抽油机下偏杠铃节能改造技术在葡萄花油田的应用

目前油田普遍应用的常规游梁式抽油机存在平衡性能相对较差、启动扭矩大,使用大功率拖动电动机、耗能较高等问题,通过应用下偏杠铃复合平衡技术对常规抽油机进行了节能技术改造.原来的曲柄平衡方式变为曲柄与下偏杠铃的复合平衡方式,削减了抽油机峰值扭矩,降低了电动机消耗功率,有效改善了抽油机平衡效果,平均节电率达到20.56%.在不改变原机结构前提下,安装方便,投入成本较低,十型机改造的节电总体效果高于六型机.     

一种新式结构的平衡锤

油田现场使用的常规游梁抽油机或下偏杠铃游梁复合平衡抽油机,在工作过程中由于油井下面载荷不断发生变化,致使抽油机所受载荷也随之发生变化,影响抽油机整机平衡效果,这就需要通过调节抽油机的平衡来使它达到最佳工作状态.     

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。     

下偏杠铃复合平衡技术在抽油机上的应用

文中阐述了下偏杠铃复合平衡技术对常规游梁式抽油机、六连杆抽油机的改造结构及节能原理，改造后抽油机具有的特点，在油田节能方面取得了显著的经济效果和社会效益，具有一定的推广实用价值。     

下偏杠铃型抽油机工作性能仿真研究

介绍了下偏杠铃型抽油机的结构特点和工作原理.在几何学、运动学、动力学模型和评判曲柄轴扭矩的最佳判据模型的基础上开发了仿真软件,通过与普通型游梁抽油机仿真结果的比较,肯定了下偏杠铃型抽油机在工作性能上确实优于普通游梁抽油机,为进一步合理配置抽油机,实现结构优化、节约能源提供了科学方法和理论基础.     

从偏轮抽油机改造看"下偏杠铃"的功效

应用“下偏杠铃复合平衡技术”对偏轮抽油机进行改造,不仅成功地解决了原机的可靠性问题,还充分展示了“下偏杠铃”平衡力矩在游梁式抽油机大摆角运行情况下对载荷力矩变化的高度平衡性(载荷同步平衡性),同时还能改善抽油机的受力状况和运动特征,从而为四连杆游梁式抽油机摆角设计规范的大幅度提高提供了实践和理论依据。     

下偏杠铃复合平衡游梁式抽油机的节能效果分析

应用波动方程描述抽油杆柱的振动,建立了抽油机悬点动力示功图的仿真方法;考虑了地面各机构传动效率对复合平衡游梁式抽油机各节点功率的影响,建立了地面各单元分效率与电动机实耗功率的仿真方法。仿真结果表明,与单独的曲柄平衡游梁式抽油机相比,复合平衡游梁式抽油机的节电率随游梁平衡重质量的增加而增加,其节电的根本原因是四杆机构的平均运行效率随游梁平衡重质量的增加而增加,与传统的复合平衡游梁式抽油机相比,游梁平衡重下偏对地面各单元的分效率与节电率影响甚小。由于复合平衡游梁式抽油机（包括下偏杠铃复合平衡游梁式抽油机）不能明显减小曲柄轴扭矩波动,因此复合平衡游梁式抽油机不具有降低装机功率的特点,因此,下偏杆铃复合平衡游梁式抽油机的节电效果与传统的复合平衡游梁式抽油机基本相同。     

抽油机下偏杠铃技术在萨中开发区的应用

为解决常规游梁式抽油机运转过程中能耗大的问题,研究并设计了下偏杠铃抽油机.该抽油机采用复合平衡原理,利用偏杠铃产生的扭矩与悬点载荷扭矩基本同步且方向相反的特点,使曲柄轴输出净扭矩变小或者变化幅度减缓,达到节能降耗的目的.在大庆油田萨中开发区38口井的现场应用表明,平均综合节电率达13.49％,平均单井日节电27 kW·h,平均单井提高系统效率5.02个百分点.     

