游梁式抽油机的节能研究

平衡问题是影响游梁式抽油机效率的一个重要因素.安装曲柄平衡块和在游梁后端添加配重箱都是改善抽油机平衡性的适用措施.使用pore三维制图软件绘制所要研究的游梁式抽油机的实体模型,并将模型导入到adams软件中,应用虚拟样机技术对进行动力学仿真.仿真结果表明,当平衡块或配重箱的质量大小合适情况下,会使曲柄扭矩减小.利用adams后处理模块中的优化功能对抽油机进行优化,得出当平衡决和配重箱同时作用时,曲柄扭矩得到最小值时的最佳的质量大小.最终得出了能提高抽油机节能效果的最佳的方案.     

游梁式抽油机自动调平衡机构设计与分析

在油井生产过程中为提高游梁式抽油机采油效率、降低能耗,需要对抽油机的平衡状态进行定期检查并及时调整。针对现有游梁式抽油机机械调平衡方案存在的丝杠承受载荷大、润滑条件差、易卡砂、结蜡、腐蚀,等缺点,提出一种新的机械自平衡机构。设计了关键的锁紧机构,建立了锁紧机构的拉格朗日运动微分方程;该机构利用平衡块自身重力驱动,通过平衡检测装置控制电磁铁实现机构的解锁、落锁功能,达到自动调整游梁式抽游机平衡的目的。抽油机调平衡机构的研究对改善现有抽油机动平衡,节能降耗,增加使用寿命具有重大意义。     

CYJQ前置型游梁式抽油机平衡技术探讨

计算石油开平抽油机平衡重调节方法很多,真正判断游梁抽油机平衡的标准应是功率平衡,即抽油机运行过程中,下冲程内电动机平均功率与上冲程内电动机平均功率相等。简便的CYJQ前置型游梁式抽油机平衡的计算方法,推导出平衡重调节的简易公式,为CYJQ前置型游梁式抽油机在井场正常工作和日常管理提供参考。     

常规型游梁式抽油机二次平衡问题的研究

本文提出一种常规型游梁式抽油机的平衡节能新方法“二次平衡法”,并进行了相应的理论分析与优化计算,还提出了一种“二次平衡”法的具体实施方案。试算表明,采用这种方法,节能效果在25％以上,比现有常规型游梁式抽油机改造为偏置相位抽油机其节能效果为13％有较大幅度提高。     

多功能抽油机节能控制器的研发

多功能抽油机节能控制装置是集抽油机电机节能、间歇性采油、抽油机变矩平衡节能于一体的抽油机综合节能装置.该装置不仅节能效果好、增加油井的产量,同时能实时地获得泵的"示功图",及时地了解井下工况,便于故障诊断和油井管理.该多功能抽油机节能控制装置是目前油田最有效、最先进的抽油机节能装置,是其它以往抽油机节能装置的替代品.     

基于功率曲线法的游梁式抽油机曲柄平衡调整模型

近些年,游梁式抽油机电机功率测试越来越普及,如何利用功率曲线数据信息指导抽油机节能运行变得更加重要。以抽油机平衡准则为基础,开展了利用功率曲线数据进行曲柄平衡抽油机调平衡方法的研究。研究中,结合生产现场实际情况,利用电动机功率与传到曲柄轴上的扭矩的关系,建立了曲柄平衡块位置改变量与电机输出功率改变量的关系,依据不同的抽油机平衡准则,分别建立了峰值功率法曲柄平衡块调整量计算模型和均方根功率法曲柄平衡块调整量计算模型。计算表明,与平均功率法和峰值功率法相比,均方根功率法能耗最小,有利于进一步挖掘抽油机节能潜力。     

异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计

目前,游梁式抽油机在我国全部在用的抽油机中占了大部分比例。其中异相型抽油机所增加的极位夹角和平衡相位角会大大地降低抽油机作业能耗。在分析异相型游梁式抽油机节能原理的基础上,对其结构设计的主要步骤进行了介绍,而其中最重要的就是四连杆机构的尺寸设计。     

