基于FTA的新型摆动导杆式抽油机系统可靠性分析

油田井场工况复杂,对新型摆动导杆式抽油机进行可靠性设计分析显得尤为重要。对基于FTA的新型摆动导杆式抽油机系统进行了可靠性分析,确定了顶事件,通过分析各种故障模式,建立了系统故障树。基于抽油机理论工况,进行了系统可靠度的定量分析,给出了可靠度与工作时间的关系曲线,分析结果可为抽油机设计和维护提供参考。     

新型摆动导杆式抽油机方案设计与动力学分析

一种已经获得国家发明专利授权的新型摆动导杆式抽油机由电动机、减速器、曲柄、滑块、摆动导杆、机架和钢绳等构成,通过曲柄上的滑块在导杆导轨上的滑动,带动导杆以机架为支点做上下摆动,从而实现抽油机的上下冲程。由于滑块在导杆导轨上的滑动,使得曲柄对导杆作用力随悬点载荷大小的变化而自行调整,曲柄轴净扭矩始终处于最佳状态,净扭矩曲线非常平缓,载荷不均匀系数CLF趋近于1,大大降低了电动机的装机功率,电动机输出功率均匀性得到了极大的提高。     

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.     

基于摆动导杆式抽油机的导轨选型及强度分析

通过分析摆动导杆式抽油机在一个工作周期内导轨的受力情况,求得导轨某一时刻受到的最大应力。利用ANSYSWorkbench对导轨进行静强度分析,以确保所选型的导轨在抽油机的工作过程中,不会发生过大弯曲变形而失效。     

纤维定量检测系统中烧杯组件翻转机构优化设计

针对混纺纤维定量检测系统中烧杯组件的功能需求,选用两摆动导杆机构串联的平面六杆机构实现翻转倒液功能。建立了该六杆机构运动学方程,得出导杆摆动角位移、速度、加速度函数。根据烧杯组件翻转过程中对振动性能的特殊考虑,建立了求解加速度波动最小的约束优化模型。通过复合形法在MATLAB中实现了该约束优化问题的求解,并显示优化前后的导杆摆动曲线图。研究结论对提高混纺纤维定量检测系统中烧杯组件翻转运动的稳定性具有重要的现实意义。     

一种挖掘机作业手柄自动操纵机构的设计与分析

利用摆动导杆原理将两个摆动导杆机构垂直交叉组合,设计了一种某型挖掘机作业手柄操纵机构。基于Matlab/simulink建立了机构横向摆动过程的数学模型,完成了运动学分析。运用ADAMS软件对手柄操纵机构的操纵工况进行了动力学仿真分析,验证了机构设计的合理性。     

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。     

五型抽油机增程技术研究

理论上证明了异五型抽油机采用增加支架高度来增加抽油机冲程的原理,对增程前后抽油机进行了运动学分析。在此基础上对增程前后抽油机的性能进行对比分析。结果表明,增程后抽油机的悬点速度及加速度降低,动力性能得到改善;能够较好的保持抽油机的平衡性能;改动量较小,适用于游梁式抽油机的增产开发。     

基于MATLAB和Pro/E摆动导杆机构运动学分析和仿真

以摆动导杆机构为研究对象,对其建立闭环矢量方程并用解析法建立导杆的角速度、角加速度数学模型,借助MATLAB强大的绘图能力得到其运动规律曲线;基于Pro/E建立同一摆动导杆机构的运动模型,通过Pro/Mechanism模块对其进行运动学仿真得出摆杆的角速度、角加速度曲线;经比较分析,结果表明解析法得到的运动规律曲线与Pro/E得到的曲线完全一致,验证了所建模型的正确性。     

滚轮滑轨磨损可靠性研究

滚轮滑轨的滚动接触在工程领域中普遍存在,实际应用表明滚轮或者滑轨磨损是主要的失效模式,滚轮滑轨磨损可靠性分析显得尤为重要。基于Archard模型和磨损可靠性模型,建立了接触应力及滑动距离的计算模型,确定了磨损系数和允许磨损量的选择依据,提出了滚轮滑轨磨损可靠性分析方法。通过实例,进行了理论工况下新型摆动导杆式抽油机中滚轮磨损可靠性分析,给出了滚轮磨损可靠度与工作时间的关系曲线,其分析结果为滚轮滑轨维护周期提供了依据。     

摆动式飞剪机构的运动学分析与仿真优化

以摆动式飞剪机构为研究对象,利用闭环矢量法分析其运动学模型,建立了上、下刀尖点的位移方程,由此可通过求导方便地得出上、下刀尖点的速度和加速度方程。为直观地显示上、下刀尖点随曲柄转动的变化,通过Matlab平台编制程序绘制了上、下刀尖点的位移-曲柄转角曲线图,并依据所建立的运动学优化模型通过进一步的编程对摆动式飞剪机构的关键尺寸进行了优化,得出了一组关键尺寸的最优值。同时,在机械系统多体动力学仿真软件Adams中建立了摆动式飞剪机构的三维模型,进行运动学仿真和关键尺寸优化,结果与Matlab得出的结论一致,验证了理论分析的正确性。     

