斜直井游梁式抽油机的优化设计及图形仿真

以斜直井抽油机的扭矩因数为目标函数，以传动角、抽油机的工作空间等为约束条件，采用约束尺度法对外直井抽油机的运动参数进行了优化设计，并对抽油机的运动作了动态图形仿真，仿真发现这种优化设计的抽油机适用于０°～４０°的斜直井。还画出了对应于若干井斜角的扭矩因数曲线，并对这些曲线作了对比分析。     

抽油机游梁的优化设计

在满足抽油机工作能力条件下， 以耗材最少为目标， 对游梁进行优化设计是降低抽油机成本的一个重要方面。以ＣＹＪＹ１０ —３ —５３Ｂ型游梁抽油机为例， 在游梁杆件长度已定的条件下，以等截面游梁横截面积为目标函数， 在强度约束条件下， 选取游梁上下板厚度、腹板厚度、截面宽度和截面高度四个独立参数为设计变量， 分别建立了箱形等截面游梁和工字形等截面游梁的优化设计模型。通过优化计算， 确定了箱形等截面游梁和工字形等截面游梁的截面尺寸参数。在同样满足抽油机工作能力条件下， 采用工字形等截面游梁比箱形等截面游梁节省钢材１３ ％ 。     

常规型抽油机尺寸参数设计

针对常规型抽油机尺寸参数设计问题，建立了设计公式，设计了计算程序。当给定冲程后，即可搜索出抽油机各尺寸参数。对ＣＹＪ２７１２型抽油机的计算表明，实际机构尺寸与计算结果完全吻合。     

抽油机游梁的优化计算

指出了游梁式抽油机游梁优化设计计算的必要性，建立了数学模型，介绍了求解方法，并从制造和使用角度分析了游梁应采用的结构形式，提出了合理全面的边界条件和约束条件，并举例进行了优化计算，优化后材料优化前节约８．７％，且强度，刚度、稳定性可靠，每年可为企业节约几十万元资金，经济效益十分可观。     

增程式游梁抽油机双摇杆机构的探讨

增程式游梁抽油机交叉双摇杆机构的杆件尺寸影响整机性能。就交叉双摇杆机构的尺寸条件、分类及特殊位形等问题进行了讨论,将满足交叉双摇杆机构尺寸条件的四杆机构归纳为9种,逐个作了几何分析,并用复数向量法对其进行了运动分析,为合理设计交叉双摇杆机构提供了依据。     

抽油机游梁的优化计算

指出了游梁式抽油机游梁优化设计计算的必要性,建立了数学模型,介绍了求解方法,并从制造和使用角度分析了游梁应采用的结构形式,提出了合理全面的边界条件和约束条件,并举例进行了优化计算。优化后材料比优化前节约8.7％,且强度、刚度、稳定性可靠,每年可为企业节约几十万元资金,经济效益十分可观。     

游梁式抽油机优化设计数学模型

游梁式抽油机的优化设计必须充分考虑抽油机载荷的特殊性。根据对所选择的各种目标函数优缺点的分析,提出了以有效扭矩作为目标函数,并通过约束条件对峰值扭矩及绝对值最大负扭矩进行限制的数学模型。分析了按各种方案对冲程4.2m10型抽油机进行计算的结果,指出该模型可使抽油机整体设计达到最佳状态。     

双驴头抽油机的优化设计

阿基米德双驴头抽油机是目前油田上使用广泛、性能较好的一种抽油机,由于对其研究不够使它的性能没有得到充分发挥。研究了阿基米德双驴头抽油机的优化设计问题,建立了其优化数学模型,给出了相应的计算公式。对YCYJ10－5－37HB双驴头抽油机在保留原游梁支架和底座的条件下进行了优化计算。计算结果表明,其最大扭矩因素下降了9个百分点,节能效果显著。     

异型游梁抽油机的设计思路

异型游梁抽油机是在常规游梁抽油机的基础上发展起来的新一代抽油设备。其关键是将常规机的游梁后臂改为变径圆弧，成为变参数四连杆机构，产生了新的运动关系，其理论计算公式不同于常规机的计算。这种抽油克服了常规机固定四连杆机构的死角制约，扩大了驴头摆角，在不放大结构的条件下，实现了长冲程，低冲次，平衡效果好，匹配功率小，具有正反转两种工作方式，能够 同粘度原油开采的需要。已有700多台异型机在国内十四个大油田应用，与常规机相比，系统效率提高30％以上。     

