气平衡抽油机游梁与横梁轴承座螺栓联接优化设计

在对气平衡抽油机游梁与横梁轴承座螺栓联接进行受力分析的基础上，讨论了其联接的优化设计。以联接的综合面积最小为目标函数，以接合面不滑移、螺栓不拉断、接合面不压溃、轴承座不翻转及联接尺寸限制为约束条件，给出了联接的动态优化数学模型及求解方法。以ＣＹＪＱ１４－５－７３ＨＱ型气平衡抽油机为例作了具体设计计算，并给出优化设计结果。     

抽油机横梁轴承座与游梁联接螺栓的强度计算

常规型、异相型抽油机横梁轴承座与游梁联接螺栓是抽油机的关键联接件，其强度计算非常重要。现先推导出精确计算该件的受拉公式，然后利用计算机确定工作拉力动态曲线上的特殊点后，给出对其强度校核的方法。     

游梁式抽油机曲柄销所受扭矩分析

在分析游梁式抽油机连杆大头轴承座因装配不当而产生变形的基础上，用有限元法分析了轴承所受的径向力，得出了曲柄销上所受的扭矩。最后，以ＣＹＪ１０－３－５３ＨＢ游梁式抽油机曲柄销为例进行计算，得出当轴承座径向变形量为０．１ｍｍ时，曲柄销中相应产生的扭矩可达１．０８ｋＮ·ｍ。为消除这种不良影响，应考虑采用其他的联接方式，以避免装配时产生过大的装配应力。     

常规游梁式抽油机改造成异相型抽油机的实践

在对比分析常规游梁式抽油机与异相型抽油机结构参数的基础上，提出将CYJ12－4．2－73HB型常规游梁式抽油机改造成异相型抽油机的具体方案：将常规机的曲柄、曲柄销和连杆，用12型异相抽油机的曲柄、曲柄销和连杆替代，并将横梁与游梁连接的轴承座前移。这样改造既解决了在用常规机配件供应匮乏的问题，又可节约可观的设备购置资金。现场使用情况表明，改造成的异相型机运行平稳可靠，冲程增加7％，相应提高了油井产液量和采油时率，并具有一定的节能效果。     

CYJ型抽油机中轴承支承结构的改进

目前油田使用的CYJ12-4．2-53HB型和CYJ1O-3-53HB型抽油机，其中央轴承座的支承采用的是U形螺栓联接，结构如图1。抽油机在运转过程中，U形螺栓极易断裂，原因是U形螺栓受到交变的拉伸和剪切载荷共同作用；由于井口中心与游梁中心线并不在一条直线上，使游梁产生侧向力，     

游梁式抽油机驴头悬点投影偏差的分析研究

通过游梁式抽油机驴头悬点投影偏差对采油生产不利影响的分析，提出控制缩小悬点投影偏差的重要性。重点研究了中央轴承座连接方式、游梁驴头组成系的刚性以及环境温度变化等因素对驴头悬点投影偏差的影响，提出从抽油机设计、制造和油田安装、管理方面应采取的技术措施。     

B游梁抽油机的性能分析

将游梁式抽油机的游梁设计成具有弯曲尾游梁的结构,并在尾游梁上配置一定量的平衡块,同时改变尾轴承座的位置,通过特殊的游梁平衡和曲柄平衡的综合平衡作用,能够有效地减小抽油机净扭矩的峰值和谷值的绝对值,减缓抽油机输出扭矩的波动,并减小抽油机主要构件的受力,达到既节能又可靠的目的.     

