非对称结构曲柄的改造设计

针对油田小排量机井增加的实际情况,对在用的非对称循环抽油机中曲柄装置的结构特点进行研究,提出了该曲柄结构的改造技术方案。实践证明该项技术适合大偏置角、小扭矩工况参数下的曲柄改造,具有加工费用低、易行和调节方便等优点,有效地解决了非对称循环抽油机在小排量机井下的继续应用问题。给出了该曲柄结构改造的设计原理、注意事项和主要计算公式,为同类大偏置角和非对称结构曲柄装置的改造设计提供了参考依据。     

游梁抽油机偏置复合平衡评价

以常规10型游梁抽油机实测工况为例,对抽油机偏置复合平衡的结构特点及曲柄净扭矩特性进行了评价,将游梁平衡重偏置一定角度,可在一定程度上改善抽油机扭矩特性的连杆等部件的受力状况,可用于在用旧抽油机的技术改造,当悬点负荷接近抽油机额定负荷时,曲柄平衡抽油机平衡效果受到曲柄平衡块回转半径的限制,各特性参数会负荷的增加而恶化,采用偏置平衡的方式可在一定牙改善抽油机在大负荷下的扭矩特性。     

非对称循环游梁平衡抽油机初探

非对称循环游梁平衡抽油机（以下简称非对称机）是在常规型曲柄平衡抽油机（以下简称常规机）的基础上,变摇杆的对称循环为非对称循环;变曲柄平衡为游梁平衡。通过几何特征、扭矩因数曲线、扭矩曲线的分析,阐述了这种抽油机的节能机理。理论计算表明：这种抽油机具有良好的运动特性及动力特性,节能效果好,值得尝试。     

游梁式抽油机平衡与节能研究的新方法

给出了游梁式抽油机曲柄轴工作扭矩的傅里叶级数展开式和经三角函数变换后的傅里叶级数变形形式；利用数值积分的方法，以ＣＹＪ１０－３－５３ＨＢ型抽油机为例，由抽油机计算软件包计算了在冲程Ｓ＝３ｍ，冲次ｎ＝９ｍｉｎ－１及泵径Ｄ＝９５ｍｍ的工况下的前９项傅里叶系数和各次平衡后的曲柄轴净扭矩及电动机功率等主要参数。在此基础上，阐明了抽油机的平衡及二次平衡计算的理论依据及偏置抽油机的节能原理，为抽油机的平衡及广义相位角（即偏置角）的优化计算提供了优化目标。     

CYJQ10—3．6—37HXP悬挂偏置游梁复合平衡抽油机

针对江苏油田小断块、低渗透率油井采油工艺要求，研制了CYJQ10－3．6－．36HXP悬挂偏置游梁复合平衡抽油机。这种新型抽油机吸取了气平衡前置式和双驴头抽油机的节能优点，采用悬挂偏置游梁复合平衡的方式，更加适应井下载荷变化规律，从而降低了减速器输出轴扭矩。在相同工况下与异相曲柄抽油机对比，在厂内台架试验中正扭矩峰值降低幅度在70％以上，负扭矩峰值降低约80％，节电率达16．9％－42．3％。在现场试验中，这种新型抽油机的节电率达15％。     

一种矮型抽油机

大庆油田抽油机井系统效率不太高（一般为20％左右），其原因之一是抽油机的结构尺寸不太合理。大庆采油五厂于1989年研制出一种新型实用的矮型异相曲柄平衡抽油机，经生产试验，节能效果比较明显。互结构和节能原理矮型抽油机的结构示意图如图1所示。矮型抽油机节能的原理，主要有以下两点：一是由于四连杆机构的极位夹角为10”，因而使其结构为非对称循环结构，即上冲程曲柄转角为190°，下冲程为170°；二是曲柄平衡的中心线相对于曲柄销中心线有一偏角（32°～36°），因而使其平衡力矩提前出现。这样就可以达到输出净扭矩变化平缓，峰…     

16型异相游梁异相曲柄复合平衡抽油机

为了满足深井油区中后期开发的需要 ,研制成功CYJY16— 5 4— 89HF/B型异相游梁异相曲柄复合平衡抽油机。抽油机结构设计采用异相曲柄平衡和异相游梁平衡 ;游梁平衡重重心到游梁旋转中心连线与游梁后臂的夹角λ =2 2° ,游梁平衡重质量 6 5 0 0kg ,游梁平衡重最大平衡力臂 4 2 15mm ,最小平衡力臂 2 6 6 6mm ;曲柄偏置角τ =- 7° ,曲柄平衡重最大平衡扭矩 2 0 3kN·m ,游梁平衡重的平衡效应占总平衡效应 (曲柄水平时 )的 37%。     

游梁复合偏置平衡节能型抽油机的优化设计

采用游梁、曲柄复合偏置平衡技术方案设计了一种小型游梁抽油机。建立了数学模型和目标函数,采用网格法寻优,对该抽油机进行了优化设计。优化结果表明,抽油机受力情况有所改善、减速器输出轴均方根功率、减速器输出轴当量扭矩、峰值扭矩和负扭矩都有大幅度下降,获得了较好的节能及综合性能。     

