抽油机计算机辅助模块化设计方法探讨

目前,国内抽油机制造企业较多,规模较小。各厂家抽油机品种单一,同类产品尺寸混乱。在开发满足油田需要的新型（规格）抽油机时,开发周期长,响应市场速度慢,致使抽油机制造企业效益普遍较差,也给油田的使用、管理及维护带来了很大方便。现文提出了抽油机计算机辅助模块化设计方法,对其系列型谱建立、模块设计及组合等问题进行分析和探讨,运用功能原理对抽油机进行了模块划分。这种方法适合我国抽油机制造企业向多品种、小批量及规模化方向发展,能给油田及抽油机生产厂家带来较好的经济效益。     

抽油机的计算机动画仿真技术

计算机动画仿真是抽油机CAD软件包的一个重要组成部分。采用直接访问视频存储器技术,动画显示速度快、无闪烁、效果显著。给出了运行于微机上的六杆增程式游梁抽油机的计算机动画仿真实例,分窗口、分画面同时显示抽油机的运行以及悬点位移、速度、加速度、扭矩因数、载荷扭矩、平衡扭矩、曲柄轴净扭矩线图的动态图形,具有实时、直观的优点。这种方法还可直接运用于机械设计的其他领域。     

游梁式抽油机CAD系统

介绍了游梁式抽油机CAD系统的特点、结构组成及各部分作用;通过计算机辅助设计抽油机中央轴承的全过程,阐述了计算机辅助设计的基本方法,为设计制造和使用游梁式抽油机的工程技术人员提供了一种有用的工具。     

抽油机运转过程的计算机仿真及应用

论述了在抽油机概念设计中应用计算机仿真技术的意义 ,介绍了抽油机运转过程的计算机仿真系统的功能。通过实例验证了仿真系统的正确性 ,说明了应用计算机仿真技术可以加速抽油机设计进程 ,提高设计质量 ,在设计期间就能预知抽油机的性能。     

电-液模拟抽油机运动试验系统

新型电-浪模拟抽油机运动试验系统为提高抽油泵效率和节省电能消耗的研究提供了试验手段。该试验系统由三级伺服阀和液压缸组成全尺寸模拟抽油机运动的执行机构；由计算机和伺服控制器组成试验系统的信号输入和自动控制部分。详细地介绍了该试验系统的基本组成。工作原理和基本设计。在对试验系统进行建模研究和分析后，得到了该系统的数学模型和动态响应指标。还对系统作了带载模拟抽油机运动的试验，并用动态分析仪对系统的输入、输出信号进行了测试。试验表明，该模拟系统能圆满地复现抽油机的运动规律，具有模拟精度高、工作稳定可靠等特点。     

游梁式抽油机与摩擦换向抽油机

游梁式抽油机为传统结构抽油机，在油田应用广泛。近几年出现的摩擦换向抽油机在结构、机理及其它方面与游梁式抽油机特点都有较大区别。分析讨论了两种抽油机各自的特点。     

Inventor在抽油机皮带轮护罩设计中的应用

应用Inventor软件对抽油机皮带轮护罩采用三雏设计，通过零件三维参数化模型的建立，对那些形状相同，尺寸各异的零件实现了系列化、参数化设计，极大地缩短了结构设计周期，减少了由于零件的尺寸变化带来的工作量。     

抽油机负载-拖动系统的模拟加载与控制研究

为了研究强波动负载下抽油机电动机的能耗特性,设计了一种抽油机负载拖动系统的模拟加载与控制方案。该控制方案以磁粉制动器作为负载装置,易于达到快速响应与精确加载的目的,同时也可以研究抽油机负载拖动系统的能耗特性,为抽油机高效和节能运行提供理论依据;并可在此基础上,研制一种智能控制器,用于控制油田抽油机拖动装置,使抽油机尽可能实现高效和节能运行。另外,该控制方案具有极大的通用性,置换被测对象或减速器可完成多种测试实验。     

抽油机电动机动态载荷模拟仿真优选技术研究

根据抽油机电动机动态载荷的工况,建立了异步电动机仿真模型,采用PID算法调节电动机扭矩使电动机优化运行,通过异步电动机建模的特例对常用四种电动机的恒功率和恒扭矩动态载荷能耗情况进行仿真分析.仿真结果表明:在含少量倒发电的正常油井工况下,永磁电动机在功率因数上有明显的优势,而开关磁阻和高转差电动机具有更高的效率及性能.该仿真控制模型验证了抽油机动态载荷的电动机性能,为油井电动机的优选与改造提供了依据.     

