抽油机扭矩计算模型建立及求解方法

通过分析常规游梁抽油机、双驴头抽油机、塔架式抽油机的结构特性和运动特性等因素,修正了传统计算模型中的速度、加速度计算方法,分别给出相应的扭矩因数计算模型,形成了相对准确的扭矩计算方法。从扭矩测试对比结果可看出,冲次为4次/min时,理论计算值误差-6.7%,经验公式计算值误差为-38.5%;冲次为6次/min时,理论计算值误差-9.1%,经验公式计算值误差为-33.8%;冲次为9次/min时,理论计算值误差-9.3%,经验公式计算值误差为-27.2%。由此可知,新方法计算扭矩更接近于实际扭矩。     

应用抽油机井电动机功率曲线计算减速箱扭矩曲线

通过对在用抽油机井电动机功率曲线与抽油机减速箱扭矩曲线之间关系的分析,寻求出一种将功率曲线转换为扭矩曲线的方法,并进行误差分析,从而得出计算精确的实验要求以及应用于最大扭矩计算的误差范围,以检验抽油机井是否超扭矩,为抽油机节电提供可靠的技术途径.     

基于Fluent的圆盘涡轮搅拌器搅拌釜内流场测试及数值模拟

基于搅拌实验与数值模拟相结合的方法,分析了圆盘涡轮搅拌器搅拌流场的特征和和变化规律,分别计算了两种方法不同搅拌工况下搅拌扭矩及搅拌功率的大小,确定了两种方法的误差范围。结果表明:利用数值模拟方法得到的搅拌扭矩值与实验值有着很好的跟随性,两种方法的误差在允许范围内。通过数值模拟可清晰地表达搅拌釜内的流场分布和变化情况,其结果可为进行其它类型搅拌器的研究奠定基础。     

基于FBG的自升式平台爬升齿轮扭矩监测系统设计

为实现对自升式平台爬升齿轮扭矩准确的测量,结合光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)技术的独特优势,研发一种扭矩测量方法。对爬升齿轮扭矩/负载监测研究现状进行分析,根据扭矩测量原理及FBG传感技术,建立双FBG扭矩传感器数学模型。对爬升齿轮扭矩监测系统进行总体设计,对弹性元件进行设计和优化,并构建弹性元件的标定试验平台,对传感器进行标定试验。结果表明,在线性区间内,FBG扭矩传感器的线性度误差为0.780%FS、迟滞误差为2.650%FS、重复性误差为1.202%FS。利用自升式平台齿轮箱原型试验机对爬升齿轮扭矩传感器和弯曲强度进行测试试验,得到传感器静态灵敏度为0.92 pm/t、动态灵敏度为1.02 pm/t。试验结果基本满足对扭矩测量的稳定可靠、精度高、抗电磁干扰等要求。     

钻柱扭矩测量方法研究

钻井过程中扭矩参数的精确测量一直是钻井工程中的一大难题，长期以来人们一直在探索。目前国内外有关钻柱扭矩测量的方法与研究工作有了较大的进展。概括介绍了钻柱扭矩测量的国内外发展状况。并在此基础上进一步介绍了方补心扭矩仪及井下马达电流测量扭矩的原理及优点，提出了通过测量扭矩来判断钻柱扭转振动的强烈程度。与此同时，方补心扭矩仪的成功研制基本解决了长期困扰钻井界的钻柱扭矩测量问题。     

垦东405-平1大位移井摩阻扭矩预测及分析研究

为了分析垦东405-平1大位移井钻井施工的可行性，预测起下钻、下套管和钻进时的摩阻、扭矩，分析了各种摩阻扭矩计算模型的优缺点，选择了计算方法可靠、适合于现场应用的软模型，但考虑到大刚度管柱在高曲率井眼中的摩阻扭矩计算误差较大，引入了附加刚性力的概念对其进行了修正，通过管柱力学平衡方程建立了摩阻扭矩计算的修正硬模型。根据该井二开和三开下套管过程中大钧载荷与套管下深关系的预测结果和实测结果的对比情况，所建模型可以满足现场工程要求，且预测结果可指导大位移水平井的施工。     

