关于深井直线抽油机的研究

通过创新,设计了深井直线抽油机。其传动方式为：电动机→锥形齿轮→左右从动齿轮→下链轮→双链条→滑块→换向架→带动抽油杆往复运动;该抽油机的平衡方式为重力换向直接平衡抽油杆;另外,采用双链条特殊链节机构实现换向,保证了该抽油机的相对换向功小于传统游梁式抽油机,从而达到了节能效果。     

基于AMESim的新型液压抽油机系统仿真

针对抽油机的工作特点,考虑到节能低碳的发展趋势,利用蓄能器储能的原理,提出了一种新型的节能抽油机液压系统。该系统可以回收利用下行程时抽油杆释放出来的重力势能并为回程时所用,具有显著的节能效果。采用AMESim软件建立仿真实验模型,分析了抽油机液压缸的行程与速度、蓄能器的压力及气体体积变化,为液压抽油机的参数优化选用提供理论依据。     

基于AMESim的节能型液压抽油机设计仿真

研究出一种节能型液压抽油机,该液压抽油机采用复合缸--蓄能器液压系统,可以回收利用下行程时抽油杆释放出来的重力势能,具有显著的节能效果.并采用AMESim软件建立仿真实验模型,分析了复合缸柱塞位移、蓄能器气体体积和蓄能器气体压强变化曲线,为液压抽油机的设计,改进及预测提供依据.     

多腔液压缸新型液压抽油机的设计

液压抽油机因其结构简单、耗能低、性能可靠等特点,在石油开发生产中占据举足轻重的地位。就目前液压抽油机的发展进程和使用情况而言,因不能改善工作过程中换向所带来的液压元件的磨损,严重影响了液压抽油机的使用寿命。为了减轻液压元件的磨损,提出了一种多腔液压缸新型液压抽油机。该液压抽油机在液压系统设计方面做了良好的改善,不仅有效解决了磨损问题,延长抽油机的使用寿命,并且利用特殊结构的多腔式液压缸与蓄能器相结合,可回收下冲程时抽油杆释放的重力势能,重新利用于上冲程中,达到高效节能的目的。     

永磁同步电机直驱抽油机控制系统设计与实现

针对某永磁同步电机直驱抽油机,利用变频调速技术开发了直驱抽油机控制系统,重点研究了抽油机冲程、冲次计算及换向节点控制,实现了抽油机根据抽油杆上下的运动趋势自动调整抽油机的冲次以及在每个冲程内调节抽油机的运行速度。该系统在油田现场测试应用表明,系统设计原理正确,工作可靠,冲程冲次无级可调,有助于提高泵效,较常规游梁式抽油机节能效果显著。     

组合液压缸节能液压抽油机的研究

研究了一种组合液压缸节能液压抽油机.该液压抽油机利用特殊结构的组合液压缸和蓄能器相结合,能够回收下行程时抽油杆释放出来的重力势能,在上行程时重新利用,具有显著的节能效果.     

齿轮导杆式抽油机用换向机构力学分析与运动仿真

针对常规游梁式抽油机不易实现低冲次的运动特性,分析了一种齿轮导杆式抽油机用换向机构.该换向机构主要由长杆不完整齿轮、齿条移动框、滚筒等构成.介绍了齿轮导杆式抽油机换向机构及其原理,建立了换向机构的力学模型;根据接触冲击算法,利用SolidWorks和Adams对换向机构进行了联合动力学仿真.结果表明,该换向机构在上冲程速度平缓,在下冲程存在加速度突增;对比该抽油机在3种不同冲次下的加速度仿真曲线,该抽油机满足低产井的生产要求;对比常规式和齿轮导杆式抽油机的加速度理论曲线,该抽油机上冲程的悬点加速度均小于常规抽油机,运动特性更优,更适用于低产井的采油作业;冲次变化对部件接触力影响较大.研究为后续换向机构强度计算提供了数据支撑.     

