调径变矩型抽油机的优化设计与平衡效果分析

调径变矩型抽油机将常轨游梁平衡型抽油机的后臂下偏一个角度，变力臂、变配重，实现了变平衡力矩。文章对其几何尺寸与平衡参数进行了优化设计，证实该机型曲柄轴的均方根扭矩比异相型减少了31．2％，最大扭矩减少了35.3％，平衡效果显著。但净扭矩曲线存在负值，建议增加曲柄二次平衡，设计成复合平衡型抽油机。     

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。     

随动复合平衡抽油机动力学分析及计算机仿真

对随动复合平衡抽油机进行了动力分析,得出了包括杆件受力、曲柄扭矩及最佳平衡半径在内的动力学计算公式。在此基础上编制了随动复合平衡抽油机仿真软件,介绍了编制软件采用的关键技术,并给出了仿真实例。结果表明,仿真结果可信,可用于指导该型抽油机的设计和改进。     

基于平均功率法的游梁式抽油机功率曲线法调平衡模型

利用功率曲线数据进行游梁式抽油机调平衡的方法,是对电流法、示功图扭矩法等调平衡方法的补充。随着功率测试的普及,该方法的研究越来越受到重视。分析上、下冲程中曲柄平衡块对曲柄轴做功的平均平衡功率与曲柄平衡块位置的关系,结合平均电动机输出功率变化量与曲柄平衡块对曲柄轴做功的平均平衡功率变化量的关系,依据上、下冲程中平均电动机输出功率相等的平衡准则,建立了曲柄平衡抽油机平均功率法平衡调整量计算模型。结合现场生产状况,对模型进行说明与应用拓展,进一步提高模型的实用性。实例计算结果表明,该模型达到上、下冲程平均电机输出功率相等的要求,同时整个冲程中的电机均方根功率由9.444 4 k W减小到8.423 7 k W,有利于抽油机节能运行。     

判断抽油机平衡状况的新方法

选择较好的判断抽油机平衡状况的方法,是提高抽油机效率,降低能耗的重要途径。文中给出了判断抽油机平衡状况的两种新方法:(1)改进的扭矩系数法,(2)电动机转速曲线法。第一种方法采用数字化仪,将示功图数字化,解决了以往因用手工将实测示功图数字化而带来的时间长、易出错的问题。作者根据该方法,推出了已知光杆位置计算扭矩系数的新公式。第二种方法采用实测电动机转速确定曲柄轴的扭矩,来判断抽油机的平衡状况。该方法比较适合于装有超高转差率电动机的抽油机。文中给出了已知电动机转速计算曲柄轴扭矩的新公式。     

净扭矩呈小波动形态的新型抽油机动力学研究

针对常规游梁式抽油机电动机输入功率过高导致抽油机效率低、能耗过高的问题,研制了一种基于摇块机构的游梁变矩式抽油机。该抽油机传动机构在附加平衡载荷条件下,其曲柄轴净扭矩表现出了非常小的波动形态,电动机效率被提高,从而使抽油机的能耗大大降低。对该新型抽油机传动机构的运动和动力学分析结果表明,新型游梁变矩式抽油机较常规抽油机最大净扭矩大幅降低,最小净扭矩明显提高;其载荷波动系数CLF值趋近于1.0;均方根扭矩值较小,表现了较好的节能效果和很好的长冲程运动和动力性能。     

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。     

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。     

自控加载装置在抽油机性能测试中的应用

介绍了采用微机控制的抽油机加载装置在抽油机减速器输出轴(曲柄轴)扭矩、抽油机主要部件动态应力、超高转差电动机工况参数测试中的应用。这种装置加载方便,调节灵活,加载精度高,能够真实模拟各种油井工况的载荷。     

抽油机平衡重的实测与扭矩计算

利用现场实测平衡重,给出了曲柄轴上的净扭矩计算公式。鉴于在测试过程中,所测的平衡重是准90度或准270度的光杆效应,需要对实测平衡重进行校正,对此,作者介绍了几种校正方法,以保证扭矩计算的精度。文中给出了关于扭矩分析的计算机程序,列出了求90度平衡效应的计算子程序,并以复合型抽油机为例,列出了在一个周期中,每隔一定曲柄转角的减速器净扭矩计算子程序。     