偏轮游梁抽油机结构与运动特点分析

偏轮游梁抽油机是一种新型长冲程度效节能抽油机,该抽油机与常规游梁抽油机相比的结构特点是游梁尾部装有一个偏轮,在偏轮与游梁中心支架之间增加了操纵杆,游梁尾部、横梁、操纵杆与偏轮之间用轴承联接而成。通过计算出悬点的位移、速度和加速度并绘制出各曲线,对该抽油机运动分析表明,最大加速度明显减小及加速度的变化率减小。     

斜直井游梁式抽油机的优化设计及图形仿真

以斜直井抽油机的扭矩因数为目标函数，以传动角、抽油机的工作空间等为约束条件，采用约束尺度法对外直井抽油机的运动参数进行了优化设计，并对抽油机的运动作了动态图形仿真，仿真发现这种优化设计的抽油机适用于０°～４０°的斜直井。还画出了对应于若干井斜角的扭矩因数曲线，并对这些曲线作了对比分析。     

一种通用性游梁抽油机支架平台

介绍了一种通用性游梁抽油机支架平台结构,可以使不同机型的抽油机使用同一种支架平台,且结构简单,操作方便。该支架平台特别适用于斜直井游梁抽油机,使用1个支架平台可适应多个不同倾斜角度的支架。如果进行标准化、系列化推广,可以实现不同抽油机生产厂和不同型号抽油机使用同一种支架平台。     

随动复合平衡抽油机动力学分析及计算机仿真

对随动复合平衡抽油机进行了动力分析,得出了包括杆件受力、曲柄扭矩及最佳平衡半径在内的动力学计算公式。在此基础上编制了随动复合平衡抽油机仿真软件,介绍了编制软件采用的关键技术,并给出了仿真实例。结果表明,仿真结果可信,可用于指导该型抽油机的设计和改进。     

抽油机游梁的优化计算

指出了游梁式抽油机游梁优化设计计算的必要性,建立了数学模型,介绍了求解方法,并从制造和使用角度分析了游梁应采用的结构形式,提出了合理全面的边界条件和约束条件,并举例进行了优化计算。优化后材料比优化前节约8.7％,且强度、刚度、稳定性可靠,每年可为企业节约几十万元资金,经济效益十分可观。     

滚筒式抽油机加动载荷模拟试验装置设计

针对新型滚筒式抽油机的负载特性,设计了一套抽油机加动态载荷模拟试验装置。采用油缸模拟井筒加动态载荷方案,最大程度还原抽油机的真实加载过程。建立该系统的理论分析模型,采用Adams仿真软件对其进行运动仿真分析,两者的分析结果吻合。应用最小二乘拟合原理,将试验测试的抽油机实时负载数据进行拟合处理,得出实测示功图,并与理论示功图进行对比分析,证明该加载系统能够准确反应抽油机的负载特性,可为新型滚筒式抽油机的设计与改进提供可靠的试验数据。     

游梁式双驴头双井抽油机动力性能分析

采用Solidworks软件建立了某型抽油机的虚拟样机,并建立了相应的运动和动力解析方程。通过Motion仿真得出了该抽油机运动参数和动力参数的变化规律。理论分析和仿真计算表明,该抽油机负扭矩明显降低,节能效果良好。     

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％。     

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。     

塔架式数控抽油机运动学及动力学特性分析

塔架式数控抽油机的传动效率高、冲程长、易于调平衡,且能实现抽汲参数无级调整,节能效果显著。根据该抽油机的结构特点及运动特征,推导了悬点速度、加速度、位移计算公式。根据力矩平衡原理,建立了减速器扭矩计算模型。通过实例计算,并与常规游梁式抽油机相关参数对比,分析了其运动学和动力学特性。为塔架式数控抽油机—深井泵系统配置合理生产参数提供理论支持。