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随着勘探和钻井技术的日臻成熟,针对建设用地供需矛盾日益突出、钻井费用不断飙升等情况,占地面积少、利用效率高的丛式井组得到了快速的发展。为最大限度地满足丛式井采油工艺需要、节约电力消耗、提高采油效率、延长抽油机和采油系统的使用寿命,充分利用丛式井的井距较近的特点,研制一套同时驱动多口油井的丛式井集中驱动抽油装置具有重要的理论意义和实用价值。本文通过对曲柄滑块和曲柄摇杆机构的运动特性对比,确定了牛头刨式六杆机构为丛式井集中驱动抽油装置的执行机构,在对其几何参数进行分析和评价的基础上完成了参数优化。主要内容如下:(1)根据“一机多井”工况要求,结合悬点载荷、井距、修井作业、井场管束分布、杆泵参数及井口装置等实际情况,将游梁式抽油机、滑轮组、柔绳等优势组合在一起,利用解析法分析了曲柄滑块和曲柄摇杆机构的运动特性,确定了牛头刨式六杆机构为丛式井集中驱动抽油装置的执行机构,并详细计算了该机构各运动副的位移、速度及加速度等运动参数和各构件的力学特性;(2)基于ADAMS软件建立了驱动装置各运动副和杆件的几何模型和系统仿真模型,并完成了系统运动驱动的添加,通过仿真分析和解析计算中得到的位移线图、速度线图及加速度线图等运动特性的对比分析,验证了牛头刨式丛式井驱动装置机构组成和运动合理性;(3)以减小滑块速度最大值、降低悬点加速度为优化目标,各构件长度为设计变量,基于ADAMS开展了集中驱动装置参数优化设计,最终确定了曲柄、连杆和摇杆的最佳长度,为系统结构优化奠定了基础。本文基于“多口油井共用一台抽油机进行生产”的构思,完成了牛头刨式集中驱动装置总体方案设计、机构运动特性分析和参数优化,为我国石油工业丛式井开发生产提供一种高效节能的新型采油方式。