游梁式抽油机运行过程优化控制扭矩测试分析

为了验证游梁式抽油机优化控制技术在抽油机上的应用效果,在大庆油田采油工程技术研究院的标准井上,通过贴应变片的方法,分别测定在常规工频和优化运行状态下抽油机3轴(电机轴、减速器输入轴和输出轴)扭矩的变化情况,并进行对比分析。分析结果表明,游梁式抽油机采用运行过程优化控制技术能够明显降低电机轴、减速器输入轴和输出轴的扭矩,且电机轴的扭矩降幅最大,减速器输入轴的扭矩降幅次之,减速器输出轴扭矩降幅最小;不同平衡率下,电机轴扭矩、减速器输入轴和输出轴扭矩峰值降低的幅度也不同;在300、600和800 m 3种动液面下,电机轴和减速器输出轴的扭矩交变幅度都降低,降低比例为36.8%～64.1%。     

异相平衡式抽油机各杆件几何尺寸的优化设计

本文提出了以抽油机减速器输出轴的实际输出扭矩瞬时值的均方根作为抽油机各杆件几何尺寸的优化设计目标函数的看法,并对目标函数中的变量进行了讨论。同时对CYJ10型抽油机进行了优化设计。优化结果表明;优化后的异相平衡式抽油机减速器的实际最大扭矩比同型号的常规型抽油机降低50％,比API标准中的TM320—213—120抽油机降低21％。     

动态模拟技术在抽油机设计中的应用

抽油机的悬点载荷和减速器输出轴扭矩是反映其性能的重要工作参数 ,也是油井诊断和抽油机设计、选型的主要依据。在抽油机设计、选型中 ,悬点载荷和减速器输出轴扭矩必须通过计算来预测。传统的计算方法是运用经验公式计算。该方法简便易行 ,但有 2个主要缺点 :其一 ,没有考虑不同类型抽油机几何关系的影响。此外还有一些假定条件 ,因而使用有很大的局限性 ,误差比较大 ;其二 ,经验公式只计算悬点载荷和减速器输出轴扭矩的最大值和最小值 ,不能够计算出最大值和最小值发生的位置 ,更不能计算任意位置的驴头悬点载荷和减速器输出轴扭矩 ,因而…     

自控加载装置在抽油机性能测试中的应用

介绍了采用微机控制的抽油机加载装置在抽油机减速器输出轴(曲柄轴)扭矩、抽油机主要部件动态应力、超高转差电动机工况参数测试中的应用。这种装置加载方便,调节灵活,加载精度高,能够真实模拟各种油井工况的载荷。     

双驴头抽油机优化设计

后驴头轮廓曲线的形状是双驴头抽油机设计的关键。对后驴头轮廓曲线为偏心圆弧的双驴头抽油机运动规律作了进一步探讨，用矢量法建立了机构运动分析和动力分析的数学模型，且以上冲程扭矩因数峰值最小作为优化设计的目标函数，用优化理论中的复合形法进行优化计算，得到最优设计结果。计算实例表明，YCYJ14－5－53HB双驴头抽油机在最大冲程和最高冲次时，加速度和扭矩因数峰值比较小，减速器输出轴净扭矩波动不大，消除了负扭矩。     

螺旋凸轮式抽油机机构优化设计与性能仿真

开采低产井时,由于常规游梁式抽油机冲次偏高,无法满足低产井对低冲次的要求,导致大部分油井供液不足,甚至抽空。这不仅加大了油井的功率消耗,而且加剧了抽油机和井下杆管泵的磨损。鉴于此,设计了一种新型螺旋凸轮式抽油机。该抽油机采用螺旋凸轮作为换向机构,采用大传动比的摆线针轮减速器作为减速机构,具有体积小、质量轻、传动效率高、易于实现低冲次等优点。仿真结果表明,与常规游梁式抽油机相比,该抽油机减速器输出轴扭矩波动小,基本消除了负扭矩,电动机输入功率下降48.65%。     

正扭矩节能抽油机动力特性模型及仿真优化

在保留常规游梁抽油机优点的基础上,完全消除抽油机减速器轴负扭矩,设计了新型正扭矩节能抽油机。介绍了正扭矩抽油机的节能原理,即采用二次平衡系统对扭矩曲线进行调整,实现净扭矩为正值;应用CAD与ADAMS软件建立新型抽油机模型,进行动态仿真,从理论上证明该新型节能抽油机可以完全消除负扭矩,提高抽油机系统效率,达到了节能的目的。     

