游梁式抽油机与辅助连杆综合增程的方法

采用平面连杆系统的综合方法将常规游梁式抽油机与辅助连杆综合,构成多种增程式游梁式抽油机的设计方案及相应的平面连杆系统,用以增加常规游梁式抽油机的冲程。针对各个设计方案,进行受力分析和冲程计算,推导出抽油杆增程系数和连杆驱动力增力系数计算式。分析结果表明,采用该方法在保留常规游梁式抽油机的优点和保持其结构及尺寸基本不变的前提下,可有效地增加游梁式抽油机的冲程     

Watt六杆抽油机增程与驱动力平衡机构分析

在常规游梁抽油机曲柄摆杆机构的基础上构造出集增程、机械换向和驱动力平衡功能为一体的 3种Watt六杆机构。针对每一个方案做了受力分析 ,并推导出每种方案抽油机冲程、平衡重质量及连杆垂直驱动力计算式。各方案的比较分析表明 ,3种方案构造的新抽油机冲程都大于常规游梁抽油机 ,连杆垂直驱动力都小于常规游梁抽油机 ;其中由Watt六杆机构、增程轮系和减力轮系复合构成的第一种方案 (机构 1)效果最好 ,其冲程为 6 75～ 9m ,是常规游梁抽油机的 4 5倍 ,连杆垂直驱动力为 90kN ,比常规游梁抽油机连杆垂直驱动力 (133kN )小4 3kN。     

六连杆抽油机的运动和动力特性分析

通过对六连杆抽油机的运动和动力特性分析 ,建立了相应的解析方程 ,给出了运动规律曲线和动力特性曲线 ,并对改造的CYJYW12— 5 4— 53HF六连杆抽油机和一台CYJY12— 4 8—73HB常规游梁抽油机在相同工况下做了受力分析对比计算。计算结果分析表明 ,六连杆抽油机的构件尺寸对其性能的影响很大 ,合理选择构件尺寸是该机的技术关键 ;六连杆抽油机各构件受力均小于常规机和异相机 ;这种抽油机结构复杂 ,但相对于最大冲程相同的常规机 ,外形尺寸较小 ,质量较轻     

双游梁式增程与力平衡抽油机的综合与分析

采用平面连杆系统综合法构造出两种双游梁抽油机的增程与力平衡机构,实现了抽油机机械换向、增加冲程、平衡和减小驱动力的多项目标。针对综合后的抽油机两个增程与动力平衡机构设计方案,作了受力分析和冲程计算,推导出了抽油杆冲程、平衡重质量及驱动力计算式,并对各个方案作了比较。旨在提高抽油机的冲程和减小驱动力。     

有杆式抽油机增程机构的平面连杆综合法

介绍平面连杆系统在机构综合中的基本方法,确定机构与连杆系统的对应关系,采用该方法对有杆式抽油机增程机构进行了综合,构造出多种有杆式抽油机增程机构和相应的平面连杆系统,用以增加抽油机的冲程和改进抽油机增程机构的设计.针对综合后的抽油机各个增程机构设计方案,作了受力分析和冲程计算,推导出了抽油杆增程系数和连杆驱动力增力系数计算式,最后在多种综合设计方案中确定出一种较好的机械增程机构.旨在为采油机械设计者提供一种有杆式抽油机的创造性设计方法和多种可行的增程机构.     

游梁与复合轮综合增程式抽油机

游梁与复合轮综合增程式抽油机由常规游梁抽油机的四杆机构和复合轮机构综合而成,其中复合轮机构由复合轮、张紧带、牵引带和导向轮组成。给出了这种抽油机的典型设计方案和两种改进方案,并针对各方案进行了受力分析和冲程计算。分析结果表明,这种增程方法最大可将抽油机冲程增加到常规游梁抽油机的４倍,且可保留常规游梁抽油机的曲柄摆杆换向机构和传动形式简单及换向平稳的优点,在抽油速度不变的情况下,游梁摆动速度低,惯性载荷小,传动更平稳     

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。     

辅助连杆式抽油机动特性的计算机模拟

介绍了长冲程抽油机系统计算机动特性模拟方法和过程。针对辅助连杆式抽油机进行了动力分析,导出增程和增力系数计算式。采用先进的CAD软件构造了该抽油机各个零部件的实体、装配系统和运动机构实体模型,进而模拟了抽油机系统的运动过程,得到各个主要部件的运动参数变化规律曲线。由此又模拟构造了工作载荷,得到系统中各个主要铰点的载荷和驱动力矩变化曲线。最后分析了各个曲线特性,确定合理平衡方式和平衡重质量。     