扭矩测试方法研究

钻井过程中扭矩参数的精确测量一直是钻井工程中的一大难题，长期以来人们一直在探索。目前国内外对有关钻柱扭矩测量的方法与研究工作有了较大的进展，但在解决扭矩测量问题方面，仍有一定的难度。为此，对钻柱扭矩测量的国内外发展状况进行了概括介绍，并在此基础上重点介绍了由西南石油学院新近开发的方补心扭矩仪，简介了该仪器的基本构成、测量原理；讨论了通过扭矩的测量来判断扭矩振动的强烈程度。经室内试验及现场应用。证实方补心扭矩仪为直接测量钻柱扭矩提供了一种可靠的保证。     

螺栓定力矩紧固的应用研究

采用扭矩法紧固的螺栓依靠传统经验公式计算出的扭矩数据,已经无法指导在各种载荷、高温及螺纹变形等情况下的螺栓定力矩紧固作业,需要寻找新方法,计算各种不同的螺栓在同一扭矩下的预紧力误差,从而制定出切实可行的定力矩紧固施工标准。     

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。     

DY—30山地钻机液压元件实验台

ＤＹ－３０山地钻机液压元件实验台采用液压功率回收系统和桥式整流阀组的设计结构，能满足中低速大扭矩液压马达的实验要求，能集中控制，节省能量，对液压马达的压力、流量、扭矩、转速等测定误差不超过１％。     

扭矩波动系数法监测钻头运行状况

钻头扭矩参数的变化可以反映钻头运行状况,现有的扭矩参数监测方法受扭矩传感器、钻机型号、操作人员等因素影响较大,用设置扭矩门限值的方法监测钻头运行状况,监测效果较差。为此,提出了用监测“扭矩波动系数”代替现有监测扭矩绝对值的方法,并给出其计算模型：通过对现有采集的扭矩参数进行实时数据处理,实时计算测量点扭矩曲线的平均值、扭矩值的标准差,用测量点扭矩值的标准差与扭矩曲线的平均值的比值绘制出“扭矩波动系数”随使用时间的移动曲线,该移动曲线消除了不同扭矩传感器、不同钻机、不同的操作人员所造成的人为影响,更加客观地反映了钻头牙齿、牙轮的实时工作状况。该方法经过现场试验,能更好地预测钻头寿命终结,提高了钻井效率,取得了较好的效果;该方法立足于现有钻头扭矩参数的测量技术,不增加软硬件设备及人员,可在所有的钻井现场推广使用。     

游梁式抽油机扭矩曲线平衡测试新方法

针对常规游梁式抽油机扭矩曲线平衡法中扭矩因数不准确的缺点,提出了一种仅依赖于实测悬点位移时间序列的扭矩曲线平衡测试新方法。推导了基于四连杆尺寸比值的悬点位移公式和扭矩因数表达式,给出了游梁式抽油机抽油泵装置能正常工作的四连杆尺寸比值范围,得到了基于实测悬点位移时间序列的扭矩因数计算方法。验证计算表明,这种扭矩因数计算方法有较高的精度。根据扭矩因数和悬点载荷计算得到扭矩曲线,从而可以判断抽油机的平衡状况。结合实例,给出了这种方法的具体应用。     

抽油机曲柄轴扭矩的作图法计算

根据虚功原理,分析游梁式抽油机悬点载荷与曲柄轴扭矩之间的关系,提出用简单作图法直接计算任一瞬时曲柄轴扭矩的一种实用方法。计算实例表明,这种方法和用扭矩因数法求得的结果基本一致。     

用数值分析法确定液力传动钻机的运行参数

针对很难通过解析法或作图法准确求出液力传动钻机全部运行参数的问题，利用数值分析方法对YB900型变矩器和PZ12V190B柴油机特性曲线进行了三次样条插值，把特性曲线当作分段解析函数，根据变矩器原理及相似理论，导出了变矩器输出扭矩与传动比的一元函数关系式。由于函数的单调性，涡轮扭矩又取决于载荷，故对任一载荷便可迭代出相应的传动比，从而可确定变矩器和柴油机联合工作点和全部系统运行参数。计算实例表明，这个方法不仅方便可行，而且可为优选钻井参数，提高系统效率及运行经济性提供参考。     

