双驴头抽油机优化设计

后驴头轮廓曲线的形状是双驴头抽油机设计的关键。对后驴头轮廓曲线为偏心圆弧的双驴头抽油机运动规律作了进一步探讨，用矢量法建立了机构运动分析和动力分析的数学模型，且以上冲程扭矩因数峰值最小作为优化设计的目标函数，用优化理论中的复合形法进行优化计算，得到最优设计结果。计算实例表明，YCYJ14－5－53HB双驴头抽油机在最大冲程和最高冲次时，加速度和扭矩因数峰值比较小，减速器输出轴净扭矩波动不大，消除了负扭矩。     

双驴头抽油机的优化设计

阿基米德双驴头抽油机是目前油田上使用广泛、性能较好的一种抽油机,由于对其研究不够使它的性能没有得到充分发挥。研究了阿基米德双驴头抽油机的优化设计问题,建立了其优化数学模型,给出了相应的计算公式。对YCYJ10－5－37HB双驴头抽油机在保留原游梁支架和底座的条件下进行了优化计算。计算结果表明,其最大扭矩因素下降了9个百分点,节能效果显著。     

双驴头抽油机后驴头型面设计的数值分析方法

后驴头的型面对双驴头抽油机的性能有很大的影响,须进行优化设计才能实现精确平衡,达到节能降耗的目的。针对后驴头型面为阿基米德螺线的双驴头抽油机设计模型中复杂的超越方程解析求解的困难,结合MATLAB的函数,编制相应的M文件,给出一种数值分析方法,进行一阶导数和二阶导数的运算,从而进行抽油机运动分析和动力分析,完成优化设计。该数值分析方法简单易行,以差分代替微分运算,为双驴头抽油机的性能分析提供了数值分析手段。运算精度足以满足工程设计的要求。     

游梁式抽油机主参数优化设计的基本原则

游梁式抽油机的优化设计应以能耗小、综合性能指标合理的多目标函数作为寻优的准则和基础。既要考虑到几何尺寸,也要考虑到平衡因素。为此对优化设计的目标函数、设计变量、约束条件及寻优算法作了较深入的论述,并以冲程为4.2m抽油机为实例进行了寻优计算。     

抽油机侧转式驴头改进设计

为解决抽油机驴头设计缺陷,利用高级数值模拟技术研究了驴头的变形、应力分布规律,并对驴头进行了优化设计,研究了优化设计后的驴头变形、应力分布规律。结果表明,优化后的驴头在满足经济性的同时,工作安全可靠性显著提高。     

后驴头为圆弧的双驴头抽油机运动与动力分析

建立了后驴头为单圆弧、3圆弧的双驴头抽油机运动、动力分析方法和解析方程;分析了某厂生产的双驴头抽油机的运动、动力特性及双驴头抽油机的优缺点。得到后驴头为单圆弧的双驴头抽油机运动、动力性能优于常规游梁式抽油机;后驴头为3圆弧的双驴头抽油机性能优于单圆弧的双驴头抽油机;后驴头为3圆弧的双驴头抽油机其后驴头弧线长度设计必须合适;一段圆弧向另一段圆弧过渡时由于力臂的变化,将引起力的变化等结论。     

液压双驴头游梁式抽油机节能与减振的研究

鉴于常规梁式抽油机安全可靠，但能耗高的特点，研制了CJS14－5．5－80YY型液压双驴头梁式抽油机。以节能和整机减振为核心，双系统优化后的液压双驴头游梁式抽油机做了较详细介绍。论述了节能原理、整机减振及提高液压系统可靠性的措施，从原理上实现了既节能又减振的目标。前期试验证明，该新型抽油机与常规抽油机相比，悬点荷载减小30％－40％，节能30％以上，是一种楮推广的新机型。     

基于遗传算法的游梁式抽油机的优化设计

抽油机优化设计是一个多目标、多条件约束的优化问题 ,同时也是一个NP计算问题。采用包括复合形法在内的优化方法均不能保证得到全局最优解。为此 ,提出了一种以上冲程最大扭矩因数最小为目标函数的用于常规式抽油机优化设计的遗传算法。该算法首先利用复合形法在可行域内构造遗传算法的初始种群 ,然后在此种群中进行遗传变异 ;同时对抽油机杆件尺寸采用浮点数编码方案 ,采用简单的排序选择算子 ,对个体进行杂交、变异操作。与复合形法优化计算结果比较 ,可以看出采用遗传算法的抽油机优化设计方法是稳定而高效的。     

抽油机驴头的拓扑优化设计

传统设计的CYJ8-3-37HF型抽油机驴头在使用中出现裂纹。文章应用有限元分析软件ANSYS。采用变密度法建立拓扑优化模型，对抽油机驴头进行拓扑优化设计。优化了驴头结构，降低了应力峰值和生产成本，延长了使用寿命。     

常规抽油机改造成旋转驴头抽油机后支架的计算

从旋转驴头抽油机的特点及其在国内油田的使用情况出发，提出了常规抽油机改造为旋转驴头抽油机时主要承载部件的校核计算问题。以ＣＹＪ１０－３－５３ＨＢ型常规抽油机改造为ＣＹＪＺ１０－４．２－５３ＨＦ（Ｇ）型旋转驴头抽油机为例，运用结果分析程序（ＳＡＰ５）对改造后的支架进行了校核计算。结果表明，支架经局部加强后，其刚度、静强度、疲劳强度及稳定性均满足使用要求，从而为油田进行抽油机改造提供了理论依据。     

