一种新型游梁式抽油机平衡机构的设计

针对常见油梁式抽油机平衡调节装置中出现的传动副多、故障点多、可靠性差等问题,提出了一种行星齿轮机构的游梁平衡装置。按照电机在驴头悬点上冲程和下冲程做功相等的平衡准则要求,由实测示功图计算出了拖动电机上、下冲程做功的大小,根据建立的游梁式抽油机的力学模型,推导出了复合平衡机构的设计计算公式。经现场试验,所设计的游梁平衡装置既可以节约钢材,又可以提高平衡度,提高节电率,具有结构简单、易于设计的特点,并根据不同工况的变化易于调整平衡度,可达到节能降耗的目的。     

后置滑轮式长冲程抽油机受力分析与平衡计算

针对常规抽油机耗能大、冲程短等缺点,在弯游梁抽油机的基础上设计了一种后置滑轮式长冲程抽油机。阐述了该抽油机的工作原理,对主要承载部件后置滑轮、三角摆架、游梁、曲柄进行了受力分析。分析了该抽油机在抽油过程中的平衡扭矩,并将该抽油机的曲柄扭矩与常规抽油机曲柄扭矩进行了计算对比,结果表明,后置滑轮式长冲程抽油机曲柄扭矩小于常规抽油机。     

论常规型游梁式抽油机的机械平衡

目前,采用常规型游梁式抽油机采油是国际油田开采中最常用的方式,占整个采油作业的60％之多。常规型游梁式抽油机的平衡通常采用气动平衡、液压平衡和机械平衡3种方式,其中机械平衡通常采用曲柄平衡、游梁平衡以及复合平衡的方式实现。本文主要针对抽油机减速器的输出轴转矩进行计算分析,借助MATLAB软件作出曲柄净转矩曲线图,进行对比计算,从而确定不同的平衡方式对抽油机节能效果的影响程度。     

游梁式抽油机的机械平衡

目前，国际油田开采中最常见的方式是采用常规型游梁式抽油机，占所有采油作业的60%之多。这种抽油机的平衡方式分为机械平衡和气动平衡。其中，机械平衡又分为曲柄平衡、游梁平衡以及复合平衡。本文通过介绍机械平衡的原理、准则以及方式的选择几个方面，让大家对游梁式抽油机的机械平衡有个初步的了解。     

随动平衡抽油机的平衡性能计算与研究

长冲程节能抽油机才能够有效提高稠油井的开采效益。提出一种在游梁后端上部增加平衡后置滑轮的方法,能有效增加抽油机的冲程,并平衡部分扭矩。对随动平衡抽油机的平衡原理进行了分析,结合抽油机的实际工作情况,对后置滑轮的平衡重进行了设计。计算了同等型号的随动平衡抽油机与普通抽油机的扭矩情况,证明加了后置滑轮的抽油机性能得到了明显改善,曲柄扭矩减小,且不存在负扭矩。     

后置滑轮式长冲程抽油机的优化

针对普通游梁式抽油机存在悬点载荷波动、冲程短、悬绳磨损严重的缺点,设计了可随冲程变化对平衡力臂进行调节的游梁平衡滑轮,来改善电机功率负载曲线峰值。并采用钢带代替悬绳固定在平衡滑轮上,滑轮在改变力臂过程中驱使钢带随滑轮转动而绕在其上,以此来达到增大冲程、减小摩擦损耗的目的。对该抽油机机构尺寸进行了优化设计,确定了各个杆件,及重要平衡部件的结构尺寸。     

基于MATLAB对游梁式抽油机平衡参数优化的研究

游梁抽油机的平衡效果决定了抽油机的工作性能以及使用寿命,其中平衡体与游梁的夹角以及曲柄平衡相位角的选取是抽油机平衡设计的关键。文中应用MATLAB语言开发了优化软件并进行了实例计算,实践证明优化后的参数有效降低了减速器净扭矩峰值,使扭矩曲线变化更加平缓,从而为抽油机平衡设计和改进提供了有效的工具。     

改善游梁式抽油机负扭矩工况的一种新途径

通过对非圆齿轮—曲柄摇杆机构数学模型的构建,分析了该机构的动力学和运动学特性,据此得出非圆齿轮—曲柄摇杆机构的扭矩因数变化及传动比特性。并以改善抽油机运行过程中的负扭矩为目标,设计了应用于现有游梁式抽油机的非圆齿轮副的研究方案。结果表明,运用非圆齿轮的结构和传动的特点,重新设计游梁式抽油机的减速机构,用非圆齿廓部分替代一级圆柱齿轮进行传动,既保证了游梁式抽油机工作行程的稳定,又能够有效的改善游梁式抽油机在运行过程中出现的不平稳和负扭矩状况。     

一种后置滑轮式长冲程抽油机的运动分析

针对常规游梁式抽油机存在曲柄转矩和悬点载荷峰值大、冲程短、钢丝绳磨损严重的缺点,在常规游梁式抽油机结构特点基础上设计了随悬点位移变化且对平衡力臂进行调节的后置滑轮式长冲程抽油机。采用钢带代替传统的钢丝绳固定在后置滑轮上,后置滑轮在改变平衡力臂的过程中驱使钢带绕在其上,以此来达到增大冲程、减小摩擦损耗的目的。分析计算了该抽油机的运动特性,并以CYJ10-1.8-200型常规游梁抽油机进行实例计算分析,发现采用后置滑轮机构后,悬点位移峰值增加了150%左右。建立了该抽油机1∶10的实体模型并进行了试验,结果表明,该抽油机计算分析结果与试验结果相符合,验证了悬点运动特性计算分析结果的正确性。     

