抽油机旋转驴头运动分析和参数计算软件开发成功

1986年以来,我厂研究出常规及异相曲柄偏置型抽油机的平衡块最优位置和曲柄销最优偏置角公式。此后又导出了双驴头抽油机的最优平衡重的计算公式及曲柄销最优偏角的计算方法。今天又传出喜讯,旋转驴头的光杆位置函数PR及悬点加速度a的计算公式被推导出来了,而且旋转驴头的运动分析和最优参数计算软件运行成功。至此,我厂已具备上述四种类型抽油机的运动分析、尺度综合和选优软件。     

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。     

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。     

抽油机曲柄自动调平衡系统的设计与实验研究

针对游梁式抽油机调平衡费时费力、精度不高等问题,设计了一种抽油机自动调平衡系统。文章详述了其核心部分曲柄自动调平衡机构的工作原理和具体结构,以曲柄扭矩均方根最小为准则推导了添加辅助平衡块后,平衡重半径的计算公式。通过可拆分式导电滑环,完成了动力和信号传输。设计了载荷模拟装置,在实验室完成了抽油机曲柄自动调平衡的相关试验。结果表明：曲柄自动调平衡机构结构紧凑、拆装方便,能够自锁,且能实时精准定位,平衡效果好。     

游梁抽油机平衡块最佳重量的确定

<正> 游梁抽油机借助于安装在曲柄上的平衡块实现机械平衡,以保证抽油机的传动机构运转正常,受载均匀。曲柄本身的重量也产生平衡力矩。因此,抽油机的曲柄组合件是整个抽油机中钢材耗量最大的部件。例如,CK8-3.5-4000型抽油机的两根曲柄和四个平衡块的重量达5450公斤,占整个抽油机重量的39％,而苏联每年生产的抽油机有几千台,仅用于抽油机平衡的钢材耗量就相当可观,因此,制造曲柄组合件重量较轻的抽油机有着很大的经济意义,本文就这一问题加以讨论。     

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。     

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。     

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。     

常规型抽油机节能改造技术探讨

对于油田在用常規型抽油机的节能技术改造,本文提出了一种新方法——平衡块偏置常规抽油机改造法,理论计算节能16～25％,比异相曲柄改造法节省改造费用2/3,因而具有大面积推广的可能性。     

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。     

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。     

六杆游梁平衡抽油机

六杆游梁平衡抽油机是一种平衡方式为游梁平衡的抽油机。其主要结构是采用前置式曲柄驱动,游梁后部安装1对拉杆,带动安装在支架上的摆杆,摆杆末端安装平衡块。游梁摆动带动摆杆,使摆杆末端的平衡块重心相对于中轴位置发生变化,从而改变抽油机的平衡扭矩,达到改善平衡效果,提高电动机效率,节约能源的目的。该型抽油机节能效果好,结构简单、可靠性高,平衡块质量轻,维护简单方便,特别适合低冲次工况。     

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。     

用超小型遥测仪测量抽油机减速器输出轴转矩

ＮＫ—７６９０超小型遥测仪由发射块、接收机、校正器和电池等组成。说明了测量抽油机减速器输出轴转矩的原理及贴片与标定时应注意的事项。比较了曲柄平衡块标定法及电模拟标定法的计算公式及优缺点。最后给出了抽油机减速器输出轴转矩的实际测试结果。     

常规游梁抽油机曲柄动态平衡方式探讨

常规游梁式抽油机的高耗能特征 ,是由于曲柄平衡装置的平衡量不随载荷量变化而变化 ,以及系统机械效率低而造成的。四连杆曲柄平衡装置是常规游梁抽油机的基本特征 ,要想使常规游梁抽油机降低能耗 ,就在于如何使曲柄平衡装置的平衡量随载荷量变化而变化。1　常规游梁式抽油机曲柄平衡方式现状现有曲柄平衡式抽油机的曲柄平衡装置 ,主要由曲柄和平衡块组成。曲柄平衡块力矩只能在停机时调整 ,运转时的平衡块相对曲柄为静止状态。因此 ,抽油机曲柄平衡块所产生的平衡力矩 ,是按固定的正弦曲线规律变化的 ,与抽油机载荷形成的力矩不能吻合 ,故…     

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。     

抽油机调平衡专用工具

用一个与抽油机曲柄齿条同型号齿型的齿轮一个，其内侧连接直径24毫米、长度为220毫米的短轴，短轴头部安装一个活动手摇柄，制作成抽油机调平衡专用工具。调平衡时，先将抽油机停在适当位置，按操作步骤卸松平衡块固定螺丝，卸下牙块、螺丝，安装上调整器，其齿轮与曲柄齿条啮合，操作者在机身内侧（变速箱上）摇动摇柄，     

游梁式抽油机曲柄平衡重安装方式的探讨

为了改善抽油机的平衡调节,本文提出了平衡重前置的安装方式。从抽油机平衡效果及电机耗电量两方面对比,证明了平衡重前置可减小曲柄轴负扭矩及峰值扭矩,降低功率消耗。本文还推荐了平衡重前置调节平衡的计算公式。     

抽油机调平衡专用工具

用一个与抽油机曲柄齿条同型号齿型的齿轮一个,其内侧连接φ2 4mm、长度为2 2 0mm的短轴,短轴头部安装一个活动手摇柄,制作成一个抽油机调平衡专用工具。调平衡时,先将抽油机停在适当位置,按操作步骤卸松平衡块固定螺丝,卸下牙块、螺丝,安装上调整器,其齿轮与曲柄齿条啮合,操作者在机身内侧(变速箱上)摇动摇柄,带动齿轮旋转,利用齿轮与齿条运动产生的力传递,通过牙轮轴,推动平衡块向所需方向运行,移动到调平衡所需要的位置。抽油机调平衡专用工具@佘庆东