增程式游梁抽油机设计原理及CAD

应用CAD技术及计算机图形显示技术,分析研究了六杆机构的增程式游梁抽油机在给定主体结构参数下,确定满足光杆运动的驴头廓线,曲柄在任一瞬间主体各杆件的角度、角速度、角加速度及驴头悬点速度、加速度的条件,并引用实例进行了计算。推导出驴头悬点速度、加速度和驴头廓线方程。同时,也精确计算了冲程长度、位置因数、扭矩因数、冲程增程系数。作者用同一主参数的非增程式游梁抽油机主体尺寸和性能参数作比较:计算曲柄轴扭矩并进行平衡;在计算机上模拟显示所设计的抽油机的工作过程,以图表或图象形式输出抽油机的各性能参数。     

旋转炉头抽油机设计计算

介绍了旋转驴头结构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的计算公式，以ＣＹＪＺ－１２－６－７３ＨＢ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。     

前置式气平衡抽油机运动动力分析的解析法

运用解析法对前置式抽油机进行运动和动力分析,可迅速、准确地掌握抽油机各构件的运动规律和受力状况。经实例分析可知,抽油机各构件和运动副的受力是曲柄转角的函数,受力的大小和位置随栽荷、平衡压力及平衡状况而变化,与后置式曲柄平衡抽油机相比,曲柄销受力状况明显改善。     

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。     

对《再论发展长冲程抽油机的现实意义》的讨论

根据调查分析资料，从7个方面阐述了长冲程抽油机的优点。以常规抽油机改造成旋转驴头抽油机的实践为例，探讨了旋转驴头抽油机的节电问题，指出其节电概念与常规概念不同，只有在降低抽油机额定载荷条件下才能节约动力消耗。通过在一些无游梁抽油机中同样采用曲柄连杆机构换向，同样采用异相曲柄平衡机构和气平衡方式的论述，指明“游梁式抽油机的优点却又正是无游梁抽油机的不足”的提法是不妥的。在概括了开发长冲程抽油机的特点后，指出了长冲程无游梁抽油机是长冲程抽油机的发展方向。     

一般型的游梁式抽油机最优平衡计算

以异相式曲柄平衡抽油机为例,给出了一般型的游梁式曲柄平衡抽油机最优平衡计算公式,并给出了适用于常规式、前置式和异相式曲柄平衡抽油机最优平衡计算程序,且对现场检验平衡的方法做了初步讨论。     

抽油机平衡重导向机构的研究

随着采油机械的不断发展，新型节能型抽油机不断出现，目前游梁式节能型抽油机中的双驴头抽油机以及无游梁抽油机中的摩擦换向抽油机，具有很好的节能性和可靠性，得到了广泛的推广应用。在中小型双驴头抽油机和无游梁抽油机中，为限制平衡重旋转和摆动，防止平衡重碰撞减速器、曲柄或支架。都使用了导向机构来限制平衡重的运动。通过对在用的几种导向机构进行分析，研究其磨损产生的原因，提出有效的解决方案。     

常规式抽油机曲柄平衡偏置安装计算

根据抽油机平衡准则(3)——在每一转曲柄轴扭矩的均方差值最小的平衡准则,给出了常规式游梁抽油机曲柄平衡块偏置安装计算公式,并通过实例,分四种情况进行了计算,同时讨论了该四种情况下的平衡效果由好到差的顺序,也指出了在何种情况下需要平衡块偏置安装。文中给出的计算公式也可作为抽油机平衡改造设计的理论基础。     

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。     

罗马尼亚低矮型抽油机

罗马尼亚ＩＥ公司研究开发的低矮型抽油机，将游梁和驴头组合成一体，成为可转动的驴头，可满足不同油井生产需要，使用安全可靠，其特点如下：　　（１）连杆采用重型工字钢制造，具有较高的纵截面强度和扭转强度，与横梁和曲柄销轴承组件采用焊接厚法兰联接；　　（２）横梁可确保两个连杆具有同样载荷；　　（３）驴头是一种刚性较强的焊接结构，采用蜗杆蜗轮传动，可使驴头折叠起来；　　（４）横梁轴承、曲柄销轴承和支架轴承等均采用双列短圆柱调心轴承，可减小由于安装误差造成的不良影响；　　（５）抽油机平衡系统采用大偏置角异相…     

