游梁式抽油机精确动力学分析的新方法

在对游梁式抽油机－有杆泵系统进行动力学分析的基础上，根据机械系统的力学原理，将整个系统简化为一个等效动力学模型。计算悬点载荷考虑了抽油杆、抽油泵及悬点运动规律等实际情况，建立了一套递推公式，反映了抽油机与有杆泵系统之间的相互作用关系，提出了一种求超高转差率电动机驱动抽油机真实运动规律的新方法。应用本文介绍的方法能真实地反映机－泵系统之间的匹配关系，获得的运动真实，精度高，适用于各种有杆抽油设备的动力学分析。     

宽带长冲程抽油机的运动和动力分析

根据机械系统动力学原理，建立了宽带长冲程抽油机系统运动微分方程和动力学方程。采用几何法分段求解动力学微分方程组，由编制的相应计算机程序确定出抽油机在一周期内的运动参数与动力参数变化规律，为合理选择电动机、设计机械换向装置及平衡重缓冲装置提供了理论依据。     

游梁式抽油机的平衡与节能

作者利用抽油机等效动力学模型,对采用高转差率电机的抽油机的节能原理进行了研究,说明系统动能的均衡效果决定于系统等效转动惯量,也决定于电机转速的变化范围,同时指出,高转差率电机使抽油机的实际冲数降低。     

有杆抽油泵机械系统运动方程的数值解法

《石油机械》第18卷第10期,1990,第1～10页,图6,表4 论述了在考虑电动机机械特性、周期交变载荷及系统动力参数等影响下的抽油机真实运动规律的分析计算问题。建立了有杆抽油泵等效动力学模型,列出了运动微分方程式,并采用预测-校正数值法求解。编制了相应的电算程序。算例表明,因曲柄和电动机转速有较大的波动,以曲柄作匀速转动进行的运动分析,有时会产生很大的误差。     

节能式游梁抽油机动力学分析

以电动机轴为等效构件,建立常规机的等效动力学模型,进而求解电动机轴的运动方程式,得到电动机轴实际的运动规律。实践证明,加大电动机轴的转动惯量后,转速峰值明显降低,波动变得平缓,提高了电动机的功率因数和效率,能实现节能的目的。     

游梁式抽油机运动规律的多体动力学分析

为了精确分析游梁式抽油机的运动规律,把游梁式抽油机看作一个简单的多体机构,采用多体动力学方法对其进行了分析,结果表明,系统动力学方程数值积分的结果会出现对位移和速度级约束方程的违反,需进行违约修正。通过对位移、速度的重新赋值得到了游梁式抽油机运动规律的精确解,并与虚拟样机仿真得到的结果进行了比较,取得了基本一致的效果。说明用多体动力学分析游梁式抽油机运动和动力性能是可行的,这为抽油机运动性能分析提供了新途径。     

游梁抽油机动平衡精确分析

考虑抽油机光杆静载荷和惯性载荷及运动机构的重力和惯性情况下建立了抽油机系统相对曲柄的等效动力学模型,求出了曲柄轴在综合外力平衡条件下的一次和二次简谐波平衡扭矩幅值和相位精确解,绘出了具有动平衡特征的曲柄轴净扭矩典型曲线。     

用有限元法进行抽油机的运动及动力分析

在考虑弹性变形的情况下，采用有限元技术对抽油机进行了运动和动力分析。通过单元和整体分析，给出了抽油机四杆机构的系统运动方程；总结了用有限元法分析抽油机四杆机构的步骤为：结构离散；单元计算；强迫力矩阵计算；单元刚度和质量矩阵迭加；系统方程求解。最后给出了ＣＹＪ１６Ｑ—３．６—７４Ｂ前置式抽油机的分析计算实例。     

长冲程抽油机传动胶带悬垂状态下力学特性研究

研究了长冲程抽油机传动胶带悬垂状态下的力学特性，给出了相应的胶带运动微分方程和等效弹性模量的计算公式，为正确地确立长冲程抽油机的有关参量，并实现其各项经济技术指标提供了理论依据。     

游梁式抽油机与驱动电机的耦合模型

为了解决游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配问题,分析了游梁式抽油机的运动、动力特性和驱动电机的工作特性,建立了完整的游梁式抽油机与驱动电机的耦合模型,提出了采用循环迭代的方法求解抽油机与驱动电机之间的高度耦合问题。利用仿真软件得到抽油机与驱动电机匹配的动态变化规律,通过实测数据和仿真结果的对比分析,验证了抽油机与驱动电机的耦合模型及其求解方法的准确性和实用性。抽油机与驱动电机的耦合模型为抽油机与驱动电机合理匹配原则的提出奠定了理论基础。     