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。     

偏轮游梁抽油机节能效果研究

从抽油机相同工况下的光杆示功图（悬点载荷）,曲柄轴净扭矩,均方根功率,周期负载率和整机地面效率等节能指标的计算出发,对常规游梁抽油机,异相型抽油机和偏轮游梁抽油机进行了节能效果比较分析,结果表明偏轮游染抽油机具有明显的节能效果。     

用示功图扭矩分析法确定抽油机平衡块位置

游梁式抽油机的平衡调整是抽油机管理的重要内容之一。对于完全平衡的抽油机来说,上、下冲程曲柄轴的净扭矩或电动机的负载几乎相等,这对于选配更小功率的电动机,节约电能,提高抽油机效率,延长设备使用期限等都具有实际意义。目前使用的平衡调整方法,是依据上、下冲程时电机电流值的变化,凭经验试调平衡块的位置,观察调整后上、下冲程时的电机电流使,直到其值十分接近为止。平衡调整的成功率取决于操作者的熟练程度和工作经验。     

一种同轴二次曲柄平衡抽油机方案及性能分析

为了平抑电动机扭矩负荷曲线的波峰和波谷,减小配置电动机的额定功率,提高抽油机系统的工作效率,提出了一种同轴二次曲柄平衡游梁抽油机方案,在常规游梁抽油机一次曲柄平衡的基础上,增加一个同轴不同转速的二次曲柄平衡结构,不仅解决了二次平衡曲柄的安装空间问题,而且还能充分发挥二次平衡效果。对CYJ10-3—53HB型抽油机的计算表明,可以使输出轴峰值扭矩降低38％,节电33．7％。     

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。     

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。     

游梁式抽油机二次平衡节能技术在孤岛油田的应用

许多稠油井、注聚井游梁式抽油机因为油稠、负荷重,采用目前的曲柄平衡存在平衡不足(四块平衡均调到头),且其效果差,平衡率低,耗能增加。游梁式抽油机游梁复合平衡技术就是针对这一目标而进行的一种高耗井的节能装置,能改善游梁式抽油机的平衡效果,显著改善抽油机连杆和曲柄销的受力情况,提高抽油机的运行效率,改变减速器扭矩,降低电动机运行的均方根电流;既能达到提高平衡率的目的,又有明显的节能效果。     

前置式曲柄平衡抽油机的分体式曲柄

前置式曲柄平衡抽油机的分体式曲柄唐红，李健（江汉机械研究所）整体式曲柄存在的问题前置式曲柄平衡抽油机以往常采用整体式曲柄，曲柄大而重，制造困难。整体式曲柄孔与减速器被动轴（简称曲柄轴）采用以往的直孔与直轴联接，虽然便于机加工，但存在安装困难和现场发生...     

调径变矩抽油机在长庆油田的应用

调径变矩抽油机是在前置式游梁抽油机的基础上采用新型平衡方案的一种节能型抽油机。根据该抽油机的结构特点和运动特征,推导出其悬点速度、加速度及曲柄扭矩等计算模型。利用该模型,对CYJ8-3—26HY型调径变矩抽油机与CYJ8—3—48B型常规游梁式抽油机在冲程3m、冲次5．5次·min^-1工况下的悬点速度、加速度及曲柄轴扭矩进行了模拟计算和对比。调径变矩抽油机与常规抽油机相比,具有速度变化平稳、悬点加速度相对较小、在相同的抽汲工况下峰值扭矩小、均方根扭矩小、且消除了负扭矩等特点,其平衡效果远好于常规抽油机,可有效地延长抽油机和驱动电机的寿命,其装配电机功率小于常规抽油机。同时介绍了调径变矩抽油机在现场采油中的应用情况。为检验调径变矩抽油机现场使用效果,对常规抽油机、复合平衡抽油机及调径变矩抽油机的使用参数进行了测试,认为该型抽油机节电效率高,具有推广使用价值。