基于ANN的ESPCP系统转子转速调控技术研究

转子转速是影响螺杆泵寿命的关键。其关联制约因素取决于工况所涉及的物理及化学条件,包括螺杆泵两端的压差、原油的粘度、温度、含砂量、油气比、油水比等。以这些参数作为原始输入,通过两层神经网络确定转子转速与其关联影响因素之间的非线性映射关系,并设计基于人工神经网络的在线转子调速系统。采用这种控制方法有效地延缓了螺杆泵橡胶定子的磨损,保持了较高的容积效率,延长了其使用寿命,同时使螺杆泵的运行具有良好的稳定性、控制灵活性和控制精度。     

静液驱动系统制动工况液压冲击试验研究

针对静液驱动车辆制动工况,从能量守恒角度分析了制动时系统冲击压力的产生机理和影响因素.建立了制动工况压力冲击试验系统,试验研究了在不同输入转速条件下,泵由某一排量阶跃为零进行制动时系统压力冲击情况.结果表明,系统冲击压力与泵轴输入转速成线性关系,研究结果为静液驱动车辆制动控制策略的制定提供了依据.     

基于改进BP神经网络的螺杆泵转速预置模型研究

在螺杆泵的采油过程中,因受到多方面因素的影响,而不能对转子的转速进行准确、实时的调整,为了解决这一问题,提出了一种基于改进BP神经网络的螺杆泵转速预置模型。首先,利用基于L-M算法的BP神经网络方法,预测了螺杆泵当前条件下的最优转速;然后,将所预测的螺杆泵最优转速传递给转速调整模块;最后,通过PID控制调节电机转速,构成了转速预置模型,该模型可以根据实时测得的原油温度、原油黏度、泵端压差、容积效率等数据来预置该条件下螺杆泵的最优转速。仿真实验结果表明:该模型对螺杆泵各工况下的最优转速预测平均相对误差为0.96%。研究结果表明:该模型对螺杆泵转速实时预置具有较好的效果,可为潜油螺杆泵采油系统中转速的实时调整打下基础,有利于提高螺杆泵的使用效率和经济使用寿命。     

双圆锥式无级变速器传动性能的试验研究

采用试验研究的方法,对双圆锥式无级变速器的传动性能以及影响因素进行研究。设计并制造出双圆锥式无级变速器的试验样机,搭建传动性能测试试验平台,并进行性能试验。试验结果表明,保持传动比、输入转速和液压腔压力不变,系统的传动效率随着输入转矩的增加而增加,最终到达最大值,随后逐渐下降;保持传动比、输入转速和输入转矩不变,系统传动效率随着液压腔压力的降低而增加,但过低的液压腔压力会使系统无法高效传递动力;保持传动比、液压腔压力和输入转矩不变,系统传动效率随着转速的增加而减小;当输入转速、液压腔压力和输入转矩不变,增大系统传动比,将提高系统的传动效率。     

基于PLC的螺杆泵监控系统研究

综合分析了螺杆泵在工业现场运行中存在的问题,提出了解决策略.为实现流量的自动准确控制,分析了螺杆泵流量转速关系,选择了合适的控制算法,设计了能够按照用户设定流量运行的监控系统.该系统能够实时监控螺杆泵轴承温度、机座振动以及进出口压力等状态参数,同时还具有安全操作保护功能,提高了螺杆泵的综合性能.现场试验结果表明,该系统运行稳定可靠,显示直观,操作方便,节能效果显著.     

以C8051F330单片机建立的螺杆泵性能参数测试系统

主要介绍了自行研发并已应用于实际的C8051F330单片机的螺杆泵性能测试系统.系统主要实现的是螺杆泵性能参数的检测、单片机系统与上位机通信和对泵的转速进行控制功能.     

