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。     

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。     

异相型游梁式曲柄平衡抽油机节能浅析

从结构特点上对异相型游梁曲柄平衡抽油机(简称异相型抽油机)和常规型游梁曲柄抽油机(简称常规型抽油机)作了对比,进行了简要分析,指出异相型抽油机通过改善抽油机的平衡状态,使平衡扭矩更有效地起到均衡扭矩的作用,使得净扭矩曲线峰值减小,曲线趋于平缓,使电动机的负载状况得到改善,从而达到节能的目的。     

抽油机可调相位角平衡装置的设计

介绍了一种用于游梁式抽油机的可调相应角平衡装置。该平衡装置是在曲柄平衡基础上添加一可移动的附加平衡块,通过改变该平衡块的位置,实现对相位角的调节。该平衡装置既适用于异相曲柄平衡抽油机,也适用于改造型节能抽油机。文中推导并建立了最佳平衡参数和调节平衡的计算公式。计算实例表明,安装该平衡装置后节能效果为7％左右。     

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     

游梁式抽油机传动系统的扭转振动与传动效率

以游梁式抽油机皮带减速箱传动系统为研究对象,综合考虑皮带与减速箱传动系统的弹性,建立游梁式抽油机皮带减速箱传动系统有阻尼多自由度扭转受迫振动的力学与数学模型及各振动元件参数的计算模型;以传动系统扭转振动仿真结果为基础,建立皮带减速箱及皮带瞬时传动效率的仿真模型。分析影响皮带减速箱传动效率的因素。仿真结果表明:传动系统的扭转振动对系统的运动规律与动态参数有显著影响;系统瞬时传动效率并非常数,受曲柄扭矩影响较大,特别是在正负扭矩换向点附近瞬时效率显著降低;传动系统的扭转振动降低了皮带减速箱的传动效率。皮带减速箱平均传动效率的仿真结果为70%~82%,与实际测试结果吻合。     

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。     

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。     

CYJY14-4.8-73HF/B型异相游梁抽油机后配重的改造

为了提高抽油机的生产效率及稳定性，对CYJY14．4．8—73HF／B型异相游梁抽油机后配重进行了改进。改进内容包括：保证游梁后配重转矩不发生变化的情况下，减少后配重质量；改后配重由螺栓连接和焊接结构为单一焊接结构；改后配重与游梁连接由四销固定式连接为单轴挂靠式连接。     

Matlab/Simulink在抽油机动力学分析中的应用

介绍了MATLAB/Simulink 软件包的特点,利用Simulink中的SimMechanics 模块建立了抽油机的机械模型.针对某型号抽油机,建立了曲柄扭矩平衡的数学模型,并利用MATLAB/Simulink对抽油机进行仿真研究.研究结果表明,利用Simulink包对抽油机系统进行仿真研究,建模简便快捷,可以动态修改参数,可视性强,这对抽油机的设计、优化以及新型节能抽油机的开发都有很大帮助.