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。     

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。     

吊重滑轮组平衡式抽油机研制与节能分析

基于以降低配套动力为关键的抽油机节能、增产和耐用的新理念 ,设计了吊重滑轮组平衡式抽油机。技术创新点 :(1)改杠杆式游梁为前置式游梁 ,取得了全程跟踪平衡效果 ;(2 )改曲柄平衡为吊重平衡 ,可全部回收利用光杆下落的重力功 ,从而减少减速器做功而节能 ;(3)吊重平衡中采用增力滑轮组结构设计 ,以较少的吊坨产生成倍的吊重平衡力矩 ,从而减少配重 ,节约材料 ,同时减轻吊重钢丝胶带的载荷 ;(4 )改四连杆传动机构为四连杆 曲肘联合转动机构 ,可大幅度降低减速器扭矩和峰值扭矩。与相应规格的抽油机对比 ,吊重滑轮组平衡式抽油机配套电动机功率比老三型机减少 6 0 % ,比新三型机减少 71% ;比老、新三型机耗电分别降低 4 7%和6 0 % ,满载无功损耗降幅更大 ;日耗电能节电率分别为 6 0 %和 70 8%。     

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。     

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。     

CYJB8—3—26HB六连杆摆杆式游梁抽油机

采用六连杆摆杆式结构型式 ,研制成CYJB8— 3— 2 6HB六连杆摆杆式游梁抽油机。这种抽油机的悬点载荷 80kN ;冲程 3、 2 5、 2 1m ;冲次 5、 6、 7min- 1;减速器扭矩 2 6kN·m ;电动机功率 16kW。设计时整机采用六连杆摆杆式结构型式及摆杆平衡和曲柄平衡复合平衡方式 ,从而改变了整机工作时的受力状态 ;降低了峰值扭矩 ,减小了减速器扭矩最大峰值。经测试 ,六连杆摆杆式游梁抽油机的示功图面积比常规抽油机的小 ,节能 30 %以上 ;悬点速度和加速度均降低 ,整机运转平稳 ,综合性能好     

两级配重补偿型游梁式抽油机

由于普通游梁式抽油机存在"大马拉小车"的缺点,致使所配备电动机的平均效率和平均功率因数都远低于其额定效率和额定功率因数,造成巨大的资源浪费。为解决以上问题,研制了两级配重补偿型游梁式抽油机。该抽油机在现有一级补偿的基础上,采用附加第2级偏心配重的方法进行再次补偿,使抽油机配用电动机的额定功率降低20%以上,工作效率提高10%以上,平均功率因数提高10%以上。两级配重补偿型游梁式抽油机能够节能降耗、降低生产成本,具有很好的推广应用前景。     

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。     

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。     

游梁式抽油机二次平衡分析

为解决游梁式抽油机能耗大、效率低的问题，设计了二次平衡装置。这种装置通过是挂在抽油机后端的平衡重的平衡作用，降低一次平衡曲柄轴净扭矩的两个峰值，达到减少能耗提高效率的目的。对抽油机的二次平衡作了较详尽的理论分析，给出了实行二次平衡后曲柄轴净扭矩的计算公式和安装二次平衡装置前后曲柄轴净扭矩曲线图。在大庆油田两口井上进行的现场试验结果表明，安装二次平衡装置后，两口井年节约电费分别为0.25万元和1．17万元，经济效益明显。     

宽带长冲程抽油机平衡梁的优化设计

针对所设计的宽带长冲程抽油机的工作载荷特点、机架的结构形式和确定的平衡梁受的支承载荷，对平衡梁的主要参数进行了优化计算，即在满足强度、稳定性和几何等约束条件下，以平衡梁质量最小为目标函数，采用惩罚函数法对平衡梁的主要尺寸和型材进行优化设计，从而使抽油机的结构更合理，重量更轻，制造费用更低。最后根据建立的优化设计数学模型，编制了平衡梁的优化设计程序，并运用一些已知和初设的参数，得出了优化设计的计算结果。