几种人工神经网络在潜油螺杆泵转速预测中的比较

在潜油螺杆泵的使用中,转速的选择与控制十分重要,同时转速的预测能够有效地避免泵效下降、延长泵的使用寿命。目前在分析各因素对螺杆泵转速影响的基础上,采用人工神经网络方法建模并进行预测其后续转速已成为研究的热点。在对螺杆泵转速影响因素的分析基础上,采用BP网络、RBF网络和Elman网络分别对转速进行实例研究并观察其误差。结果表明,三种典型的神经网络模型均能够很好地描述任意温度、原油粘度和泵端压差等工况条件下的螺杆泵转速变化特性,实现螺杆泵转速的预测。RBF神经网络训练速度最快且误差值最小,Elman神经网络和BP神经网络的预测误差接近,但前者的训练误差要比后者平滑。     

螺杆泵腔室内流场的数值模拟研究

在SolidWorks软件中建立了螺杆泵定子与转子模型,并成功地进行装配,运用Fluent提供的UDF功能建立描述螺杆泵转子运动的动网格;运用Fluent求解器对螺杆泵腔室内的非定常流动进行数值模拟,得到流场的速度分布、压力分布和应力场;分析流体粘度、转子转速以及螺杆泵偏心距对流场的影响。计算结果表明:当转子要离开定子的两端面时,泵内流场总会出现十分明显的涡流;粘度仅影响速度、压力和应力数值的大小,而对分布规律的影响不大;转子转速对速度分布影响比较大,流场速度随转子转速的增大而增大;此外,偏心距对流场有较大的影响,且偏心距越大流场参数变化幅度越大,这表明偏心距对螺杆泵的稳定性影响很大。     

高精密点胶螺杆泵的参数分析与性能研究

针对电子封装对胶液分配具有高精度的控制要求,基于单螺杆泵的运动学特性建立边界条件,采用三维计算流体力学软件对精密螺杆泵流场模型进行数值分析,研究了螺距、偏心距、转速和压差等参数对高精密点胶螺杆泵压力和流量稳定性的影响,得到使螺杆泵性能较优的T/D,T/e区间和适宜的转速区间,为确定合理的高精密点胶螺杆泵的结构参数和运行参数提供了理论依据。     

2Z-V型电动潜油螺杆泵采油系统用行星减速器优化设计

电动潜油螺杆泵采油系统(ESPCPS)的设计关键是要解决螺杆泵低转速、高扭矩的动力输入要求,研究实验结果发现机械减速器是整个机组系统的难点所在。根据胜利油田某油井工况对电动潜油螺杆泵采油系统用减速器的设计要求,采用2Z-V型少齿差行星齿轮传动进行优化设计。根据所建立的数学模型,选用可靠性高、搜索速度较快的分层网络法进行寻优,性能参数良好、优化效果明显。首次提出了潜油螺杆泵减速器综合性能系数R,解决了不同机组、不同工况下、不同结构潜油螺杆泵减速器的性能比较问题。     

三螺杆泵螺杆与衬套最优间隙的理论研究

三螺杆泵螺杆与衬套的间隙值是决定泵工作性能的重要因素,为了合理确定螺杆与衬套的间隙,以标准135型三螺杆泵为研究对象,分析了螺杆与衬套间隙内的流体状态,主要存在剪切流和一般库埃特流。根据平行平板缝隙流理论,建立回流介质经过一个完整密封腔所造成的包括泄漏损失和粘性摩擦损失的总功率损失为目标函数,通过求取最小值,得到特定工况下确定三螺杆泵螺杆与衬套最优间隙的理论公式。结果表明,最优间隙主要与工作压力、转速和介质粘度有关,研究结果将对三螺杆泵设计提供重要参考依据。     

潜油螺杆泵采油作业在线监控技术研究

综合分析了潜油螺杆泵速度影响因素，同时考虑了启动时对电机的过载保护和原油供采平衡关系，提出了三级监控策略，对螺杆泵转速进行变频调控。控制平台中采用井下温度压力传感器和井上流量计采集相关信号，由上位机进行信息处理，以RS--485总线通讯方式对下位机进行分布式在线控制。该系统在油井分布比较密集的区块实现了一机多井监控，节约了控制成本，提高了控制的灵活性和可靠性。     

金属带无级变速器传动性能的试验研究

采用试验研究的方法,对金属带无级变速器的传动性能以及影响因素进行了研究。设计制造了专用的CVT传动试验装置和电液控制变速系统,搭建了传动性能测试试验台,并进行了性能试验。试验结果表明,传动比、输入转矩和带轮油缸压力对传动性能有较大影响,输入转速对CVT传动效率也有较大影响。     