CYJW游梁式抽油机平衡计算

通过对CYJW9-3-37HY游梁式抽油机进行运动特性分析、动力特性分析以及扭矩分析,基于游梁式抽油机平衡原理(下冲程中需要储存的能量为悬点在上、下冲程中所作功之和的一半),以游梁平衡重静载等效为悬点的载荷为平衡计算方法,推导出了CYJW9-3-37HY游梁式抽油机曲柄轴净扭矩计算公式。此计算方法相对简单方便,提供了一种抽油机平衡计算的新思路,为抽油机的平衡计算提供借鉴。     

新型双变径天轮式抽油机的设计

利用机构选型中的组合原理设计了一种新型天轮式长冲程抽油机。该新型抽油机由曲柄摇杆机构与双变径增程天轮机构组成 ,可以通过对现有的游梁式抽油机进行改造而制得。按照逐步优化设计思想 ,对该抽油机主参数进行了多目标优化设计和动态静力分析。现场试验和理论分析表明 ,该抽油机具有节能、结构紧凑、曲柄扭矩峰值较低、负扭矩小、扭矩变化平缓等优点。用该机构作为主机构的抽油机 ,其减速箱扭矩具有与双驴头抽油机类似的特性。与常规抽油机相比 ,其扭矩可以下降 10 %～ 15 % ,平衡效果好 ,平衡力矩有较大幅度降低。该机采用双变径天轮 ,提高了整机的动力性能 ;采用导向轮让位方式 ,改善了柔性件和支架的受力。由于该机选用了柔性件传动 ,在设计时必须考虑提高柔性件的寿命     

游梁式抽油机工作系统计算机仿真分析

针对游梁式抽油机占据着有杆泵采油地面设备的主导地位,但其能耗高一直制约着石油工业的发展的实际,开展了优化游梁式抽油机结构、对游梁式抽油机进行节能改造的研究,成功实现了对游梁式抽油机工作系统的仿真分析。利用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK,对游梁式抽油机的3个系统模块,包括原动机、减速器与抽油机主体分别进行建模,进而建立了曲柄平衡游梁式抽油机系统的计算机仿真模型。通过实例的仿真结果与实测数据的对比分析,验证了仿真模型的正确性和合理性,为抽油机节能改造提供了理论依据及实验研究模型。     

抽油机井参数优化的粒计算方法

针对油气生产中的抽油机井参数优化问题，开展了一种基于抽油机井生产调控、维护措施数据的抽油机井生产参数优化的粒计算方法研究，研究中采用了粒计算、代价敏感粗糙集及推荐系统等机器学习方法。首先，利用决策树建立基于时间、空间及业务层次等抽油机井数据的多粒度融合模型；然后，利用代价敏感粗糙集定义与抽油机井业务相适应的代价敏感评价模型；最后，在代价约束条件下，设计基于域感知因子分解机的抽油机井生产核心参数及维护措施推荐模型。在实际的油气生产数据上进行不同粒度的对比实验，可以发现由粗粒度到细粒度调整抽油机井的生产参数，其生产核心参数优化的推荐准确度先是逐渐增加，后逐渐下降。说明在参数优化中，需要进行合适的粒度选择。     

基于GM-ELM的有杆泵抽油井故障诊断

为了解决有杆泵抽油井故障诊断问题,提出了基于灰度矩阵极限学习机(gray matrix-extreme learning machine,GM-ELM)故障诊断方法.首先用灰度矩阵对有杆泵抽油井进行故障特征提取;然后用数理统计的方法建立灰度矩阵的特征向量,将故障特征向量作为故障诊断模型的输入值;最后建立GM-ELM模型对有杆泵抽油井故障进行诊断.仿真结果表明该方法与GRNN(general regression neural network)方法、LS-SVM(least squares support vector machine)方法、BPNN(back propagation neural network)方法相比具有更高的故障诊断准确率.     