行星齿环传动及其应用研究

提出了一种适用于无游梁抽油机的新型传动机构--行星齿环传动.该传动机构主要由上下齿条和左右半内齿轮构成的封闭形状和行星轮组成,行星轮分别与齿条和内齿轮啮合,带动该机构直线往复运动.该文通过建立行星齿环传动机构的运动学分析模型,导出了其系杆和齿环滑决速度、加速度计算公式.在行星齿环式无游梁抽油机方案设计的基础上,研制出该抽油机的小型样机,并对样机的运动性能进行了数值分析和试验研究.研究表明该传动机构具有良好的运动特性.     

抽油机运动特性研究

抽油机是石油开采领域最重要的两大石油装备之一,其性能的优劣直接关系到各油田的经济效益。首先从理论上研究了游梁式抽油机的运动特性,得到了悬点位移、速度、加速度的解析式;随后利用计算机仿真技术对某典型游梁式抽油机的运动进行了仿真模拟,经过对比分析可见两种研究方式得出的结果基本一致,即：悬点位移、速度呈类似正弦规律变化;加速度呈类似余弦规律变化。以理论分析为基础,借助于先进的计算机仿真技术,在进行抽油机设计初期即可掌握其运动特性,这为新型抽油机的开发以及现有抽油机的结构优化提供了可靠依据。     

导杆式万向节的运动分析及仿真

针对常用万向节难以限制输入和输出轴夹角,且难以在有轴向压力和拉力下的情况下正常工作的问题,设计了一种新型恒等速三导杆式万向节装置,并对导杆式万向节的结构进行了介绍,详细阐述其工作原理,建立了万向节的三维模型,使用D-H变换对其进行了运动学求解,求出了导杆式万向节导杆与输入轴间距、导杆行程、铰接点到导杆行程端点距离和输入轴与输出轴最小夹角等主要参数之间的关系和运动特性。利用仿真软件对其实际运动过程进行仿真和实验,实验和仿真与推导结果一致,验证了该装置结构设计的合理性和理论推导的正确性,为导杆式万向节的设计和使用提供了理论基础。     

四连杆抽油机驱动机构的运动学及动力学分析

发明并设计了一种新型节能型抽油机——四连杆抽油机,基于新型抽油机结构设计,重点分析研究其驱动机构的运动学及动力学规律,在理论分析基础上,结合计算机仿真技术对其进行了实例验证,并综合分析该新型抽油机驱动机构的性能指标,结论表明,该新型抽油机与同型号游梁式抽油机相比,具有较低能耗和良好的经济性能。     

基于MATLAB的斜轴式柱塞泵运动学分析

该文利用空间坐标转化的方法对斜轴式柱塞泵进行了运动学分析,理论上推导了柱塞球心点的位移、速度、加速度的运动方程,同时计算出柱塞端在缸体内摆动的运动方程,从而推导出柱塞的摆动角度及柱塞的有效长度计算公式。利用MATLAB中仿真模块simulink动态模拟仿真了柱塞的运动轨迹,并与某知名品牌斜轴式柱塞泵参数进行对比,验证运动方程与实际参数。     

游梁式抽油机节能方法研究

本文对现有的抽油机节能方法进行分析与比较,在前期研究的基础上提出了一个新型的抽油机节能方式,在通过改造游梁式抽油机的机械动力系统以及能量传动系统来使游梁式抽油机在油田的采油生产中能够更节省能源与电力,从而提高生产采收效率。     

导杆机构的MATLAB运动仿真

用复数法对导杆机构进行运动分析,研究摆动导杆机构中摆杆的角位移、角速度、角加速度,滑块的速度、位移.应用MATLAB中的SIMULINK模块对导杆机构运动进行了仿真,输出了仿真图形,直观地揭示了摆动导杆机构中摆杆、滑块的运动规律.     

游梁式抽油机的运动学分析计算

以游梁式抽油机为模型,简述了其采油的工作原理,通过作图计算分析了各铰接点的速度、位移、加速度的变化规律,并对具体型号的一个抽油机的参数建模进行了动力学分析,其结果为今后的抽油机选型设计及加载实验提供了理论性支持。     

抽油机智能平衡调节装置

针对传统抽油机平衡装置效果不好的问题,设计了抽油机智能平衡调节装置,在游梁式抽油机不同生产工况条件下,通过应用调节装置实时调整平衡块位置,达到最佳平衡效果。重点介绍了该装置的具体结构,由电机、联轴器、丝杠、平衡块、导杆等组成,并对主要零部件进行了设计计算,通过计算表明该装置可以满足使用要求。