螺杆泵井选泵规律研究

建立了不同转子尺寸下螺杆泵容积效率-压力之间的关系曲线和不同压力下螺杆泵容积效率-转子尺寸之间的关系曲线。以此为基础建立了螺杆泵定转子配合公差确定方法、螺杆泵定子制造公差检测方法,达到螺杆泵定转子完全或不完全互换的目标。提出了螺杆泵定子大小径尺寸检验方法,建立了应用环境温度、螺杆泵额定压力、流体介质对螺杆泵定子尺寸影响的检测方法,测定了载荷对螺杆泵定子尺寸的影响,确定了螺杆泵井选泵规律。     

多因素耦合态下ESPCP系统输出转速的优化方法

潜油螺杆泵采油(ESPCP)系统的最优输出转速是考虑多种因素交互耦合作用的结果,是典型的非线性优化问题.应用人工神经网络技术,以MATLAB软件为平台,建立了原油粘度、泵端压差以及定转子间过盈量3个因素与输出转速之间的遗传神经网络模型.该模型运用遗传算法优化神经网络的权值和阈值,有效提高了网络的收敛性和预测的准确率.通过数据样本学习与部分现场监测数据相结合进行模拟,研究表明预测数据与实测结果基本吻合,取得了较好的效果.为考虑更多因素时优化ESPCP系统的输出转速提供了新的思路和方法.     

弧齿锥齿轮摩擦功率损失影响因素分析

建立了弧齿锥齿轮摩擦功率损失计算模型,采用正交试验法分析了压力角、中点螺旋角、大端端面模数、齿宽、输入转速和输入功率对弧齿锥齿轮摩擦功率损失的影响及各因素的影响程度。结果表明,中点螺旋角和压力角影响最大,并得到使功率损失最小的优化参数组合。     

精密点胶螺杆泵胶液流动分析与数值仿真

分析了胶液在精密点胶螺杆泵内的流动过程。把胶液在螺杆泵内的流动分成入口段、螺杆段和针头段三段进行分析;建立三维几何模型,利用流体仿真软件FLUENT对胶液在螺杆旋转条件下的流动过程进行数值模拟,得到了螺杆转速、螺槽尺寸、入口压力和针头大小等参数对挤胶量的影响规律。通过试验验证了仿真结果的合理性。研究结果为确定合理的螺杆泵几何参数及外部条件提供了理论依据。     

不对中-松动-碰摩转子系统的动力学特性分析

考虑联轴器不对中、输入轴端支座松动和转定子间碰摩等耦合故障因素,建立了两端以滑动轴承支撑的非线性刚度双盘转子系统动力学模型,运用变步长四阶龙格库塔法对该系统进行数值求解,采用分叉图、相图、Poincaré截面图以及最大碰摩力图主要分析了转速和转盘偏心量对系统动力学特性的影响.结果表明:随着转速的增大,系统出现了周期运动...     

橡胶材料力学参数对螺杆泵密封性能的影响

运用Mooney-Rivlin模型,利用有限元方法对螺杆泵定子和转子进行了接触分析,得到了不同橡胶材料的临界接触压力曲线.根据临界接触压力曲线分析了橡胶材料对螺杆泵密封性能的影响.结果表明:随着橡胶材料硬度和泊松比的增加,螺杆泵的密封性能提高.因此,为提高螺杆泵的压力,在橡胶材料的力学参数选择时尽可能选择高硬度、高泊松比.     

基于摩擦学系统理论的采油螺杆泵定子橡胶磨损分析

定子橡胶在原油介质下的减摩耐磨特性是衡量采油螺杆泵的主要技术指标之一。采油螺杆泵的运行环境复杂,影响其定子橡胶磨损的因素较多,属于典型的非线性系统问题。基于摩擦学系统理论,以橡胶定子、金属转子、石油介质、螺杆泵机械结构为主要元素,构建出采油螺杆泵的摩擦学系统框架;列出各元素特性,分析各元素之间的相互联系,并提出求解方法;对螺杆泵定子橡胶材料去除的摩擦学机制进行归纳,并初步讨论摩擦学机制与该摩擦学系统的关系。