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[摘 要]新型链条式抽油机在具有保证节能效果和长使用寿命的基础上，保留了长冲程无游梁式抽油机的其他优点。本文主要阐述了这种新型链式抽油机的基本结构、工作原理、主要技术参数以及技术要点，并对其关键件进行载荷及强度计算和分析。
[关键词]抽油机；节能；使用寿命；链条；链式机
中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0053-01
资料显示，抽油机的问题主要集中在抽油机的节能效果和使用寿命上，这两个问题一直没有得到很好的解决。实测结果表明，我国在用的采油系统常规游梁式占91%，系统的总效率平均不超过20%。在这种情况下，各种节能型抽油机应运而生，其代表之一就是链条式抽油机，并经实践证明其节能效果比较显著。链条式抽油机在节能方面优势较为明显，但存在使用寿命低等缺点。近年来，工程技术人员对链条式抽油机也进行了一系列的改进，并取得了一定的成绩，在保证其节能优势的同时，系统的经济性和使用维护及局部系统的可靠性等方面有了较大改善。然而，一直以来，链条式抽油机也没有突破利用链条上特殊链节传递动力的传统方式，因此，传统链式机的有些缺点不能从根本上给予消除。
为从根本上降低链条式抽油机的故障率，提高其使用寿命，我们在保证其节能优势的前提下，针对链式机现况提出了许多解决方案，设计出了一种新型链条式往复抽油机。
1.基本结构
新型链条往复抽油机的结构示意图如图1所示。
01--动链轮 02--套筒滚子链 03--平衡重 04--光杆 05--悬绳器 06--钢丝绳组 07--天轮装置 08--从动链轮 09--机架 10--导轨 11--减速箱 12--电动机
2.工作原理
新型链条往复抽油机的工作原理是：能实现频繁正反转的开关磁阻调速电动机通过减速箱减速后驱动主动链轮，带动主动链轮和从动链轮之间的套筒滚子链上下运动，同时链条带动平衡重沿机架导轨作垂直运动。绕在天轮装置上的钢丝绳组一端连接在平衡重的上部，另一端与旋绳器相连，平衡重的垂直往返运动，通过钢丝绳组和旋绳器带动光杆、抽油杆和深井泵实现抽汲任务。
3.主要技术参数
（1）.额定悬点载荷：120 kN；
（2）.最大冲程：6 m；
（3）.最大冲次：3.25 min-1；
（4）.电动机型号：SRM225M-1000；电动机功率：30 kW；
（5）.传动链条规格：特制套筒滚子链；节距：103.4 mm；极限抗拉强度：700 kN；
4.技术要点
4.1采用开关磁阻调速电动机
开关磁阻调速电动机主要性能特点是：适用于频繁起动及正反转的机械，能实现正转、反转、电动、制动四象限工作；起动转矩为额定转矩的150 %，而起动电流仅为额定电流的30 %；系统效率高，其效率一般比变频调速高5～15%，在整个宽广的调速范围内保持高效率运行，功率因素达到0.95以上。
由于選用的开关磁阻调速电动机能实现正反转，因此在此链条往复抽油机中省去了原链式机中用以传递动力，载荷比较集中而最易产生故障的特殊链节及相关机构，因此整个传动机构的不平衡现象完全消除，工作更加可靠。
4.2采用特制套筒滚子链
此抽油机可靠性在很大程度上就依赖于传动链条。我们采用特制套筒滚子链，确保链式抽油机的优势能得充分发挥。根据抽油机在运动中中心距较大、平均传动比要求准确等特点，我们借鉴弯板滚子传动链的结构型式，对其有针对性地做了改动，设计出更适合于抽油机工况的特制链条，并已递交专利申请。
5.关键件载荷及强度计算和分析
作为新型链条往复抽油机上的主要传动件套筒滚子链，有必要对其进行载荷及强度计算和分析，以确保抽油机运转的可靠性。此抽油机链传动中紧边受的最大工作拉力为：Fmax =46431.7N；链板孔部截面的平均拉应力为：σ=455MPa。
对链条整体进行分开研究，主要针对外链板与销轴、内链板与套筒组成的结构进行有限元分析。有限元模型建立之后，采用COSMOSWORKS模块对其进行计算，并进行数据处理及图形显示，可以得到应力应变图如下（以外链板与销轴为例）：
由图2可以看出，应力最大的位置发生在外链板与销轴的横截面上，应力最大位置均在板孔部边缘区域。销轴受载后均既有弯曲变形又有剪切变形，且最大剪切变形的位置均发生在外链板与销轴的间隙处，其芯部处应变最大。因此，针对链条的应力分布和变形情况，可采取一定措施改善应力集中和塑性变形。如对其进行喷丸处理、热处理、预拉处理等等。
6.结束语
新型链条往复抽油机在具有保证节能效果和长使用寿命的优势的基础上，依然保留了长冲程无游梁式抽油机的其他优点，如可以减少抽油泵的机械磨损；抽油机的动载荷和振动载荷均较小；运转平稳，噪音和振动均较小；减小了疲劳应力；具有较高的适应性能，等等。
参考文献
[1]陈业生.新型节能抽油机研制[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2002.