气平衡抽油机游梁与横梁轴承座螺栓联接优化设计

在对气平衡抽油机游梁与横梁轴承座螺栓联接进行受力分析的基础上，讨论了其联接的优化设计。以联接的综合面积最小为目标函数，以接合面不滑移、螺栓不拉断、接合面不压溃、轴承座不翻转及联接尺寸限制为约束条件，给出了联接的动态优化数学模型及求解方法。以ＣＹＪＱ１４－５－７３ＨＱ型气平衡抽油机为例作了具体设计计算，并给出优化设计结果。     

前置型双驴头游梁式节能抽油机设计

针对我国油田开采的现状和抽油机的使用状况，提出了前置型双驴头游梁式抽油机(以下简称双驴头抽油机)的设计方案，对双驴头抽油机的几何计算和运动分析进行了推导。以14型5m抽油机为例，对常规型和双驴头游梁式抽油机的性能参数进行了计算和分析对比。结果表明，双驴头游梁式抽油机结构紧凑、体积小、重量轻，且动力性、平衡率高、能耗低，比常规型游梁式抽油机节能25％以上。     

直线电机抽油机运行参数优化设计

为使直线电机抽油机具有最佳的节能效果,运行参数更加合理,研究了直线电机抽油机动力学模型,确定了直线电机抽油机运行参数优化设计的目标函数,给出了优化设计中的约束条件,采用惩罚函数法及Newton迭代法,编制了优化软件并对直线电机抽油机运行参数进行了优化设计.结果表明:优化后的悬点动力示功图与理论静力示功图吻合性较好,装机功率变小,具有很好的节能效果.     

双驴头抽油机柔性连杆断裂机理分析

双驴头抽油机在使用过程中经常出现柔性连杆断裂的故障。以后驴头型面为阿基米德螺旋线的双驴头抽油机为例,分析后驴头型面参数与柔性杆断裂的关系。依据得到的结论提出了改进措施。分析结果表明该柔性连杆断裂的故障可以避免。研究结果已应用到双驴头抽油机的设计及实际生产中,得到了很好的效果。     

抽油机旋转驴头运动分析和参数计算软件开发成功

1986年以来,我厂研究出常规及异相曲柄偏置型抽油机的平衡块最优位置和曲柄销最优偏置角公式。此后又导出了双驴头抽油机的最优平衡重的计算公式及曲柄销最优偏角的计算方法。今天又传出喜讯,旋转驴头的光杆位置函数PR及悬点加速度a的计算公式被推导出来了,而且旋转驴头的运动分析和最优参数计算软件运行成功。至此,我厂已具备上述四种类型抽油机的运动分析、尺度综合和选优软件。     

旋转驴头抽油机设计计算

介绍了旋转驴头抽油机的特点及国内油田的应用情况，运用简洁实用的计算方法详细推导了驴头抽油机的几何计算、运动计算、动力计算及扭矩因数计算的公式。以CYJZ12－6－73HB型旋转驴头抽油机为例进行了具体的计算，并给出了加速度曲线和扭矩曲线图。     

基于遗传算法的双万向轴优化设计

双万向轴的优化设计中，以中间轴的外径和内径为设计变量，目标函数是要使中间轴在传递转矩一定的情况下，质量最轻。双万向轴的优化数学模型必须满足强度、刚度、振动条件、稳定性及边界条件的约束。提出用遗传算法来优化双万向轴的设计，阐述了遗传算法的基本原理、方法，给出了双万向轴优化问题的适应度函数。实例计算表明，遗传算法具有很强的全局寻优能力，能找到比常规优化法更优的解。     

基于虚拟样机技术的双驴头抽油机CAD系统

通用的动力学仿真软件无法真正实现双驴头抽油机柔性连杆机构在虚拟环境下的运动干涉仿真、运动轨迹仿真和实时动态仿真,为此,建立了基于虚拟样机技术的双驴头抽油机CAD系统。该系统分为三维模型虚拟子系统、数据管理子系统、CAD分析子系统、动态仿真子系统。应用该CAD系统完成CYJ145型双驴头抽油机的优化设计,并实现该型抽油机系统三维动态仿真和虚拟环境下的性能分析,验证了该系统的正确性和实用性。该系统的实现有效地解决了双驴头抽油机变参数柔性连杆机构三维动态仿真的难题。     

双驴头抽油机优化设计与运动学仿真分析

借助三维建模软件UG与动力学仿真软件ADAMS建立双驴头抽油机虚拟样机模型,并进行运动学仿真分析。研究了该抽油机在上、下冲程过程中的运动特性,仿真结果与实际值吻合较好,验证了虚拟样机模型参数设置的有效性与可靠性。以CYJS10-5-37型双驴头抽油机为例,进行优化设计,减小了减速箱扭矩峰值,提高了节能效果。     

常规抽油机改造为双驴头抽油机的设计与实践

为了满足油田对长冲程抽油机的需求 ,提出了一种将 10型 3m常规游梁式抽油机改造为 10型长冲程双驴头节能抽油机的设计方法。在改造 10型 3m常规机时 ,考虑满足冲程和结构强度需要 ,尽量采用较多的原抽油机构件 ,对双驴头抽油机进行了结构尺寸优选、构件尺寸设计、减速器设计和支架改造等工作。还根据改造中遇到的平衡问题、驴头让位以及后驴头焊接定位问题 ,作了相应的改造。目前已有 5 0余台改造机在油田使用 ,最长的运行 2a多 ,运行可靠 ,节能效果显著 ,证明改造设计是可行和成功的