曲柄导杆式抽油机的设计计算

介绍了新型曲柄导杆式节能抽油机的结构组成,并推导出了曲柄导杆式抽油机的几何计算、运动计算和动力计算的理论公式。以CYJD12-4．8-73HB型曲柄导杆抽油机为计算实例,论述了曲柄导式抽油机的性能特点,并与常规游梁式抽油机进行了对比。计算结果表明:曲柄导杆式抽油机在满足使用条件下,可节电21％以上,是一种有发展前途的长冲程抽油机。     

斜直井的漂移轨道设计

提出了斜直井方位漂移轨道的数学模型和设计方法,其设计结果不仅可以给出井口处的方位超前角,而且可以得到方位漂移轨道上各点诸参数的设计值。研究表明,方位漂移率对各参数的影响程度是不同的。设计实例验证了本文理论的正确性和普遍性。     

二次平衡游梁式抽油机的设计及应用分析

二次平衡游梁式抽油机的结构是在常规型或偏置式游梁抽油机的基础上增加了与主曲柄直接联动的可调相二次平衡装置，并采用链传动，使大链轮的齿数为小链轮的两倍。通过受力分析，对所涉及的零部件选择、新机型设计以及老机型改造等问题作了阐述，并介绍了优化设计方法。对样机测试的结果表明，与前置式抽油机相比，扭矩降低３６％，配套电动机功率减少了２７％，节约钢材４２％；与后置式抽油机相比，扭矩降低了４８％，配套电动机功率减少了约５０％。     

斜井抽油系统的机、杆、泵及抽汲参数优化设计方法

根据直井有杆泵抽油有关理论,结合斜井井身轨迹和生产特点,建立了斜井三维井眼中杆柱轴向和侧向载荷计算数学模型,给出了扶正器间距计算方法。按照修正的API抽油杆柱设计方法,研究了斜井抽油杆柱等强度设计方法,给出了设计步骤,形成了斜井有杆泵抽油时机、杆、泵及抽汲参数优化设计方法,编制了相应的设计软件。应用实例表明,该优化设计方法理论正确可靠,为工程人员提供了科学准确的设计工具。     

遗传算法用于蒸汽吞吐井注采参数的优化设计

建立了一套蒸汽吞吐注采参数快速整体优化设计的方法．并编制了相应的软件。该方法以周期采油量计算为基础,以周期平均日收益最大化为优化目标,以遗传算法为手段,对注汽压力、注汽干度、注汽速率、周期注汽量、焖井时间及井底流压进行整体优化设计。鉴于遗传算法快速搜索、整体寻优的特点．该方法可以快速全局优化蒸汽吞吐的注采参数。用该方法对辽河油田冷41稠油区进行注采参数优化设计,并与现场实际资料对比,效果明显。     

几种设计参数对抽油机曲柄销工作性能的影响

以游梁式抽油机曲柄销总成为研究对象,利用Pro/E建立了曲柄销、锥套、曲柄体和螺母垫圈的装配模型,并导入到ANSYS中进行接触分析。分析了在不同曲柄体凸台高度、不同锥套厚度以及不同曲柄销锥面锥度条件下,曲柄销总成各构件之间的受力情况,得出如下结论:在曲柄体悬臂端设置一定高度的凸台有利于提高曲柄销和锥套的接触压力,能有效降低曲柄销在锥套内微动磨损的程度;当锥套厚度在20 mm左右时,不但能有效保护曲柄体悬臂端不被扩孔,而且能获得较高的销与套之间的接触压力;曲柄销锥面锥度为1∶10～1∶11时,可以显著降低曲柄销的等效应力,从而延长曲柄销总成的使用寿命。     

定向井轨道设计参数谱集理论探索

为了解决三维井眼轨道设计问题求解过程中难以给定合适的已知设计参数的难题,研究了轨道设计方程组的可靠求解方法。基于已知设计参数与轨道设计方程组的解数存在着确定集合映射的事实,提出了已知设计参数谱集的新概念;使用计算机图形学理论研究了谱集的计算机绘图方法,提出了谱图的新概念。在轨道设计方程组有解析解的情况下,使用解析解约束条件可以直接求得谱集的不等式组表达式;在没有解析解的情况下,使用基于特征多项式实数根的拟解析解方法,给出了计算谱集的近似算法。在谱集维数不超过3时,可以绘制出完整的、直观的谱图。在谱集维数超过3时,需要使用高维数据可视化方法绘制谱图。软件实现及其实际应用表明,谱集理论能够消除设定已知设计参数的盲目性,极大地提高定向井轨道设计工作效率。