔(dān)完成國家863計劃,中法國際合作項目,國家自然科學(xué)基金項目和天津市科技攻關(guān)項目等課題,研制成功"妙手"外科手術(shù)機器人系統(tǒng)等多種樣機和產(chǎn)品,獲省部級科技獎勵6項,在高水平學(xué)術(shù)刊物與會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇,申請或授權(quán)發(fā)明專利12項.

C,"妙手"顯微外科手術(shù)機器人系統(tǒng)

"妙手"系統(tǒng)采用主從遙控操作方式,包括主操作手(左手和右手),從操作手(左手和右手),圖象系統(tǒng),控制系統(tǒng),各種手術(shù)器械和其他輔助器械,從操作臂(從手)具有力檢測功能,主操作臂(主手)具有力感覺功能.系統(tǒng)可完成切割,夾持,縫合與打結(jié),特別是微細血管縫合等復(fù)雜手術(shù)操作.

④陶瓷精密加工

完成人:任成祖

以先進陶瓷,單晶硅,人工晶體為代表的硬脆材料在現(xiàn)代人類生活中正發(fā)揮著越來越重要的作用.本方向從20世紀80年代開始從事陶瓷發(fā)動機研制工作,先后承擔(dān)國家級研究課題12項,省部級課題15項,在硬脆材料加工理論,磨削理論,硬脆材料高效率加工技術(shù),精密及超精密加工技術(shù),硬脆材料制品開發(fā)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)等方面形成研究特色.獲部委級科技獎勵4項,200余篇,被SCI/EI收錄50余篇次.陶瓷球生產(chǎn)工藝已具備產(chǎn)業(yè)化能力.

(2)朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司技術(shù)力量簡介

朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司始建于2002年11月份,座落于朝陽市友誼大街1段59號,注冊資金50萬元,總資產(chǎn)1000萬元,占地面積4002㎡,建筑面積1700㎡.

公司現(xiàn)有高級職稱人員3人,中級職稱人員7人,初級職稱人員5人,技師5人.其中:韓景寬高級工程師是從中國石油部招聘的,該同志70年代,80年代先后從事過322型軍用雷達中的六種裝置設(shè)計;數(shù)控機床,鉆床,鏜銑床,加工中心,千噸油壓機的設(shè)計,90年代從事專利研發(fā)工作,曾設(shè)計出:農(nóng)用五聯(lián)機,農(nóng)家六用機,微型煙塵凈化四等產(chǎn)品,目前正在研發(fā)高節(jié)能節(jié)油設(shè)備和農(nóng)用多聯(lián)機等.該同志既有理論基礎(chǔ)又有充足實踐經(jīng)驗,對我企業(yè)的技術(shù)工作起到了保駕護航的作用.

(三)項目內(nèi)容

1,目標

(1)總目標

項目在2008年形成的年產(chǎn)2000臺HY系列液壓抽油機液壓系統(tǒng)的生產(chǎn)能力.

(2)階段目標

①在2006年8月31日前完成技術(shù)方案可行性分析和技術(shù)方案仿真.

②在2006年12月31日前完成3臺樣機試制.

③在2007年內(nèi)完成500臺HY系列液壓抽油機液壓系統(tǒng)的批量生產(chǎn).

④在2008年形成2000臺HY系列液壓抽油機液壓系統(tǒng)的生產(chǎn)能力.

2,主要工作任務(wù)分工和技術(shù)方案

(1)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

項目的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)主要是委托天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系對HY系列液壓抽油機液壓部分進行研發(fā)設(shè)計.

進度安排

①2006年5月15日—2006年6月30日技術(shù)方案的可行性分析.

②2006年7月1日—2006年8月31日技術(shù)方案的仿真.

③2006年9月1日—2006年10月31日在樣機設(shè)計與制造過程中提供對液壓抽油機液壓部分技術(shù)咨詢服務(wù).

④2006年11月1日—2006年12月31日樣機現(xiàn)場試驗過程中對液壓抽油機液壓部分進行技術(shù)咨詢.

(2)新產(chǎn)品試制

朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司在天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系專家的指導(dǎo)下,于2006年9月—2006年12月進行HY系列液壓抽油機液壓系統(tǒng)3臺樣機試制.