无游梁抽油机换向部分的设计与控制

无游梁抽油机作业时,上冲程和下冲程的悬点速度相同,传递效率低、功耗大,无法满足低排量井抽油效率的要求。提出一种无游梁抽油机换向部分的设计及控制方案。换向部分用两对气控离合器与齿轮组合的接合与断开来实现抽油机的换向和变速。通过位置传感器,利用PLC控制系统,对两个离合器进行控制,以达到精准判断、自动控制的目标,改变无游梁抽油机上下冲程悬点速度相同这一现状,实现高效低能耗工作。     

蓄能器储能技术在液压抽油机的应用

简要介绍蓄能器在国外液压抽油机储能技术上的应用,分析蓄能器在液压抽油机上实现下行程能量回收的应用原理,以及实现蓄能器在液压抽油机储能的技术条件。     

抽油机用非圆行星轮系换向装置的设计与仿真

针对现有抽油机换向装置存在的效率低、稳定性差等问题,设计一种非圆齿轮行星轮系换向装置。该装置采用W-W型行星轮系,应用非圆齿轮传动,在输入端角速度恒定的情况下实现输出端的正反转运动,从而完成抽油机的自动换向。齿轮传动具有传动效率高,稳定性好的特点,可有效解决抽油机换向时存在的问题。通过换向装置设计实例,进行理论分析及ADAMS仿真,分别得到输出摆角及角速度变化曲线图,通过对比分析,从理论上验证了该设计可实现抽油机的平稳换向。     

新型液压抽油机的节能设计与仿真

液压抽油机技术由于显著的节能效果而发展很快,以节能降耗为目的设计了一套液压抽油机系统。在机械结构方面,该系统采用机械配重的方法来完全平衡抽油杆的重量,使得抽油杆下降的势能储存在配重中并在上升抽油时重新利用,从而减小了系统的装机功率而节能;在液压控制方面,该系统利用了电液比例负载敏感技术,使压力和流量实时自动适应负载的需求,达到了高效节能和准确的控制。通过参数理论分析计算,表明该新型液压抽油机装机功率和在工作循环周期内消耗的功率比同类抽油机均低。在AMESim环境下建立了电液比例负载敏感系统的测试模型,并验证了该模型的正确性。在此基础上建立了整机系统的仿真模型,通过仿真和分析证明了该新型液压抽油机的节能效果。     

双井液压抽油机动力单元机械特性建模与分析

液压抽油机以其较好的节能特性受到国内外采油工程技术人员的高度关注。随着液控技术的不断发展,各种形式的液压抽油机不断被推陈出新。针对近年来开发的基于二次调节技术并兼有重力势能回收特性的双井液压抽油机的动力单元机械特性展开建模和分析。采用梯形速度目标曲线分析文献中液压抽油机动力单元的机械特性,分析表明电机输出转矩突变点与活塞杆运行速度拐点同步,当其运行速度到达最大时,电机瞬时输出转矩到达峰值。模型为该型液压抽油机电机选型以及其他功率回收型液压抽油机机械特性分析提供参考。     

液驱混合动力车辆能量回收系统关键问题研究

液驱混合动力车辆通过双向液压变量马达排量的改变,将车辆的制动能储存在液压蓄能器中.因此,有必要对双向液压变量马达排量控制机构的响应特性和蓄能器在储能及放能过程中的能量损耗进行研究.建立了排量控制机构的模型,并通过实验得到了关键元件高速开关阀的所需参数,分析了影响响应特性的因素;建立了蓄能器与连接管路的数学模型,对储能和放能过程中的能量损耗影响因素进行了分析.所得结论对液驱混合动力车辆的设计和动态特性分析具有参考意义.     

抽油杆柱有限元模型及其仿真分析

抽油杆柱是有杆抽油设备的重要部件,它将抽油机的动力传递给井下抽油泵。抽油杆柱在工作过程中,受力复杂,条件恶劣。基于抽油杆柱的实际工作状态,分析了抽油杆柱的所受载荷,将细长的抽油杆柱离散成若干个质量、弹簧、阻尼单元,建立了抽油杆的有限元模型。同时通过运用牛顿运动定律,建立了抽油杆柱的振动微分方程,并结合多自由度simulink仿真原理,建立了抽油杆柱的数学仿真模型。利用此模型,通过改变仿真的参数,进行抽油杆柱动态特性的仿真分析,得到了结论：抽油杆柱在液柱重量加载的拉伸过程中没有发生振动。     