大斜度井钻柱动态摩阻扭矩快速求解方法

中国正在逐渐加大滩海油气资源的开采力度，大斜度井是滩海油气开采的主要井型，大斜度井极限延伸钻进长度在很大程度上决定了其开采效益。钻前与钻井过程中摩阻扭矩的精准预测和准确快速计算是确保大斜度井极限延伸钻进的关键。目前基于有限元框架的动态摩阻扭矩计算方法，既能计算稳态摩阻扭矩又能计算瞬态波动量，同时与解析解相比，还可以更好地处理边界条件，有效提高摩阻扭矩的计算精度，但计算速度慢，现场使用不便。为确保动态摩阻扭矩的计算精度并提高计算速度，笔者基于大斜度井动态摩阻扭矩参数敏感性分析和相似度原理，建立了各系统参数影响摩阻扭矩的快速插值模型，并开发了一套高精度和高计算效率的摩阻扭矩计算软件，该方法和软件已在冀东油田的大斜度井中推广应用。     

喷油嘴紧帽轴力测试及拧紧工艺研究

研究了扭矩法和扭矩-转角法两种紧固件装配方法及其轴力散差,对采用扭矩法装配喷油嘴紧帽的某国产喷油器进行了喷油嘴紧帽轴力测试,得到其轴力散差情况,根据扭矩法测试结果,设计扭矩-转角法装配工艺并进行测试,测试结果表明,采用扭矩-转角法装配喷油嘴紧帽可减少其轴力散差。     

有杆螺杆泵杆柱强度设计初探

针对目前有杆螺杆系断杆频繁的问题,应用弹性理论分析了细长杆传递扭矩的受力特点。考虑到细长杆受扭矩后由于弹性变形产生的蓄能现象,一旦抽油杆下部断脱使杆柱承受扭矩增加的影响,同时尽可能兼顾现场应用的方便,简化计算程序,提出了一种传递扭矩的杆柱设计方法。通过现场分析,用实例介绍了该方法的应用过程。实测扭矩与计算扭矩最大相对误差不超过9%。     

特殊螺纹接头扭矩的分析

简要介绍了特殊螺纹接头的基本结构和特殊螺纹接头扭矩计算的重要意义。在试验与有限元分析的基础上,建立了特殊螺纹接头的扭矩计算方法。该方法是将特殊螺纹接头扭矩分成螺纹与台肩两部分,采用不同的摩擦系数对有限元模型计算上扣后对应的螺纹与台肩扭矩。最后验证了该计算方法的可靠性,结果表明,该方法的计算结果与试验结果相吻合,可以用于特殊螺纹接头扭矩的计算与预测。     

钻柱摩阻扭矩智能实时分析与卡钻趋势预测

钻柱摩阻扭矩的实时分析对提高钻井效率、规避钻井卡钻风险具有重要作用,目前摩阻扭矩分析以钻前预测为主,但钻井过程中摩阻扭矩的实时分析尚不成熟。针对当前井底钻压扭矩预测不准、钻柱摩阻系数的确定存在盲目性等问题,提出一种钻柱摩阻扭矩智能实时分析方法。该方法利用神经网络模型实时计算井底钻压扭矩,结合摩阻扭矩刚杆模型采用二分法实时反演摩阻系数,准确分析钻柱受力。考虑到钻柱摩阻系数在一定程度上表征钻柱卡钻趋势,进一步利用该方法对钻井卡钻趋势进行预测。将该方法应用于现场数据,发现某井钻柱摩阻系数在6 000~6 100 m区间整体呈现逐渐增大的趋势,且在6 100 m处附近,钻柱摩阻系数从0.35附近陡增至0.75,变化极为剧烈,说明即将发生卡钻。经过对该井的钻井日志查证,该井在6 100 m处附近蹩停顶驱钻具卡死。说明利用该方法对卡钻趋势进行预测具有良好的效果,便于现场实时调整钻井参数,有效规避卡钻风险,提高钻井效率。     

地面驱动螺杆泵用电动机功率选择方法初探

针对螺杆泵使用过程中地面驱动电动机功率选择明显偏高的问题,提出采用扭矩计算法选择电动机功率的新方法,并给出计算实例。扭矩计算法与在用的泵型选择电动机功率法相比,选择的电动机功率降低1～2个等级,因而在满足生产实际需要的情况下能实现较好的系统功率匹配。经过100多口井的实践证明,按扭矩计算法选择的电动机功率均满足生产需要,对提高整个螺杆泵采油系统效率,具有实际指导意义。