(3)技術(shù)方案

①液壓抽油機工作原理

液壓抽油機主要由電動機,液壓泵和蓄能器,液壓缸和控制器等組成.液壓抽油機的工作過程如下:

首次開機或長時間停機后開機起動時,控制器發(fā)出指令液壓泵啟動.

系統(tǒng)的周性工作過程:

上沖程:電動機帶動同軸的液壓泵工作,輸出的油液進入液壓缸推動缸桿向下運動,拉動抽油桿上沖程.其運動速度可以通過液壓泵的排量來實現(xiàn).

下沖程:當液壓缸向下運動碰到行程開關(guān)7時,液壓缸在抽油桿和地下泵重力勢能的作用下向下運動,使液壓缸中的油液向油箱排出.下降過程中抽油桿的速度,能根據(jù)抽油桿上的負載和油液的粘度來調(diào)節(jié)優(yōu)化,可以確保地下泵能在最佳工況下工作.速度調(diào)節(jié)是通過液壓缸卸載的排量來實現(xiàn).

②液壓抽油機的工作特點

這種液壓抽油機具有節(jié)能效果顯著,生產(chǎn)效率高,安全性好的特點.在技術(shù)性能上與機械式抽油機比較具有以下優(yōu)勢:

A,這種抽油機對下降勢能(位能)可充分地進行功率回收.因此,電動機的驅(qū)動功率可大幅度減少,與同等機械式抽油機比較,電動機的功率是機械式抽油機電動機功率的一半.同時,抽油機電動機始終處于最佳的運行狀態(tài).

B,與機械式抽油機相比具有優(yōu)良的工況適應(yīng)性,使原油泵具有較高的填充率,避免井下原油泵出現(xiàn)吸空現(xiàn)象.

C,在井下發(fā)生卡泵現(xiàn)象時,能自動地對井上及井下采油設(shè)備給以安全保護.當液壓缸未能在規(guī)定時間到達時,控制器發(fā)出訊號,停止泵的工作,使系統(tǒng)關(guān)閉.

D,本方案的抽油機可在-50—50℃環(huán)境溫度下正常運行.

E,調(diào)節(jié)方便,過渡平滑.

③項目產(chǎn)品的先進性,成熟性,節(jié)能性,環(huán)保性

國內(nèi)外對液壓抽油機的研究和生產(chǎn)廠家很多,但我們可以看到液壓抽油機在我國還沒有廣泛采用.原因是有的抽油機設(shè)計太復(fù)雜,油路太復(fù)雜,工作中,液壓件易出故障,難維修,價格高.

提出的HY系列液壓抽油機立足結(jié)構(gòu)簡單,實用耐用,成本低,易維修,節(jié)能性好等特點.

所采用的液壓設(shè)計方法,制造工藝都是很成熟的工藝,該公司與天津大學(xué)機械工程學(xué)院正在做HY系列液壓抽油機量產(chǎn)工藝研究.

由于替代傳統(tǒng)抽油機中的驅(qū)動系統(tǒng),節(jié)能是一定的,現(xiàn)在估計約節(jié)能40%.

設(shè)計,制造和使用過程不會對環(huán)境造成任何壞的影響.

④今后研發(fā)的液壓抽油機除具有現(xiàn)有抽油機所具有的大部分優(yōu)點外,還應(yīng)具有以下幾方面的特點:

A,高的可靠性.由于抽油機的工作環(huán)境條件相當嚴酷,而且在大多數(shù)時間是在無人管理的狀態(tài)下工作的,這樣就要求抽油機必須具有相當?shù)目煽啃?其易損件要少,且便于維修,以降低采油成本,提高油井的采油時率和采油經(jīng)濟性.

B,高的適應(yīng)性.隨著油田的不斷開發(fā),石油開采條件日益復(fù)雜化,這樣就要求新型液壓抽油機能夠適應(yīng)井況的不斷變化,且具有較大的使用范圍適應(yīng)油田不同井況的采油要求在現(xiàn)代技術(shù)條件下,應(yīng)盡可能地采用先進的機電液一體技術(shù)和智能化技術(shù),使抽油機能夠自動監(jiān)測井況,并能根據(jù)油井開采條件的變化自動調(diào)整其工作參數(shù).

