一种后置滑轮式长冲程抽油机的运动分析

针对常规游梁式抽油机存在曲柄转矩和悬点载荷峰值大、冲程短、钢丝绳磨损严重的缺点,在常规游梁式抽油机结构特点基础上设计了随悬点位移变化且对平衡力臂进行调节的后置滑轮式长冲程抽油机。采用钢带代替传统的钢丝绳固定在后置滑轮上,后置滑轮在改变平衡力臂的过程中驱使钢带绕在其上,以此来达到增大冲程、减小摩擦损耗的目的。分析计算了该抽油机的运动特性,并以CYJ10-1.8-200型常规游梁抽油机进行实例计算分析,发现采用后置滑轮机构后,悬点位移峰值增加了150%左右。建立了该抽油机1∶10的实体模型并进行了试验,结果表明,该抽油机计算分析结果与试验结果相符合,验证了悬点运动特性计算分析结果的正确性。     

后置滑轮式长冲程抽油机受力分析与平衡计算

针对常规抽油机耗能大、冲程短等缺点,在弯游梁抽油机的基础上设计了一种后置滑轮式长冲程抽油机。阐述了该抽油机的工作原理,对主要承载部件后置滑轮、三角摆架、游梁、曲柄进行了受力分析。分析了该抽油机在抽油过程中的平衡扭矩,并将该抽油机的曲柄扭矩与常规抽油机曲柄扭矩进行了计算对比,结果表明,后置滑轮式长冲程抽油机曲柄扭矩小于常规抽油机。     

变频游梁式抽油系统动态仿真与实时频率优化

针对变频控制游梁式抽油系统,考虑了频率实时变化对抽油机运动规律、杆柱纵向振动、悬点载荷、地面装置节点扭矩与功率的影响,建立了变频控制游梁式抽油系统动态参数的仿真模型。对实时频率函数进行傅里叶变换,并以其傅里叶系数为设计变量,以电动机输出功率的均方根值最小为优化设计的目标函数,综合考虑冲次不变、上下冲程时间分配、频率范围等约束条件,建立了实时频率优化设计的数学模型。仿真与优化结果表明：所建立的仿真模型具有较高的仿真精度,能够满足实际应用的要求;优化实时频率可以显著改善抽油机的动力性能,悬点载荷波动幅度降低,曲柄轴最大扭矩与扭矩波动幅度显著下降,电动机输出功率幅值与波动幅度显著下降,降低了系统输入功率,有功节电率为25.8%。     

液压抽油机研究现状及展望

相比较于常规的游梁式抽油机,液压抽油机具有如下优点:结构比较紧凑、重量比较轻、造价低、工作平稳、容易实现长冲程,并且冲程冲次调节方便,易于实现安全保护以及节能效果明显等,受到人们的广泛关注。国外对液压抽油机研究的比较早,目前已有应用于现场的成熟产品;国内对液压抽油机的研究起步虽晚,目前也有样机应用于现场。将对液压抽油机的国内国外发展现状进行介绍,并对液压抽油机的发展趋势进行展望,供业内人士参考。     

抽油机运动特性研究

抽油机是石油开采领域最重要的两大石油装备之一,其性能的优劣直接关系到各油田的经济效益。首先从理论上研究了游梁式抽油机的运动特性,得到了悬点位移、速度、加速度的解析式;随后利用计算机仿真技术对某典型游梁式抽油机的运动进行了仿真模拟,经过对比分析可见两种研究方式得出的结果基本一致,即：悬点位移、速度呈类似正弦规律变化;加速度呈类似余弦规律变化。以理论分析为基础,借助于先进的计算机仿真技术,在进行抽油机设计初期即可掌握其运动特性,这为新型抽油机的开发以及现有抽油机的结构优化提供了可靠依据。     