草绘设计与三维建模——基于PRO/E的API系列抽油机模块化设计之二

根据API系列常规游梁式抽油机的结构特点 ,并结合我国抽油机的相关标准 ,详细论述了API系列常规抽油机的二维草绘设计的全过程 ;给出了驴头、游梁、支架、底座、曲柄平衡装置、胶带传动装置、刹车装置及刹车机构、电动机、连杆和横梁、钢丝绳和悬绳器、减速器、轴承座等部件的具体设计方案。在此基础上 ,采用“堆积木”法完成了 6 3种API系列常规抽油机的基本参数、四连杆机构的尺寸及其二维草绘结构、三维建模等的全部设计。     

气平衡抽油机游梁与横梁轴承座螺栓联接的安全性计算

对气平衡抽油机游梁与横梁轴承座螺栓联接的受力及螺栓受力作了分析。指出为保证该联接安全可靠,必须满足轴承座底面与游梁接合面间不滑移、螺栓不拉断、接合面不压溃及轴承座不翻转等条件。通过对失载工况下该螺栓联接的计算表明,螺栓被拉断的危险性很大,并讨论了提高该螺栓联接中螺栓强度的主要措施。     

抽油机滚筒机加工工装设计制作

塔架式抽油机滚筒结构较复杂,尺寸精度要求高,通过设计滚筒轴承座铣底面夹具及滚筒铣方孔工装,解决了因加工件外形不规则导致直接在机床上加工不易装卡、找正的问题。     

涡轮钻具推力球轴承组磨损试验及寿命预测

根据涡轮钻具推力球轴承组实际工作环境以及磨损失效形式,设计了磨损试验台架.通过对主轴转速、内外座圈相对位移、轴向载荷等数据的监测,综合测试轴承的工作性能.同时,开发了试验数据采集程序,实现对推力球轴承组采集数据的实时监测和存储,为推力球轴承组的寿命预测提供了依据.     

烟气轮机径向轴承的初步分析

在百余台YL型烟气轮机的设计中,径向轴承的设计和运行稳定性直接影响到烟气轮机的正常使用。文章针对烟气轮机径向轴承通常采用的四油叶固定瓦轴承使用中存在着油膜涡动的现象,并通过对典型的8000～10000kW烟气轮机后轴承的分析,提出了减小轴瓦间隙、减小轴瓦宽度和采用单转向的四油叶轴承等调整手段,但并没有从根本上解决轴承的稳定性问题。在兰州石化分公司33000kW特大型烟气轮机的设计中采用了可倾瓦径向轴承,通过计算分析和实际运行,证明可倾瓦轴承的稳定性明显优于固定瓦轴承。     

三层PE防腐传动线中防水轴承座的设计和应用

为了延长三层PE防腐生产线上喷淋房传动线辊轮的支撑轴承座及轴承的使用寿命,节约生产成本,设计了一种利用两套旋转轴“唇形”密封圈背靠背安装来密封的防水型轴承座。介绍了防水型轴承座的总体设计方案、确定了各附属部件的结构形式及其参数。多条三层PE防腐生产线上的使用结果表明,该防水型轴承座达到了设计要求,解决了现有问题。该种防水型轴承座已申请国家实用新型专利并获得授权,专利号为ZL201621275601.4。     

新型非密封滑动轴承牙轮钻头的试验研究

密封滑动轴承牙轮钻头的密封圈工作条件恶劣,极易损坏;密封圈占据了轴颈的一部分空间,使钻头承载能力减小,这些都降低了钻头的使用寿命。通过滑动轴承失效原因的分析,提出非密封滑动轴承牙轮钻头的轴承表面应采用硬度大、热稳定性好的材料,轴承摩擦副应采用硬-硬配对方式。经过对WC-Co类硬质合金材料力学性能和摩擦学性能分析,用新的轴承结构解决了硬质合金脆性问题,并研制出新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头。室内试验表明,硬质合金摩擦副具有良好的抗磨粒磨损能力,可用于牙轮钻头非密封滑动轴承的滑动表面。现场初步试验证明,新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头具有良好的应用前景,是发展高速滑动轴承牙轮钻头和小尺寸滑动轴承牙轮钻头的有效途径。     

金属波纹拱支座刚度对其稳定承载力的影响

金属拱型波纹屋顶结构属于冷弯薄壁构件，稳定问题是影响其承载能力的关键因素。以W666金属拱型波纹屋顶为研究对象，利用简化的计算模型，对18m和30m跨波纹拱，分别利用有限元分析程序SAP93进行计算，研究了波纹拱在不同跨度、不同支座形式下，不同外荷载对该结构受力性能及稳定承载力的影响。结果表明，相同状态下的结构稳定承载力，30m跨的低于18m跨的；支座形式对结构的稳定承载力影响很大，为保证结构安全可靠，在实际工程中应尽量采用固支或接近于固支的支座形式；波纹拱在半跨荷载作用时的结构稳定承载力低于全跨荷载作用时的结构稳定承载力。     