常规型抽油机的两个最优参数

文章对常规型抽油机在任意给定的负载下,导出了使切线力T的方差、净扭矩M的方差、均方根净扭矩、波动系数CLF达到最小的曲柄销偏置角τ和平衡块位置r的计算公式。     

带副四杆机构的联动平衡游梁式抽油机

带副四杆机构的联动平衡游梁式抽油机是在常规偏置型游梁式抽油机的基础上研制而成的一种新型抽油机。其结构特点是:在游梁和支架上加装副连杆和副游梁,改变其平衡方式,变曲柄平衡为随游梁位置变化而变化的平衡扭矩游梁平衡,从而使新型机既具有常规游梁式抽油机可靠耐用的优点,又有良好的节能效果。与相近井况的偏置型游梁式抽油机对比,测算近500台新型机平均节电率为18.3%,自2001年投产至今,连杆、曲柄销及平衡装置未发生故障,是一种值得大力推广的机型。     

论抽油机的平衡相位角与节能——从“游梁式抽油机曲柄平衡重安装方式的探讨”一文谈起

本文讨论了不同平衡准则对抽油机节能效果的影响,给出曲柄平衡重最佳相位角的计算公式,并指出,在平衡计算中,应当用均方根扭矩最小准则代替目前采用的上、下冲程峰值扭矩相等准则。作者还认为,常规式抽油机的曲柄旋转方向应规定为逆时针,并建议研制可调相位角的曲柄平衡重。     

渐开线天轮抽油机的优化设计

针对油田机采设备的节能要求,根据抽油机设计理论,提出以渐开线作为小天轮变径轮廓,使作用在小轮上的拉力变化幅度减小,降低减速器输出轴扭矩峰值,实现节能目的。通过对该机运动规律的研究,给出了该机悬点位移、速度和加速度的计算公式和方法,以上冲程最大扭矩因数峰值最小为优化设计目标函数,建立了总体机构运动分析的数学模型,采用复合形优化设计法进行优化设计,并结合现场实际经验确立最终的主体结构参数。实际测试结果表明,渐开线天轮抽油机在同等载荷工况下,与常规机相比,平均有功节电率达26.51%。优化设计结果为同类型抽油机的设计计算提供了依据。     

偏轮游梁抽油机节能效果研究

从抽油机相同工况下的光杆示功图（悬点载荷）,曲柄轴净扭矩,均方根功率,周期负载率和整机地面效率等节能指标的计算出发,对常规游梁抽油机,异相型抽油机和偏轮游梁抽油机进行了节能效果比较分析,结果表明偏轮游染抽油机具有明显的节能效果。     

游梁式抽油机主体机构节能的优化设计

本文以节能为目标,用计算数学和数学规划的方法,对游梁式抽油机主体机构进行了动力分析及动态优化。全套算法适用于计算机运算,从而能快速取得精确的结果。计算中考虑了构件的惯性和曲柄平衡相位角。在取得曲柄计算扭矩的同时也算出了各铰接点的内力。将程序稍作改动,可用于前置式抽油机。     

下偏杠铃抽油机

下偏杠铃抽油机结构和常规抽油机结构类似,只是在游梁尾部增加了一个杠铃装置,使其与曲柄一起平衡井口载荷,从而降低了减速器峰值扭矩,使扭矩变化更加均匀。文章介绍了该类型抽油机的结构、特色技术、技术参数、工作原理、室内实验、现场试验及应用情况,指出该抽油机具有较好的节能效果,适合于中深采油井使用。     

折梁式抽油机的设计原理及评价

折梁式抽油机是由常规游梁抽油机衍生而来,它有一个后伸并下折的游梁,废弃了钢丝绳而增加了游梁平衡;由于平衡重的多块组合方式,使得平衡重很容易得到增减而方便平衡调节。文中分析了折梁式抽油机的设计基础,对平衡重、连杆力和净扭矩进行了分析与推导,将常规游梁平衡、纯曲柄平衡和曲柄游梁复合平衡与折梁式平衡进行了对比。分析认为,折梁式抽油机平衡效果好,节能显著,适应大型机小泵深抽作业,但杆油比小时,连杆力会产生     

基于虚拟样机技术的游梁式抽油机参数分析

游梁式抽油机用量大,能耗高,其工作效率一直受到广泛关注。曲柄转矩是影响抽油机效率的关键因素之一,与结构参数密切相关。采用ADAMS机械系统动力学仿真软件建立了游梁式抽油机的虚拟样机,以此为基础针对影响曲柄转矩的2个因素,即曲柄轴位置和连杆销孔位置,开展了虚拟试验研究。研究结果对游梁式抽油机的结构设计和改进具有指导意义。     

摆杆型游梁式抽油机的节能效果分析

在对摆杆型游梁式抽油机进行详细运动分析的基础上，应用动能定理的功率方程对其进行了平衡分析，得到了曲柄输出轴扭矩的解析表达式。同常规型游梁式抽油机比较，该机型可以显著降低曲柄输出轴的最大扭矩，减小甚至消除负扭矩，在降低能耗的同时改善了减速箱的受力状况。分析表明，该机型由于自身结构特点具有明显的节能效果，应用前景好。     

一种新型抽油机的性能分析

提出了一种新型曲柄连杆式抽油机的结构方案，其特点是把游梁和驴头做成一扇形体，连杆在支架下方推动游梁和驴头的扇形体做大摆角往复摆动来实现抽汲作业。通过对这种结构抽油机的运动规律和动力性能所进行的分析，表明其动力性能优越，曲柄轴扭矩波动小，整机耗电少，并且具有结构紧凑、体积小、重量轻等优点。