齿轮导杆式抽油机用换向机构力学分析与运动仿真

针对常规游梁式抽油机不易实现低冲次的运动特性,分析了一种齿轮导杆式抽油机用换向机构.该换向机构主要由长杆不完整齿轮、齿条移动框、滚筒等构成.介绍了齿轮导杆式抽油机换向机构及其原理,建立了换向机构的力学模型;根据接触冲击算法,利用SolidWorks和Adams对换向机构进行了联合动力学仿真.结果表明,该换向机构在上冲程速度平缓,在下冲程存在加速度突增;对比该抽油机在3种不同冲次下的加速度仿真曲线,该抽油机满足低产井的生产要求;对比常规式和齿轮导杆式抽油机的加速度理论曲线,该抽油机上冲程的悬点加速度均小于常规抽油机,运动特性更优,更适用于低产井的采油作业;冲次变化对部件接触力影响较大.研究为后续换向机构强度计算提供了数据支撑.     

五型抽油机增程技术研究

理论上证明了异五型抽油机采用增加支架高度来增加抽油机冲程的原理,对增程前后抽油机进行了运动学分析。在此基础上对增程前后抽油机的性能进行对比分析。结果表明,增程后抽油机的悬点速度及加速度降低,动力性能得到改善;能够较好的保持抽油机的平衡性能;改动量较小,适用于游梁式抽油机的增产开发。     

基于Matlab的W7型抽油机悬点运动分析

主要介绍了弯游梁抽油机的机构和性能特点,并以CYJW7-2.5-18HF型非标抽油机为例。建立了弯游梁抽油机四杆机构的数学模型,对其在不同转向和技术参数下悬点运动进行了理论分析,并在Matlab中进行编程仿真得到了上述条件下悬点运动曲线。根据对仿真结果的比较分析,可以更好地了解游梁式抽油机的运动学性能,从而找出进一步提高其工作效率的应用方案。     

随动平衡抽油机的平衡性能计算与研究

长冲程节能抽油机才能够有效提高稠油井的开采效益。提出一种在游梁后端上部增加平衡后置滑轮的方法,能有效增加抽油机的冲程,并平衡部分扭矩。对随动平衡抽油机的平衡原理进行了分析,结合抽油机的实际工作情况,对后置滑轮的平衡重进行了设计。计算了同等型号的随动平衡抽油机与普通抽油机的扭矩情况,证明加了后置滑轮的抽油机性能得到了明显改善,曲柄扭矩减小,且不存在负扭矩。     

液压调节抽油机节能研究

针对游梁式抽油机高能耗、低效率的问题,提出采用液压系统实现能量自动调节以适应负载变化,提高电机效率实现油田节能。首先介绍了液压自动调节抽油机工作原理,建立了系统数学模型。利用Amesim仿真软件搭建系统仿真模型,进行原理仿真研究。然后针对影响液压系统效率的主要参数进行研究,确定系统参数的设计方法。     

多腔液压缸新型液压抽油机的设计

液压抽油机因其结构简单、耗能低、性能可靠等特点,在石油开发生产中占据举足轻重的地位。就目前液压抽油机的发展进程和使用情况而言,因不能改善工作过程中换向所带来的液压元件的磨损,严重影响了液压抽油机的使用寿命。为了减轻液压元件的磨损,提出了一种多腔液压缸新型液压抽油机。该液压抽油机在液压系统设计方面做了良好的改善,不仅有效解决了磨损问题,延长抽油机的使用寿命,并且利用特殊结构的多腔式液压缸与蓄能器相结合,可回收下冲程时抽油杆释放的重力势能,重新利用于上冲程中,达到高效节能的目的。     

双井液压抽油机动力单元机械特性建模与分析

液压抽油机以其较好的节能特性受到国内外采油工程技术人员的高度关注。随着液控技术的不断发展,各种形式的液压抽油机不断被推陈出新。针对近年来开发的基于二次调节技术并兼有重力势能回收特性的双井液压抽油机的动力单元机械特性展开建模和分析。采用梯形速度目标曲线分析文献中液压抽油机动力单元的机械特性,分析表明电机输出转矩突变点与活塞杆运行速度拐点同步,当其运行速度到达最大时,电机瞬时输出转矩到达峰值。模型为该型液压抽油机电机选型以及其他功率回收型液压抽油机机械特性分析提供参考。     