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SIMULINK的游梁抽油机曲柄扭矩分析

建立了抽油机曲柄扭矩的数学模型,考虑了游梁的不平衡重和游梁的惯性矩的影响,分析了游梁对高转差率抽油机和常规抽油机的影响规律.利用MATLAB软件中的动态仿真SIMU-LINK模块,建立了CYJY12-5-73HB型抽油机的仿真模型,实现了游梁不平衡重对抽油机曲柄扭矩的仿真研究.研究结果表明,游梁的不平衡重及其随驴头摆动的惯性矩对曲柄扭矩的影响很小.     

抽油机曲柄销疲劳强度计算中的几个重要问题

文章对抽油机曲柄销复杂的受力状态做了真实描述,提出运用曲柄销的工作应力分布图来分析曲柄销的应力循环特征,以及确定计算中的最大应力值和最小应力值。介绍了几个重要参数的计算公式。通过计算举例,指出CYJ10—3—53B型抽油机存在曲柄销疲劳强度偏低的问题。     

渐开线节能抽油机曲柄设计与研究

针对渐开线节能抽油机对曲柄的大偏置角、扭矩调整幅度大等要求,提出了非对称单侧调整的曲柄结构设计方案,给出了结构设计原理和注意事项。30余台渐开线节能抽油机的现场使用证明:(1)非对称单侧调整曲柄结构适应偏置角较大的曲柄,具有总体质量轻、平衡扭矩调节幅度大等优点;(2)非对称单侧调整曲柄结构的形体设计是关键。用“斜直线”近似理论来确定曲柄销孔的位置更具合理性和可操作性。为了取得更佳平衡效果,曲柄应尽量取得长些,推荐曲柄最大回转圆在地基下平面以上50mm处。     

常规10型抽油机改造及推广使用效果

针对常规10型抽油机不能满足供液不足油井采油工况需要的问题，将该型抽油机改造成旋转驴头抽油机。主要改造内容是将固定式驴头改为旋转驴头，后者通过与增设的前连杆一端的铰接，可在游梁运动的同时实现自转。驴头公转和自转的冲程迭加，便达到增加冲程的目的。同时增添了曲柄副平衡块，以提高平衡扭矩。使用情况表明，由于冲程增加40％，冲次降低50％，整机运转更加平稳，噪音降低，而且减少了光杆断脱，提高了泵效。同时还收到了节省投资和降低电力消耗的良好效果。     

游梁式抽油机节能机理综述

游梁式抽油机结构简单、可靠性高、使用维护方便、适应现场工况 ,在今后相当长的时间内仍将是油田的首选设备 ,但工作效率低 ,能耗大。 1985年第一台异相曲柄平衡游梁式抽油机应用以来 ,随着双驴头节能型抽油机的问世 ,以及蓄能器、双功率电动机的研制成功 ,基本解决了“大马拉小车”的问题。最新发展的节能电动机、双驴头抽油机、偏轮游梁抽油机、游梁偏置复合平衡抽油机、悬重偏置游梁复合平衡抽油机、摆杆式游梁抽油机等节能抽油机在矿场应用后 ,节电率一般达到 15%～ 30 %。全国约有 8万台抽油机 ,若能全部推广应用这些技术 ,必将节约大量的电能 ,创造出巨大的经济效益     

CYJY12-4.8-73HB型偏置抽油机改进设计

对CYJY12-4.8-73HB抽油机的驴头、游梁、横梁、连杆、曲柄平衡装置、底座、支架等部件进行了具体的改进设计,对改进后的游梁、连杆、横梁进行了强度校核计算,并运用ANSYS结构分析软件,选择典型的工况对支架进行了应力和刚度分析。结果表明:偏置抽油机经过改进设计之后,不仅结构趋于合理,安全可靠,而且整机质量下降了8.5%。     

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.     

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。     

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。