采油控制系统神经网络建模和优化算法设计

油田抽油机普遍存在抽取能力大于油井实际负荷的问题,产生泵空或空捞现象,其结果增加了无效行程,浪费了大量电能,同时也增加了抽油设备的维护费用。针对这一问题,提出结合BP(Back Propagation)神经网络和遗传算法的采油控制系统。为了克服常规BP神经网络容易陷入局部极小和收敛速度慢的缺点,采用改进的非线性同伦BP神经网络进行采油模型辨识,并用遗传算法优化停机时间。在保证采油量的前提下,采油控制系统的节电率达25%以上,并可延长抽油机寿命30%左右,实现了抽油机采油的智能控制,经济效益十分显著。     

具有负载自适应功能的游梁式抽油机矢量控制系统

 为了减少抽油机的能耗,降低采油成本,提高系统效率,本文提出将电动机矢量控制技术应用于抽油机中,并使用模糊PID控制器使异步电动机的工作特性与游梁式抽油机载荷的变动特性相匹配.矢量控制方法实现了电动机的磁链和转矩解耦、抽油机的曲柄扭矩计算和等效力学模型确定的控制系统输入,而载荷传感器作为负载反馈,则可以根据负载控制电动机的电磁转矩电流.在抽油机运行过程中,矢量控制系统实时进行负载自适应控制,可提高电动机功率因数,降低无功功率.对具有负载自适应功能的游梁式抽油机矢量控制系统在长庆油田进行了现场试验,试验结果表明该控制系统能够实时、动态自动调整电机的转矩电流,使电机的输出转矩与抽油机的负载特性相匹配,提高了抽油机系统效率,达到节能降耗的目的.     

修井机底座改造设计计算及结构应力测试

由于修井机底座的底部为四圈封闭的框架结构,在修井作业时无法避让抽油机基础,必须拆除基础后才能进行大修作业。为免去拆除基础的工作量和费用,根据现场需要对ZT135修井机底座进行了改造设计计算及结构应力测试。底座属于空间钢结构,在设计上采用安全系数法。根据安全系数计算出材料的许用应力。通过应用有限元分析软件对改造后的结构进行仿真分析,根据计算结果调整各构件的尺寸及相关结构,使结构的最大应力小于许用应力,满足结构强度要求。采用应力测试的方法对改造设计后的底座承载能力进行测试,确定改造后结构是安全的,说明对修井机底座的改造设计是可行的。     

采油螺杆泵磨损机理试验性研究

现今油田螺杆泵抽油井普遍采用的是单螺杆泵进行采油作业,针对螺杆泵转子与定子橡胶间的磨损问题,本文模拟GLB120-27型采油单螺杆泵螺杆-衬套副进行磨损试验研究,利用变频器改造MPX—2000型磨损试验机的参数及设计进行磨损试验的夹具,查阅相关文献并结合现场实际工况确定试验方案及试验参数,通过试验结果分析摩擦系数和磨损量与速度、载荷、环境介质之间的规律,为分析螺杆泵橡胶衬套磨损机理提供依据。     

智能抽油机节能控制器的研制

设计了一种新型智能抽油机节能控制器，通过检测电机的功率因数间接判断井下供液能力的大小。本控制器可以延长低产油井的开采寿命，减少各机械部件的磨损，有效降低用电成本。     

基于模糊算法的排涝站水泵优化运行控制研究

针对排涝站所处内河外江的水位涨落情况以及排涝泵机组的结构特点,对水泵机组进行了运行测试及研究,提出了采用模糊控制算法来确定投入水泵台数及电机运行模式的方案.设计出相应的模糊控制器并进行了仿真,并给出了用PLC来实现模糊优化控制方法.     

固体火箭旋喷洗井器洗井效果分析

为了满足现代高技术战争的需要,提高我军给水部队的快速保障能力,设计出一种新型、高效洗井器.它采用固体火箭发动机作为气体发生器,以射流、振荡和气举等作用为洗井原理,通过洗井前后抽水试验实测数据对固体火箭洗井方法进行了评估.并与空压机洗井、活塞洗井和二氧化碳洗井等多种洗井方法进行了综合比较.试验证明,旋喷式固体火箭洗井器不仅轻便、快捷、高效,而且对丰富洗井理论,提高我军给水保障部队的效率有着重要的现实意义.