关于旋转驴头抽油机改进设计的建议

全国油田在用的各种型号旋转驴头抽油机总数已超过５００台,其中轻型机使用效果好,各项技术指标均达到设计要求。中型或重型机则出现前连杆断裂、前连杆轴承座损坏、前连杆轴承座联接螺栓疲劳破坏或被剪断、连接板四周焊缝被撕裂等现象。针对这些问题,提出中型或重型机结构改进设计的建议：１．将两副前连杆轴承座合二为一,采用双列调心滚子轴承,使其具有微调功能;２．在转轴与前连杆之间增设一前横梁,分别与前连杆用销轴联接,与转轴用轴架固定;３．前连杆轴承座的联接螺栓由原Ｍ２４改为Ｍ３０～Ｍ３６,以提高其强度;４．前连杆轴承座的联接板由原设计厚度δ＝１２～１６ｍｍ钢板改为δ＝２０～２５ｍｍ钢板,以提高其刚度。     

抽油泵固定阀组阀球座密封锥角优选

抽油泵固定阀组是影响整个抽油泵容积效率的重要因素之一,其中固定阀组阀球座密封锥角度数的选取是一个主要因素。以某抽油泵固定阀组流道模型为例,运用CFD软件对其进行不同锥角参数的对比分析,得出60°锥角模型在整个阀球坐回的过程中受到的流体轴向力较90和75°模型更大的结论。因此,60°锥角模型的阀球能更快地坐入阀球座,减少从阀球与阀球座间隙的流体漏失量,进而提高泵的容积效率。     

深抽杆式泵的改进设计与应用

随着塔河油田的不断开发,地层能量逐年下降,深抽杆式泵因其下深深被广泛应用于塔河油田,而常规深抽杆式泵频发的凡尔漏失、解封困难、泵座易损伤及卡泵率高等问题,严重影响油井生产,增加修井费用。针对以上问题,结合深抽杆式泵结构、材质及工作原理,通过优化改进杆式泵的结构,提升阀副材质,研制出了易解封防漏防卡深抽杆式泵,该泵将坐封面倒角由60°改为45°,使杆式泵解封更容易;泵座钢圈加高由24上升到34mm,间隙配合改为过盈配合,降低坐封、解封时泵座钢圈破损风险;单固定阀改为双固定阀,降低固定阀漏失的风险;软密封由后置型改为前置型,避免出现软密封经过泵座被剪切后掉落,因抽汲作用进入泵筒,卡于阀座处,导致阀漏失;泵出液口由斜口改为直口,扩大沉砂空间,降低泵上部油管异物沉降进入泵筒造成的卡泵风险;游动阀罩斜面角度由15°上升到45°,增大解封杆式泵时接触面轴向分力,降低卡泵风险;改进解封接头材质,采用不锈钢材质,使二者硬度接近,避免低硬度材质发生形变。该改进泵目前已在塔河油田应用68井次,降低了杆式泵油井的故障率,延长了检泵周期,具有很高的推广价值。     

轴瓦弹性变形对水润滑轴承承载性能的影响

利用ANSYS有限元软件的流固耦合（Fluid-Structure Interaction,FSI）方法对计入弹性变性后水润滑轴承的承载力进行计算,并且与不计入弹性变形时的情况进行对比,具体分析在不同偏心率和转速条件下轴瓦弹性变形对轴承承载力的影响范围。在轴瓦材料弹性模量优先取值为1 000 MPa的情况下,当转速超过1 000 r/min、偏心率≥0.8时,弹性变形对轴承承载力的影响急剧增大。通过计算和对比分析得到的结果不仅为水润滑轴承承载性能的研究提供技术参考,而且为水润滑轴承轴瓦材料的选择和水润滑轴承的结构设计提供依据。