游梁式抽油机和电动机配套选择模板研究

根据电动机运行机械特性与抽油机负载特性相互配合的理论，通过对影响电动机功率选择的各项因素进行分析，建立了游梁式抽油机电动机配套选择模板，通过对模板的现场试验，有效提高了电动机运行载荷率和功率因数，降低了电动机的损耗，为油田应用和配套选择电动机提供了科学依据。     

变曲柄转速游梁式抽油机结构设想

设想了一种以非圆齿轮副作为游梁式抽油机减速器最后一级传动副的变曲柄转速抽油机的结构。利用非圆齿轮副的变传动比特性，达到在不减少冲次的前提下降低游梁式抽油机最大输入扭矩的目的。计算结果表明：这种变曲柄转速游梁式抽油机与同型号、同冲次非变曲柄转速游梁式抽油机相比，在同样工况条件下，其最大输入扭矩可降低２０％以上。     

一种同轴二次曲柄平衡抽油机方案及性能分析

为了平抑电动机扭矩负荷曲线的波峰和波谷,减小配置电动机的额定功率,提高抽油机系统的工作效率,提出了一种同轴二次曲柄平衡游梁抽油机方案,在常规游梁抽油机一次曲柄平衡的基础上,增加一个同轴不同转速的二次曲柄平衡结构,不仅解决了二次平衡曲柄的安装空间问题,而且还能充分发挥二次平衡效果。对CYJ10-3—53HB型抽油机的计算表明,可以使输出轴峰值扭矩降低38％,节电33．7％。     

节能安全联轴器在抽油机上的应用

节能安全联轴器由带叶片的转子、定子和钢球组成，经配套设计后安装于电动机与抽油机减速器之间。现场试验表明，在抽油机上采用节能安全联轴器，可实现抽油机的软启动和电动机的过载保护，抽油机配套电动机功率可降低７～１０ｋＷ，节电１０％～２０％，具有明显的经济效益。     

螺旋凸轮式抽油机机构优化设计与性能仿真

开采低产井时,由于常规游梁式抽油机冲次偏高,无法满足低产井对低冲次的要求,导致大部分油井供液不足,甚至抽空。这不仅加大了油井的功率消耗,而且加剧了抽油机和井下杆管泵的磨损。鉴于此,设计了一种新型螺旋凸轮式抽油机。该抽油机采用螺旋凸轮作为换向机构,采用大传动比的摆线针轮减速器作为减速机构,具有体积小、质量轻、传动效率高、易于实现低冲次等优点。仿真结果表明,与常规游梁式抽油机相比,该抽油机减速器输出轴扭矩波动小,基本消除了负扭矩,电动机输入功率下降48.65%。     

游梁式抽油机电动机配套选择模板研究

本文根据电动机运行机械特性与抽油机负载特性相互配合的理论,通过对影响电动机功率选择的各项因素进行分析,建立了游梁式抽油机电动机配套选择模板,通过对模板的现场试验,有效提高了电动机运行负荷率、功率因数,降低了电动机的损耗,为油田应用和配套选择电动机设备提供科学的依据,提高了油田开发的经济效益。     

净扭矩呈小波动形态的新型抽油机动力学研究

针对常规游梁式抽油机电动机输入功率过高导致抽油机效率低、能耗过高的问题,研制了一种基于摇块机构的游梁变矩式抽油机。该抽油机传动机构在附加平衡载荷条件下,其曲柄轴净扭矩表现出了非常小的波动形态,电动机效率被提高,从而使抽油机的能耗大大降低。对该新型抽油机传动机构的运动和动力学分析结果表明,新型游梁变矩式抽油机较常规抽油机最大净扭矩大幅降低,最小净扭矩明显提高;其载荷波动系数CLF值趋近于1.0;均方根扭矩值较小,表现了较好的节能效果和很好的长冲程运动和动力性能。     

电动机降额节能试验对比研究

基于游梁式抽油机普遍存在"大马拉小车"的现状,分别测试了在相同工况下37 k W和22 k W电动机拖动抽油机的电参数、扭矩及悬点载荷等,并对比分析了节能效果及降低额定功率对抽油机工作性能的影响。试验结果表明,更换小电动机后,有功功率、无功功率、悬点载荷都有较大幅度的降低。     

吊重滑轮组平衡式抽油机研制与节能分析

基于以降低配套动力为关键的抽油机节能、增产和耐用的新理念 ,设计了吊重滑轮组平衡式抽油机。技术创新点 :(1)改杠杆式游梁为前置式游梁 ,取得了全程跟踪平衡效果 ;(2 )改曲柄平衡为吊重平衡 ,可全部回收利用光杆下落的重力功 ,从而减少减速器做功而节能 ;(3)吊重平衡中采用增力滑轮组结构设计 ,以较少的吊坨产生成倍的吊重平衡力矩 ,从而减少配重 ,节约材料 ,同时减轻吊重钢丝胶带的载荷 ;(4 )改四连杆传动机构为四连杆 曲肘联合转动机构 ,可大幅度降低减速器扭矩和峰值扭矩。与相应规格的抽油机对比 ,吊重滑轮组平衡式抽油机配套电动机功率比老三型机减少 6 0 % ,比新三型机减少 71% ;比老、新三型机耗电分别降低 4 7%和6 0 % ,满载无功损耗降幅更大 ;日耗电能节电率分别为 6 0 %和 70 8%。     