功率回收型液压蓄能修井机动力匹配与计算

针对液压蓄能修井机,在系统设计方面,通过理论推导确定适用于蓄能器修井机的蓄能器容积、蓄能器蓄能跟随压力、系统发热功率等系统主要参数计算公式。在节能控制方面,按提升与下放两种主要工况,分别给出适于普通缸智能控制的功率匹配方案。随后以具体的XJ70Y修井机液压系统设计为例,根据公式逐一确定普缸的缸径及杆径、储能蓄能器容积、系统散热功率、系统流量、主泵排量等系统参数。进一步,通过实例计算与工况分析,以图表方式给出了一种可行的自动升降功率匹配方案,可供当前有蓄能器参与的升降机构节能系统设计参考。     

水驱抽油机井管杆偏磨可靠性研究

根据系统可靠性理论出发,通过对水驱抽油机井管杆偏磨失效数据的收集和整理,推断出寿命统计模型,把握其寿命分布规律,得到狭义可靠性指标,实现对其工作可靠性的定量评价和预测。通过建立偏磨井管杆偏磨失效的故障树,找出发生管杆偏磨失效的关联因素及其组合,应用可靠性数学论计算各关联因素对顶事件发生的结构重要度,从而找出最薄弱环节,为科学治理和有效控制管杆偏磨失效,降低水驱抽油机井检泵率提供充分依据。     

基于平衡油缸的势能液压式存储和再利用研究

为提高液压挖掘机的能量使用效率, 提出了一种基于平衡油缸的势能液压式存储和再利用系统。分析了平衡系统的工作原理, 通过建立平衡系统的动臂下降速度控制数学模型, 分析了平衡单元的加入对液压固有频率和阻尼比的影响。建立了系统的AMESim仿真模型, 分析了不同的管道容腔体积、蓄能器充气压力和蓄能器体积对动臂下降速度稳定性及动态响应特性的影响, 从而确定平衡单元关键参数的合理取值范围;以某型号1.5 t型的挖掘机为研究对象, 搭建了动臂势能回收试验平台, 验证平衡系统的节能效率。结果表明:该方案在标准工况下的节能效率为21%, 能量回收效率为58.2%。     

两层分采同步抽油系统故障诊断模型的数值分析法

建立两层分采同步抽油系统的故障诊断模型 ,研究在实心抽油杆与空心抽油杆的界面处空心泵对应力波的影响 ,给出抽油杆柱不同杆段的波动方程的显示差分格式 ,提出一种故障诊断模型的反问题计算法。用此算法可在缺少一个边界条件的情况下求解故障诊断模型 ,获得抽油系统各个工况下抽油杆柱任意截面的受力状态 ,从而绘制出两层分采同步抽油系统的空心泵示功图和管式泵示功图。将此算法与模式识别技术相结合可对两层分采同步抽油系统的故障进行诊断。     

基于AMEsim的混凝土喷浆机泵送系统的仿真研究

混凝土喷浆机组在实际工作中存在喷射效率较低、换向瞬间间歇等现象。为解决这些问题,设计了带有比例溢流阀的新泵送系统方案,建立了泵送液压系统的仿真模型,进行了泵送系统应用AMEsim软件的仿真研究,分析了泵送系统的动态响应特性。仿真结果表明,提出的泵送方案具有良好的动态特性,可以提高混凝土喷浆机组的喷射效率。     

新型混合动力液压挖掘机的能量再生系统研究

尽管在混合动力液压挖掘机中采用液压马达和发电机的传统能量再生系统(ERS)能够再生部分能量,但对要求其拥有大功率的电机和发电动机且再生能量的时间较短。结合电动液压蓄能器的优点,分析了新型电动助力转向器的结构,并提出了一种液压蓄能器工作压强设定方法。为了避免额外能耗、噪声和冲击压强,给出了一种两级压强阈值约束方法,介绍了动臂下降时控制臂架速度,以及臂架停止下落时回收效率的控制策略,建立了具有ERS的混合动力挖掘机实验平台,研究了ERS对能量转换效率和控制性能的影响。实验结果表明,所提出的ERS比传统的ERS具有更好的动臂速度控制性能,当动臂下降时,总势能的45%可以再生,并且发电机和液压马达的功率水平可以降低60%。