CYJQ10—3．6—37HXP悬挂偏置游梁复合平衡抽油机

针对江苏油田小断块、低渗透率油井采油工艺要求，研制了CYJQ10－3．6－．36HXP悬挂偏置游梁复合平衡抽油机。这种新型抽油机吸取了气平衡前置式和双驴头抽油机的节能优点，采用悬挂偏置游梁复合平衡的方式，更加适应井下载荷变化规律，从而降低了减速器输出轴扭矩。在相同工况下与异相曲柄抽油机对比，在厂内台架试验中正扭矩峰值降低幅度在70％以上，负扭矩峰值降低约80％，节电率达16．9％－42．3％。在现场试验中，这种新型抽油机的节电率达15％。     

关于《抽油机减速器常见故障分析》的几个问题

针对《抽油机减速器常见故障分析》一文中对抽油机减速器故障分析不够全面和不够准确的问题,指出减速器漏油还有沿减速器合箱面、视孔盖和底部放油孔３处,提出对减速器壳体进行时效处理,在合箱面上加工环形油槽或涂密封胶,加大输出轴回油孔等改进措施。对减速器齿轮断齿、非正常磨损以及点蚀与剥落等原因作了详细补充分析。讨论了过盈量不够造成减速器串轴的工况条件和串轴的其他原因。对减速器的轴承损坏进行分析后指出,输出轴采用圆锥滚子轴承不合理,设计时应选用球面调心滚子轴承。     

对抽油机减速器轴超扭矩判断方法的认识

简介了目前油田现场对抽油机减速器曲柄轴扭矩所采用的经验公式计算法、扭矩因数计算法和电机功率计算法,并以大庆油田东2J21井使用的CYJ10-3-37B抽油机为例,通过实测,对曲柄轴最大扭矩值进行了三种方法的对比计算。计算分析指出,经验公式计算法误差大,扭矩因数计算法烦琐,不宜推广使用,只有电机功率曲线法既准确又简便,适合现场应用。     

椭圆齿轮抽油机初探

椭圆齿轮抽油机是在常规游梁式抽油机减速器的输出轴上，联接一个椭圆齿轮变速器，抽油机曲柄固定在变速器的输出轴上而构成的新型抽油机。椭圆齿轮变速器的共轭椭圆齿轮啮合传动具有定轴性和传动稳定性。导出了椭圆齿轮抽油机的悬点运动方程和功率表达式，给出了一种四型机型的设计参数。计算结果表明，这种抽油机的功率峰值比常规抽油机低２６％，上冲程时间是下冲程的１．４６倍，对节电和提高泵效十分有利。     

变曲柄转速游梁式抽油机结构设想

设想了一种以非圆齿轮副作为游梁式抽油机减速器最后一级传动副的变曲柄转速抽油机的结构。利用非圆齿轮副的变传动比特性，达到在不减少冲次的前提下降低游梁式抽油机最大输入扭矩的目的。计算结果表明：这种变曲柄转速游梁式抽油机与同型号、同冲次非变曲柄转速游梁式抽油机相比，在同样工况条件下，其最大输入扭矩可降低２０％以上。     

抽油机减速箱输出轴扭矩的测试计算

对游梁式抽油机减速箱输出轴扭矩的测量与计算进行了论述,给出了用遥测的方法测量抽油机减速箱输出轴扭矩的方法步骤。现场应用表明,此方法简单、方便、便携性好,非常适合油田野外的现场检测。     

齿轮式无游梁长冲程抽油机

齿轮式无游梁长冲程抽油机为机械换向台架式滚筒抽油机。电动机和滚筒之间的换向减速箱,既有减速功能,又有周期换向作用。样机的工业试验表明,这种机型适用于长冲程、低冲数、小排量抽汲,具有扭矩小、平衡可靠、节约电能、重量轻等优点,其缺点是冲数较低,不能适应大排量抽汲。     

抽油机减速箱密封结构的技术改造

针对抽油机减速箱漏油的原因及部位,确定了减速箱密封结构改造中应遵循均压、疏导和堵漏的3个原则。据此,提出了最佳改造方案:减速箱输入轴采用多重式迷宫密封结构,输出轴采用盘根盒密封结构。介绍了两种密封结构特点及原理,并确定了主要技术参数。在减速箱漏油较严重的34口井上做了密封改造试验,最长试验时间22个月,均未出现漏油现象,随后在250台抽油机减速箱上成功地进行了推广应用。