新型液压抽油机的节能设计与仿真

液压抽油机技术由于显著的节能效果而发展很快,以节能降耗为目的设计了一套液压抽油机系统。在机械结构方面,该系统采用机械配重的方法来完全平衡抽油杆的重量,使得抽油杆下降的势能储存在配重中并在上升抽油时重新利用,从而减小了系统的装机功率而节能;在液压控制方面,该系统利用了电液比例负载敏感技术,使压力和流量实时自动适应负载的需求,达到了高效节能和准确的控制。通过参数理论分析计算,表明该新型液压抽油机装机功率和在工作循环周期内消耗的功率比同类抽油机均低。在AMESim环境下建立了电液比例负载敏感系统的测试模型,并验证了该模型的正确性。在此基础上建立了整机系统的仿真模型,通过仿真和分析证明了该新型液压抽油机的节能效果。     

新型液力抽油装置的液压驱动系统

介绍了新型液力抽油装置的组成及液压驱动系统的工作原理,该装置综合了液压有杆抽油装置和水力活塞泵抽油装置两方面的优点。特别适合于开采沥青质高粘油井以及中、低产量的定向井、水平井等特殊结构的油井,也适用于开采井深超过有杆抽油系统工作范围的油井。这种抽油装置具有结构简单、制造方便、设备重量轻、便于安装等特点,因此具有很强的应用价值。     

新型抽油机减速带轮的设计

目前抽油机主要是向着长冲程、低冲次、大载荷的方向发展。有时在一个工作日中,也需要进行冲程次数的调节。针对由于作业通常在野外,而且抽油机的相关零件又较笨重这一现象,提出了一种新型的抽油机用减速带轮,专门用于抽油机调速过程。     

基于模糊控制的节能型复合液压缸式抽油机设计

抽油机是把石油从地层提升到地面的重要的机械设备。基于目前液压抽油机在使用过程中存在的高耗能、低效率、换向不平稳等问题,采用恒功率可调变量泵的控制策略,设计一种采用蓄能器回收能量的复合液压缸式抽油机。在AMESim中搭建系统模型,并通过模糊控制优化抽油杆速度特性曲线。仿真结果验证抽油杆换向速度波动超调量由原来的20.6%降到3.82%,蓄能器能够节能48%。     

A字架液压系统的设计与应用

为满足大型石油海船深水区大吨位货物吊装运输作业的需求,设计了一种利用双油缸控制变幅的门架型式A字架液压系统。分析了A字架在吊装的过程中，控制油缸变幅工况特性以及吊装最大吨位250 t的过程中油缸受力情况；阐述了油缸变幅液压控制策略，介绍了A字架液压控制原理和设计要点，并设计出A字架液压系统，说明了其液压系统控制原理和主要参数设置。该设备安装于某石油海船上，通过现场使用，其A字架液压系统工作安全、稳定、系统可靠性好，具有重要的推广应用和理论研究价值。     

基于负载敏感多路阀的旋压机液压系统设计

介绍了旋压机的工作原理,在对旋压机液压系统存在的主要问题进行分析的基础上,设计了新的液压系统,该系统采用变量泵和负载敏感多路阀,实现了旋压机的无级变速,减少了液压系统的压力损失,降低了液压元件的分散程度及系统油温和噪声,使系统能量得到了最有效的利用。提高了工作效率。     

液压能回收的扭矩平衡游梁式抽油机

基于液压方式能量回收的扭矩平衡游梁式抽油机是将液压能回收系统与常规游梁式抽油机相结合,将平衡原理归入功率回收来进行考虑,把游梁式抽油机抽油杆等下降的势能转化为液压能,使游梁式抽油机由单纯的机械平衡达到系统自身的功率和转矩平衡,来实现能量回收和再利用,通过模拟试验研究表明该抽油机节能效率可达到26.4％。