[2]王守民.油田在役常规游梁式抽油机的增程与节能改造研究[D].杭州：浙江大学，2001.
[关键词]抽油机；节能；使用寿命；链条；链式机
中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0053-01
资料显示，抽油机的问题主要集中在抽油机的节能效果和使用寿命上，这两个问题一直没有得到很好的解决。实测结果表明，我国在用的采油系统常规游梁式占91%，系统的总效率平均不超过20%。在这种情况下，各种节能型抽油机应运而生，其代表之一就是链条式抽油机，并经实践证明其节能效果比较显著。链条式抽油机在节能方面优势较为明显，但存在使用寿命低等缺点。近年来，工程技术人员对链条式抽油机也进行了一系列的改进，并取得了一定的成绩，在保证其节能优势的同时，系统的经济性和使用维护及局部系统的可靠性等方面有了较大改善。然而，一直以来，链条式抽油机也没有突破利用链条上特殊链节传递动力的传统方式，因此，传统链式机的有些缺点不能从根本上给予消除。
为从根本上降低链条式抽油机的故障率，提高其使用寿命，我们在保证其节能优势的前提下，针对链式机现况提出了许多解决方案，设计出了一种新型链条式往复抽油机。
1.基本结构
新型链条往复抽油机的结构示意图如图1所示。
01--动链轮 02--套筒滚子链 03--平衡重 04--光杆 05--悬绳器 06--钢丝绳组 07--天轮装置 08--从动链轮 09--机架 10--导轨 11--减速箱 12--电动机
2.工作原理
新型链条往复抽油机的工作原理是：能实现频繁正反转的开关磁阻调速电动机通过减速箱减速后驱动主动链轮，带动主动链轮和从动链轮之间的套筒滚子链上下运动，同时链条带动平衡重沿机架导轨作垂直运动。绕在天轮装置上的钢丝绳组一端连接在平衡重的上部，另一端与旋绳器相连，平衡重的垂直往返运动，通过钢丝绳组和旋绳器带动光杆、抽油杆和深井泵实现抽汲任务。
3.主要技术参数
（1）.额定悬点载荷：120 kN；
（2）.最大冲程：6 m；
（3）.最大冲次：3.25 min-1；
（4）.电动机型号：SRM225M-1000；电动机功率：30 kW；
（5）.传动链条规格：特制套筒滚子链；节距：103.4 mm；极限抗拉强度：700 kN；
4.技术要点
4.1采用开关磁阻调速电动机
开关磁阻调速电动机主要性能特点是：适用于频繁起动及正反转的机械，能实现正转、反转、电动、制动四象限工作；起动转矩为额定转矩的150 %，而起动电流仅为额定电流的30 %；系统效率高，其效率一般比变频调速高5～15%，在整个宽广的调速范围内保持高效率运行，功率因素达到0.95以上。
由于選用的开关磁阻调速电动机能实现正反转，因此在此链条往复抽油机中省去了原链式机中用以传递动力，载荷比较集中而最易产生故障的特殊链节及相关机构，因此整个传动机构的不平衡现象完全消除，工作更加可靠。
4.2采用特制套筒滚子链
此抽油机可靠性在很大程度上就依赖于传动链条。我们采用特制套筒滚子链，确保链式抽油机的优势能得充分发挥。根据抽油机在运动中中心距较大、平均传动比要求准确等特点，我们借鉴弯板滚子传动链的结构型式，对其有针对性地做了改动，设计出更适合于抽油机工况的特制链条，并已递交专利申请。
5.关键件载荷及强度计算和分析
作为新型链条往复抽油机上的主要传动件套筒滚子链，有必要对其进行载荷及强度计算和分析，以确保抽油机运转的可靠性。此抽油机链传动中紧边受的最大工作拉力为：Fmax =46431.7N；链板孔部截面的平均拉应力为：σ=455MPa。
对链条整体进行分开研究，主要针对外链板与销轴、内链板与套筒组成的结构进行有限元分析。有限元模型建立之后，采用COSMOSWORKS模块对其进行计算，并进行数据处理及图形显示，可以得到应力应变图如下（以外链板与销轴为例）：
由图2可以看出，应力最大的位置发生在外链板与销轴的横截面上，应力最大位置均在板孔部边缘区域。销轴受载后均既有弯曲变形又有剪切变形，且最大剪切变形的位置均发生在外链板与销轴的间隙处，其芯部处应变最大。因此，针对链条的应力分布和变形情况，可采取一定措施改善应力集中和塑性变形。如对其进行喷丸处理、热处理、预拉处理等等。
6.结束语
新型链条往复抽油机在具有保证节能效果和长使用寿命的优势的基础上，依然保留了长冲程无游梁式抽油机的其他优点，如可以减少抽油泵的机械磨损；抽油机的动载荷和振动载荷均较小；运转平稳，噪音和振动均较小；减小了疲劳应力；具有较高的适应性能，等等。
参考文献
[1]陈业生.新型节能抽油机研制[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2002.
[2]王守民.油田在役常规游梁式抽油机的增程与节能改造研究[D].杭州：浙江大学，2001.