异相游梁平衡抽油机使用范围研究

文章介绍了异相游梁平衡抽油机的使用情况。对6型2．5m、10型4．2m及14型4．8m异相曲柄平衡和异相游梁平衡抽油机，在泵径为Ф32、Ф44、Ф57、Ф75mm4种工况下的能耗、减速器的峰值扭矩、支架及连杆的受力进行了对比分析，在此基础上，归纳出了异相游梁平衡抽油机的使用范围。     

抽油机异相游梁平衡研究

首先介绍了异相型抽油机的特点和应用情况，然后提出了异相游梁平衡的概念，给出异相游梁平衡的定义，并推导出异相游梁平衡的理论计算公式，最后，以１６型６ｍ游梁式抽油机为例，计算了在曲柄平衡（τ＝－７°，Ｗ′＝０）、复合平衡（τ＝－７°，λ＝０°）及异相游梁复合平衡（τ＝－７°，λ＝－２１．８°）等３种平衡方式下该抽油机的主要技术参数和机构的受力情况。结果表明：抽油机采用异相游梁复合平衡无论与采用曲柄平衡，还是与采用复合平衡相比，都具有明显的优点。对重型、长冲程抽油机的设计具有重要的指导意义。     

双平衡游梁抽油机

双平衡游梁抽油机增加了下偏式游梁平衡 ,是常规型和异相型抽油机进行节能技术改造的最佳形式。该机调平衡的方式有 :①调曲柄平衡 ;②调节杆伸、缩 ;③增、减游梁平衡重重量。由于调平衡的范围广 ,可以极大地降低减速器峰值载荷 ,均衡电机负荷 ,具有很好的节能效果。1 基本结构在常规型或异相型抽油机上 ,增加平衡臂、平衡块和调节杆 ,就成为双平衡游梁抽油机 (图 1)。图 1　双平衡游梁抽油机1平衡臂 ;2平衡块 ;3调节杆在常规型或异相型抽油机的游梁尾部加装上Ｕ形槽挂轴座 ,在游梁底面加装调节杆座 ,再将驴头置于上止点 ,把平衡臂和平衡块…     

16型异相游梁复合平衡抽油机性能测试

根据我国油田的开发现状及抽油机的应用情况 ,提出了 16型抽油机改进设计方法 ,并对改进后的CYJY16— 5 4— 89HF B型异相游梁复合平衡抽油机进行了整机性能测试 ,测试结果表明 ,该型抽油机的各项性能指标均符合SY T5 0 4 4— 93《游梁式抽油机》及SY T5 2 12— 97《游梁式抽油机质量分等》标准之要求。现场应用表明 ,该 16型抽油机与常规抽油机相比 ,减速器峰值扭矩下降 4 2 %以上 ,节能 30 %以上 ,并且结构简单、承载能力大、可靠性高。     

游梁式抽油机的节能改造

介绍了异相游梁平衡抽油机的特点，并以CYJY12-4.8-73HB型抽油机为例，论述了游梁式抽油机节能改造的具体方法，改造前后参数的变化及经改造而成的异相游梁平衡抽油机的性能。游梁式抽油机改造后，在满足使用条件下，可节电10%以上，同时，还可以改善抽油机的工作状况和受力特性，提高抽油机的稳定性，延长使用寿命。     

调径变矩型抽油机的优化设计与平衡效果分析

调径变矩型抽油机将常轨游梁平衡型抽油机的后臂下偏一个角度，变力臂、变配重，实现了变平衡力矩。文章对其几何尺寸与平衡参数进行了优化设计，证实该机型曲柄轴的均方根扭矩比异相型减少了31．2％，最大扭矩减少了35.3％，平衡效果显著。但净扭矩曲线存在负值，建议增加曲柄二次平衡，设计成复合平衡型抽油机。     

常规游梁式抽油机改造成异相型抽油机的实践

在对比分析常规游梁式抽油机与异相型抽油机结构参数的基础上，提出将CYJ12－4．2－73HB型常规游梁式抽油机改造成异相型抽油机的具体方案：将常规机的曲柄、曲柄销和连杆，用12型异相抽油机的曲柄、曲柄销和连杆替代，并将横梁与游梁连接的轴承座前移。这样改造既解决了在用常规机配件供应匮乏的问题，又可节约可观的设备购置资金。现场使用情况表明，改造成的异相型机运行平稳可靠，冲程增加7％，相应提高了油井产液量和采油时率，并具有一定的节能效果。     

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     

可调径下偏复合平衡抽油机的研制

针对下偏杠铃抽油机游梁平衡力臂不可调节性和游梁平衡配重块笨重从而影响节能的问题,研制了可调径下偏复合平衡抽油机。该抽油机通过在常规游梁式抽油机的游梁尾部增设一套可以调节力臂的下偏游梁平衡装置,实现对抽油机的精确平衡,分散峰值扭矩,减小负扭矩,使净扭矩曲线更加平滑,达到节能降耗的目的。实际运行与测试结果表明,该抽油机节能效果明显,运行平稳,安全系数高,综合性能好,价格低,是稠油开发的理想节能产品。     