基于复数矢量法的游梁式抽油机位置精度分析

油田上普遍采用的游梁式抽油机其主机构为典型的曲柄滑块机构,利用复数矢量法建立了平面连杆机构位置精度分析的数学模型,并对抽油机的冲程精度进行了详细地分析,得出了计算冲程误差的解析式,并采用牛顿-辛普森非线性迭代法进行了数值求解,编写了MATLAB计算程序并对某厂生产的C-456D-305-120抽油机冲程误差进行了实例计算,找到了抽油机的冲程误差随曲柄转角变化的规律,该规律性对于设计抽油机及准确估算抽油机的日采油量具有重要的参考价值.     

变频游梁式抽油系统动态仿真与实时频率优化

针对变频控制游梁式抽油系统,考虑了频率实时变化对抽油机运动规律、杆柱纵向振动、悬点载荷、地面装置节点扭矩与功率的影响,建立了变频控制游梁式抽油系统动态参数的仿真模型。对实时频率函数进行傅里叶变换,并以其傅里叶系数为设计变量,以电动机输出功率的均方根值最小为优化设计的目标函数,综合考虑冲次不变、上下冲程时间分配、频率范围等约束条件,建立了实时频率优化设计的数学模型。仿真与优化结果表明：所建立的仿真模型具有较高的仿真精度,能够满足实际应用的要求;优化实时频率可以显著改善抽油机的动力性能,悬点载荷波动幅度降低,曲柄轴最大扭矩与扭矩波动幅度显著下降,电动机输出功率幅值与波动幅度显著下降,降低了系统输入功率,有功节电率为25.8%。     

一种游梁式抽油机曲柄平衡重安装工具

以目前国内油田普遍采用的游梁式抽油机为例,介绍了一种便于安装抽油机曲柄平衡重的工具,介绍了这种工具的结构组成、工作原理与应用效果。通过大量的生产应用,证明此工具具有安全、经济、便于使用的特点。     

CYJW7-2.5-18HF弯梁变矩抽油机的研制

为满足长庆低渗透油田的地质特点,开发适合各种工况的抽油机产品。在W8、W6型常规复合平衡抽油机的基础上成功研制出CYJW7-2.5-18HF（简称W7）型非标抽油机。设计结构采用了弯梁变矩平衡与曲柄平衡相结合的方式,有效地削减峰值扭矩,改善了抽油机的平衡状况,降低了能耗、提高了效率。     

曲柄导杆式六杆机构抽油机设计计算

普通异步电动机的输出转矩基本恒定不变,而抽油机曲柄轴净转矩确是交变载荷,两者的载荷特性无法达到"和谐"的匹配,直接导致抽油机运行效率低下、能耗增高。利用游梁结构和导杆机构设计的曲柄导杆式六杆机构抽油机,实现了曲柄轴净转矩曲线呈小波动形态变化,大大提高了电动机的负荷率和电动机功率利用率,实现了抽油机节能降耗。根据设计方案,建立了导杆式六杆机构抽油机在复合平衡方式下的运动和动力学模型,并以Matlab优化工具箱为平台,对设计方案进行全参数优化设计,以实际载荷工况对导杆式六杆机构抽油机节能效果进行了对比分析。     

新型多级链传动抽油机的方案没计及性能分析

针对目前链条抽油机换向机构复杂、轨迹链条和主轴销容易发生断裂事故以及气动平衡系统复杂等问题,提出了一种新型多级链传动抽油机。通过曲柄滑块机构来实现换向,利用滑块的上下运动来实现抽油机的上下冲程;通过多级链条传动增加抽油机的冲程。整个抽油机具有结构简单、安全可靠、运动平稳、超长冲程、高效节能等优点。     

立式节能抽油机的智能控制系统

为解决我国游梁式抽油机成本高、耗电量大,效率低、调整困难等问题,对比分析了智能控制立式抽油机的优点,将立式抽油机代替游梁式抽油机应用到实际中去。开展了针对立式抽油机的高效率可靠性分析,提出了利用西门子PLC和Micromaster变频器来实现具有自适应变频调速和自动进行故障诊断智能控制系统的方法,该控制系统通过选用西门子PLC作为核心控制器去控制变频器,通过改变电动机的运转频率,实时计算了抽油机应该运行的速度,通过计算上、下冲程的时间,来控制变频器的输出电源的频率和电压。实现了电动机的无级调速控制,并做到了运行转矩的适配。研究结果表明,该节能立式抽油机的智能控制系统具有结构简单、无故障运行寿命长并提供远程监控接口等特点。     

具有急回运动特性的曲柄摇杆机构设计

介绍了按行程速比系数K设计曲柄摇杆机构时,根据某一附加条件（已知曲柄长度）用作图法求解的简便方法。并进行了论证。     

3型异相曲柄平衡抽油机的技术改造设计

针对长庆采油一厂0.3毫达西新开区块的特殊工况,在3型异相曲柄平衡抽油机的基础上,进行技术改造设计,通过异相曲柄平衡技术和冲次的改造,有效地解决了0.3毫达西项目部的载荷大、产液量变化大、低渗、高蜡等技术难题,改造设计后抽油机节电4.93%。