游梁式抽油机二次平衡分析

为解决游梁式抽油机能耗大、效率低的问题，设计了二次平衡装置。这种装置通过是挂在抽油机后端的平衡重的平衡作用，降低一次平衡曲柄轴净扭矩的两个峰值，达到减少能耗提高效率的目的。对抽油机的二次平衡作了较详尽的理论分析，给出了实行二次平衡后曲柄轴净扭矩的计算公式和安装二次平衡装置前后曲柄轴净扭矩曲线图。在大庆油田两口井上进行的现场试验结果表明，安装二次平衡装置后，两口井年节约电费分别为0.25万元和1．17万元，经济效益明显。     

CYJB8—3—26HB六连杆摆杆式游梁抽油机

采用六连杆摆杆式结构型式 ,研制成CYJB8— 3— 2 6HB六连杆摆杆式游梁抽油机。这种抽油机的悬点载荷 80kN ;冲程 3、 2 5、 2 1m ;冲次 5、 6、 7min- 1;减速器扭矩 2 6kN·m ;电动机功率 16kW。设计时整机采用六连杆摆杆式结构型式及摆杆平衡和曲柄平衡复合平衡方式 ,从而改变了整机工作时的受力状态 ;降低了峰值扭矩 ,减小了减速器扭矩最大峰值。经测试 ,六连杆摆杆式游梁抽油机的示功图面积比常规抽油机的小 ,节能 30 %以上 ;悬点速度和加速度均降低 ,整机运转平稳 ,综合性能好     

扇形长冲程抽油机的优化设计与动力仿真

在常规游梁式抽油机的基础上, 设计了一种新型柔性连杆变矩节能扇形抽油机, 其特点是结构简单紧凑, 天车轮可以实现大摆角, 易实现长冲程, 节能效果显著。建立了该抽油机机构尺寸的优化设计方法以及悬点运动规律与动力性能仿真模型。仿真结果表明, 该新型抽油机具有优越的动力性能, 和常规游梁式抽油机相比, 该机曲柄轴扭矩波动小, 基本消除了负扭矩, 曲柄轴最大扭矩约下降 25%, 装机功率约下降 30%, 节能效果在 20%左右。     

常规游梁式抽油机杆件尺寸的优化设计

给出一种常规游梁式抽油机杆件尺寸优化设计的简单方法。用这种方法设计的抽油机的结构特点是:当游梁位于水平位置时,游梁和曲柄都与连杆垂直。这个特点以及杆件尺寸的合理组合,可使抽油机的最大扭矩因数、最大悬点加速度、曲柄轴峰值扭矩和电动机功率都明显减小。这种抽油机同用其它新设计方法设计的抽油机相比较,具有一定的优越性。     

游梁式抽油机连杆辅助曲柄平衡改造研究

为解决常规游梁式抽油机存在的平衡效果差、曲柄净扭矩脉动大、负扭矩和能耗大等问题,提出连杆辅助曲柄平衡的复合平衡改造方案。建立改造后的CYJY10-4.2-53HB型抽油机改造机的虚拟样机,运用ADAMS仿真软件对虚拟样机进行运动学仿真、动力学仿真和优化设计试验,计算出改造后抽油机理论节电率约30%。现场改造样机1台,并进行改造前、后对比测试。测试结果表明,抽油机有功功率下降5.436 kW,系统效率提高13.79%,百米吨液耗电下降0.16 kW.h,年节电量4.76×104kW.h,节电率23.55%。改造机消除了负扭矩,降低了峰值扭矩,从而降低了电机的装机容量,且改造方法简单,节能效果显著。     

柔性倍程抽油机动力特性模型和参数优化

针对常规游梁式抽油机存在能量传递环节多、能耗大、体积大等问题,大庆等多家油田已研发和申报柔性倍程抽油机专利。根据该抽油机运动的特点,研究了其动力学特性数学模型和结构参数的优化。建立了相应的运动和动力分析方程,讨论了抽油机悬点的位移、速度、加速度、平衡重、减速器扭矩和电机功率的变化规律,并利用正交优化的方法进行了结构参数的优化。与原有机型相比,优化后的设备最大扭矩和最大功率分别降低了10.5%和26.5%,改善了设备性能和运行状况,使之更适用于油田生产。     

抽油泵能量补偿装置对抽油机系统的影响

通过对复合活塞的受力分析，导出安装抽油泵能量补偿装置后抽油机悬点载荷的计算公式，进而对抽油机悬点载荷、曲柄轴净扭矩、电动机实耗功率及抽油机系统效率进行了计算和分析。结果表明，安装抽油泵能量补偿装置后可使抽油机悬点最大载荷下降、悬点最小载荷增加，曲柄轴净扭矩最大值下降、负扭矩减小，电动机实耗功率减少，系统效率提高。指出安装抽油泵能量补偿装置后应对抽油杆下部采取有效扶正措施，防止下冲程时抽油杆柱下部失稳。     

椭圆齿轮抽油机初探

椭圆齿轮抽油机是在常规游梁式抽油机减速器的输出轴上，联接一个椭圆齿轮变速器，抽油机曲柄固定在变速器的输出轴上而构成的新型抽油机。椭圆齿轮变速器的共轭椭圆齿轮啮合传动具有定轴性和传动稳定性。导出了椭圆齿轮抽油机的悬点运动方程和功率表达式，给出了一种四型机型的设计参数。计算结果表明，这种抽油机的功率峰值比常规抽油机低２６％，上冲程时间是下冲程的１．４６倍，对节电和提高泵效十分有利。