游梁式抽油机游梁平衡重计算新模型

为了精确计算游梁式抽油机游梁平衡重的调整量,保障游梁式抽油机安全节能运行,需要对游梁式抽油机的调平衡模型进行研究。分析了游梁式抽油机急回运动特性,得出了抽油机上下冲程所用时间可能不相等的结论,并建立了游梁平衡抽油机上下冲程电机平均输出功率的计算公式。在此基础上,依据抽油机上下冲程电机所做功相等的平衡准则,利用平衡重平均功率变化与电机功率变化的关系,推导出了功率曲线法游梁平衡重计算新模型。实例计算表明:应用新模型对平衡重进行调整后,上下冲程电机做功差值很小,更能满足上下冲程电机做功相等的平衡准则要求;抽油机上冲程运行时间越长,平衡重调整量越大,而下冲程运行时间越长,平衡重调整量越小;当上下冲程运行时间接近时,新模型和简化模型计算结果接近。这表明,对于上下冲程运行时间不相等的游梁式抽油机,利用功率曲线法游梁平衡重计算新模型调整平衡重,抽油机平衡状况更佳。      

调径变矩节能抽油机平衡方案研究

研制的调径变矩节能抽油机显著特点是取消了常规抽油机的曲柄平衡 ,将抽油机的游梁设计成Γ形弯游梁体和I形吊臂两段 ,通过改变吊臂上配重质量和其重心运动轨迹综合调整平衡 ,可针对悬点载荷峰值Wmax出现的不同位置 ,将配重力矩对应地调到最大 ,有效地削减峰值扭矩。这种抽油机平衡率达 90 %以上 ,比常规抽油机节电 30 % ,制造成本下降 10 % ,售价低7% ,已在全国各大油田推广应用。     

B游梁抽油机的性能分析

将游梁式抽油机的游梁设计成具有弯曲尾游梁的结构,并在尾游梁上配置一定量的平衡块,同时改变尾轴承座的位置,通过特殊的游梁平衡和曲柄平衡的综合平衡作用,能够有效地减小抽油机净扭矩的峰值和谷值的绝对值,减缓抽油机输出扭矩的波动,并减小抽油机主要构件的受力,达到既节能又可靠的目的.     

曲柄转向对异相平衡抽油机节能效果的影响

实践和计算表明,目前国内使用的异相曲柄平衡抽油机因连杆力和支架水平分力大而加剧噪音,曲柄销折断事故增多。在合理设计杆长的基础上,用小极位夹角及改变转向等技术措施,同样能取得节能效果,并使连杆力等明显降低。     

游梁式抽油机运动参数的精确解

根据游梁式抽油机四连杆机构的几何关系和运动特点,建立了游梁的摆动方程,并由该方程得出了游梁摆角变化规律以及悬点运动的位移、速度和加速度的计算公式,从而给出了求游梁式抽油机悬点运动参数精确解的一种计算方法.以CYJ10-3-37HB型抽油机为例,计算了其悬点运动参数,并给出了与简化为简谐运动和曲柄滑块机构运动的对比曲线;分析表明,悬点的上、下死点位置不是常规认为的180°和360°(或0°)曲柄转角,因而按常规计算时悬点位移将出现负值.为此,给出了确定悬点运动死点位置的方法,并计算出CYJ10-3-37HB型抽油机在给定条件下的上、下死点位置为178°7'3"和358°2'37"曲柄转角.该方法既适用于曲柄任意方向旋转的游梁式抽油机,也适用于前置式抽油机,同时还可供研究其它类型抽油机运动规律时参考.     

游梁式抽油机的移动式游梁辅助平衡装置

游梁式抽油机的移动式游梁辅助平衡装置是在游梁上安装一个可移动的平衡块，通过抽油机连杆及辅助连杆（拉杆）带动平衡块沿游梁后臂往复运动，改变平衡块在游梁后臂上的位置，从而获得较好的平衡效呆。还对平衡机构的运动规律、平衡块受力及减速箱曲柄轴扭矩等进行了分析。理论计算及现场试验结果表明，该平衡装置具有降低曲柄轴扭矩峰值、减少曲柄轴扭矩波动及降低抽油机耗电等优点。     

异相平衡式抽油机各杆件几何尺寸的优化设计

本文提出了以抽油机减速器输出轴的实际输出扭矩瞬时值的均方根作为抽油机各杆件几何尺寸的优化设计目标函数的看法,并对目标函数中的变量进行了讨论。同时对CYJ10型抽油机进行了优化设计。优化结果表明;优化后的异相平衡式抽油机减速器的实际最大扭矩比同型号的常规型抽油机降低50％,比API标准中的TM320—213—120抽油机降低21％。     

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。     

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。     

调径变矩抽油机运动学及动力学特性分析

调径变矩抽油机是在前置式游梁抽油机上采用新型平衡方案的一种节能型抽油机,其特点是取消了曲柄平衡,将传统的直游梁设计成3段折线的弯形游梁。根据该抽油机的结构特点及运动特征,推导了其悬点速度、加速度以及曲柄扭矩等计算方程,以CYJ8-3-26HY型抽油机为例进行了模拟计算,并与CYJ8-3-48B型抽油机相关参数进行了对比,借以分析其运动学和动力学特性,为调径变矩抽油机-深井泵系统的生产参数合理配置提供了理论支持。