C,相當?shù)南冗M性.在現(xiàn)代技術(shù)條件下,在進行新型液壓抽油機的研發(fā)過程中應(yīng)采用先進的現(xiàn)代設(shè)計方法和制造方法,在保護設(shè)備可靠性的前提下應(yīng)盡可能地擴展設(shè)備的功能,如沖程長度和沖程次數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整,平衡系統(tǒng)參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整,修井時的讓開井口甚至代替修井機或通井機進行油井的小修及檢泵作業(yè),自診斷和監(jiān)測功能,安全保護等.

⑤產(chǎn)品工藝流程

A,缸體活塞半成品加工

B,系統(tǒng)裝配

⑥主要設(shè)備選型

A,數(shù)控銑削加工中心

B,內(nèi)圓磨床

C,外圓磨床

D,液壓件測試設(shè)備

3,人才隊伍建設(shè)方案

(1)項目負責(zé)人及參加項目主要人員情況

朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司和天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系組成產(chǎn)學(xué)合作技術(shù)聯(lián)盟,組建項目建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組,成員如下:

組長:朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司總經(jīng)理呂廣久

副組長:天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系教授秦旭達

成員:朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司高級工程師呂廣海

朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司高級工程師韓景寬

天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系講師杜玉紅

天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系教授李修仁

天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系碩士生王金路

天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系碩士生張劍剛

(2)凝聚,培養(yǎng)技術(shù)人才隊伍方案

①朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司將從社會招聘液壓專業(yè)的工程技術(shù)人員4名,數(shù)控機床操作人員9名,熟練的金屬切削機床操作工人30名,鉗工及裝配鉗工20名.

②天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系將對朝陽弘源公司新招聘的員工進行崗前培訓(xùn).

③朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司的專業(yè)技術(shù)人員將有送往天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系進修機會

④朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司將對所有員工提供合理報酬,生產(chǎn)一線人員實行計件工資制,技術(shù)人員與管理人員工資與效益掛鉤.

(四)保障措施

1,項目的組織方式及效益分配

(1)組織方式

朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司和天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系組成產(chǎn)學(xué)合格技術(shù)聯(lián)盟,組建項目建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組,協(xié)調(diào)項目建設(shè).

(2)效益分配

項目建設(shè)的風(fēng)險由朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司承擔(dān).據(jù)測算,項目完成后,年產(chǎn)HY系列液壓抽油機液壓系統(tǒng)產(chǎn)品2000臺,實現(xiàn)銷售收入10000萬元,年上繳增值稅及附加400萬元.根據(jù)合同雙方將對HY系列液壓抽油機液壓系統(tǒng)產(chǎn)品的效益實行5:5分成(按年產(chǎn)2000臺估算,雙方將各得凈利潤300萬元左右).

2,經(jīng)費需求

(1)朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司2007年內(nèi)按建成年產(chǎn)2000臺HY系列液壓抽油機液壓系統(tǒng)項目,總投資4011.56萬元,其中固定資產(chǎn)投資2011.56萬元,流動資金2000萬元.

(2)天津大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程系所需經(jīng)費220萬元,由朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司提供.

(3)朝陽弘源重型設(shè)備制造有限公司2006年3臺樣機試制經(jīng)費284.55萬元.其中新增關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控銑削加工中心1臺,外圓磨床1臺,內(nèi)圓磨床1臺,計278萬元;原輔材料費3.55萬元,工藝研制費1萬元,其它費用2萬元,計6.55萬元.

3,資金來源

項目固定資產(chǎn)投資2011.56萬元,其中申請銀行貸款700萬元,申請遼寧省科技廳產(chǎn)學(xué)合作技術(shù)聯(lián)盟專項資金50萬元,自籌1261.56萬元,流動資金2000萬元,申請銀行貸款1400萬元,自籌600萬元.

合作研發(fā)HY系列液壓抽油機液壓系統(tǒng)工程可行性研究報告

朝陽市工程咨詢中心編制(2006)

研磨

熱處理

磨削

精車

檢驗

粗車

下料

缸體,活塞

液壓泵,閥

日本進口密封圈

電機

電控柜

液壓系統(tǒng)組裝

液壓油

試驗

成品