高转差电机驱动抽油装置的预测技术

以往,对于有杆抽油系统进行动力分析时,常把电机和曲柄转速看作常量来处理,这样对计算高转差电机驱动的有杆抽油系统将会产生较大的误差。为此,文中对高转差电机驱动游梁式抽油机建立了等效力学模型和运动微分方程,对井下杆系建立了波动方程,联立求解,并采用近似求解法解决了抽油杆柱的振动与曲柄运动规律之间相互联系、相互制约的耦合问题。为了验证本文的计算方法及编制抽油机系统性能分析的通用程序DAPPUS的精确度,给出了试验抽油井高转差电机的转速实测与计算结果,以及系统效率实测、预测结果对比,结果表明,相对误差很小。     

抽油机机械系统真实运动规律的求解

以六杆增程式游梁抽油机为例,讨论了在考虑摩擦的情况下,抽油机机械系统的运动微分方程的建立及数值解法,并介绍了抽油机机械系统真实运动规律的求解程序。通过实例分析计算,得出了若干可指导设计的结论。     

常规抽油机精确动平衡计算的新方法

在对抽油机—有杆泵系统进行动力分析的基础上，建立了该系统的等效动力学模型。在确定系统转化构件综合阻矩的计算方法并经数学推导及合理简化后，得出综合阻矩为平均扭矩与相对曲柄转角的一次、二次简谐波扭矩之和。最后建立了常规抽油机精确动平衡计算的新方法。     

电动机加液力变矩器驱动抽油机的性能分析

选定曲柄轴为游梁式抽油机四连杆机构的等效构件，建立了等效力学模型，综合分析了电动机加液力变矩器驱动游梁式抽油机的机械特性及匹配原则，并评价了液力变矩器的使用效果。实践证明，用电动机加液力变矩器驱动抽油机，可满足抽稠油时对动力的软特性要求。对比电动机加液力变矩器驱动抽油机与电动机直接驱动抽油机的效果，证明使用变矩器不但不增加电耗，而且改善了抽油机的受力状况和工作条件，延长了抽油机检修周期和使用寿命，提高了原油产量。     

后置三角摆架式长冲程抽油机悬点运动分析

介绍了新型六连杆机构长冲程抽油机——后置三角摆架式长冲程抽油机,对其结构及冲程增大原理进行了详细说明,并导出了其运动分析计算公式。选取1组设计参数进行实例计算,解算出其悬点运动曲线,为后置三角摆架式长冲程抽油机的动力学分析、振动分析以及该抽油机的设计应用提供了理论基础。     

双驴头抽油机优化设计与运动学仿真分析

借助三维建模软件UG与动力学仿真软件ADAMS建立双驴头抽油机虚拟样机模型,并进行运动学仿真分析。研究了该抽油机在上、下冲程过程中的运动特性,仿真结果与实际值吻合较好,验证了虚拟样机模型参数设置的有效性与可靠性。以CYJS10-5-37型双驴头抽油机为例,进行优化设计,减小了减速箱扭矩峰值,提高了节能效果。     

抽油机厂内型式试验悬点载荷模拟装置设计

为模拟抽油机悬点载荷,设计了一种新型抽油机悬点载荷模拟试验装置。在该试验装置中用节流阀和溢流阀模拟抽油机的油液载荷,用重物加载块模拟抽油杆在油液中的重力,用蓄能器来稳定抽油泵出口压力,并增加了一个用来模拟抽油杆弹性变形与振动的模拟抽油杆变形装置。仿真分析中将模拟抽油杆变形装置简化为弹簧质量模型建立运动平衡方程,利用波义耳定律建立关于蓄能器气囊体积的微分方程,将2方程耦合求解得到抽油泵柱塞的运动规律和抽油泵出口压力的变化规律,进而得到抽油机悬点载荷的变化规律。此模拟试验装置可以较准确地模拟抽油机实际工作中的悬点载荷,为抽油机厂内型式试验提供了一种较好的加载方式。     

从结构、运动及力的特点分析看链条抽油机的优越性

本文小结了链条抽油机在研究、制造和现场实验过程中的体会,从结构、悬点运动及动力学特点等方面,对链条抽油机和游梁抽油机进行了对比分析,阐明了链条抽油机在实现长冲程低冲次配合的抽吸方式上的优越性,同时指出链条抽油机在大型有杆抽油设备的发展上所展现的良好前景。     

单曲柄正扭矩柔性抽油机原理及试验研究

针对常规游梁式抽油机工作过程中减速箱载荷交变幅度大且存在负值、电机负功率、系统效率低等问题,提出了一种单曲柄正扭矩柔性抽油机结构,改变悬点载荷上下冲程运动的做功区间,实现正扭矩变换,使交变载荷均匀化,提高系统效率。分析了该新型抽油机的工作原理,建立了抽油机运动和动力学模型,并进行了室内和现场试验。理论分析、室内和现场试验表明：该新型抽油机结构紧凑,实现了正扭矩,节能效果良好。     

塔架式长冲程抽油机的动力学研究

对塔架式长冲程抽油机进行动力学研究,分析其悬点、主动轮系等运动规律,计算抽油机悬点载荷、平衡重、减速机在主动轮系上产生的扭矩.结合曙一区油井的实际生产情况,确定了电机的额定功率与减速机额定扭矩,此研究结果对于大排量举升工艺的顺利实现具有重要的参考价值.