抽油机悬点与抽油杆柱运动协调及临界冲次研究

稠油粘度高,抽油杆柱在井筒流体中运动摩阻大,特别是下冲程,可能会造成抽油杆柱下不去或抽油杆柱滞后于抽油机悬点的运动而产生冲击载荷等,影响油井的正常生产.为此,基于常规游梁式抽油机与宽带式抽油机悬点运动特性及抽油杆柱受力分析,建立了宽带式抽油机悬点运动规律和抽油杆柱在井筒液体中自由下行运动规律的计算模型,分析了悬点运动与抽油杆柱下行运动的协调性,计算了临界冲次.研究结果表明,抽油杆柱在井筒流体中自由下行时,先做变加速运动,当速度增加、下行粘滞力增大到使抽油杆柱受力平衡时,速度达到最大值,开始做匀速运动;等值粘度越小,抽油杆柱达到匀速运动的时间越长,最大下行速度越大;抽油机悬点与抽油杆柱下行运动之间存在临界冲次,当油井生产冲次小于等于临界冲次时,抽油机悬点与抽油杆柱下行运动才能协调;临界冲次随井筒流体粘度的增加而降低,在相同等值粘度的条件下,长冲程、慢冲次有利于抽油机悬点与抽油杆柱下行运动的协调,从而保证稠油的高效开采.     

抽油杆柱动态特性的计算机模拟

在分析有杆抽油系统抽油杆柱井下基本工况、运动和动力特性的基础上 ,根据抽油机光杆运动方程 ,确定了抽油杆柱井下运动的 4个时间区段及边界条件。采用有限元软件MARC按不同时间区段对多级抽油杆柱的运动和动力学特性进行计算机模拟 ,得到计算机模拟的地面示功图和抽油杆柱一个上下冲程循环中各节点的位移与载荷随时间变化的动态特性曲线。分析对比计算机模拟曲线和实测曲线表明 ,采用有限元软件MARC获得的抽油杆柱计算机动态模拟结果与测试结果基本吻合 ,前者可作为后者的度量基准 ,动态模拟曲线还可为游梁式抽油机设计和井下故障诊断提供理论依据     

关于刚性杆式抽油机的结构设想

设想的刚性杆式抽油机是一种结构新颖、适于长冲程工作的抽油机。这种抽油机的工作装置为六杆直线机构,当主动曲柄连续回转时,主连杆上有一悬挂抽油杆柱的连杆点作上下往复直线运动。阐述了这种工作机构的基本设计方法,提出以一铰链四杆直线机构作为基本机构,再引入一主动曲柄和一副连杆与之连接以截取连杆点轨迹曲线的直线段作为工作段。这种工作机构为单一的连杆机构,具有承载能力大、寿命长、制造容易的优点。     

机械辅助换向全平衡式宽带长冲程抽油机

全平衡式宽带长冲程抽油机采用一种机械辅助换向装置。装置没有附加别的控制机构，只是把通常的整体配重分为主配重和副配重，另外增加了上、下缓冲限位器。机械辅助换向装置通过能量转换和形成力差，实现抽油杆运动的自动换向，使电动机正、反转都能在接近额定转速及空载条件下启动，保证工作可靠。ＣＹＪＤ１４—８—３７ＨＺＱ全平衡式宽带长冲程抽油机样机的厂内试验表明，反向启动电流在单边载荷为４４．７６ｋＮ时仅为额定电流的１．５倍，在连续运转条件下电动机温升不超过６０℃，能满足长冲程抽油要求。     

钢丝绳抽油杆抽油系统抽油模式的选择

用预测方法来研究钢丝绳抽油杆抽油系统的抽油模式,可确定在中、低产量深井中应用此抽油系统的最佳油汲参数、杆柱组合、抽油机机型等.研究结果表明,在中、低产量深井应用此抽油系统时,长冲程、低冲次、中小泵径、油管锚定、直径较小的钢丝绳杆与直径较大的加重钢杆组成的抽油混合杆柱是最佳抽油模式.该模式有利于提高泵的有效冲程及系统效率,降低能耗.采用液压抽油机有利于充分发挥钢丝绳抽油杆的有效冲程,而稠油大泵强采则不利于此杆优点的发挥.     

直线电机智能抽油机研制

研制节能、高效、智能型抽油机是抽油机研发制造行业多年以来不断努力的发展方向.直线电机智能抽油机以直线电机为动力直接带动抽油杆柱做上下往复运动实现原油举升,没有中间减速、换向环节,并利用智能控制器和同步机专用变频器实现抽油机的启停、换向、变速、冲程冲次调整、抽油杆断脱自动保护、自动调整最佳工作制度等功能.着重介绍了国内外第一台直线电机智能抽油机的原理、各部分结构和整机的性能测试情况.与其它类型抽油机相比具有结构简单、占地小、冲程长、节能高效、智能调参等优点,是一种具有很好发展前景的新型抽油机产品,代表了当今地面抽油机械设备的发展水平.     

等强度多级抽油杆参数和有效冲程计算

针对多级抽油杆在抽油机实际工况下的运动情况及受力状态，推导出多级抽油杆的拉伸变形及应力计算公式。在此基础上进一步推导出满足等强度条件的各级杆径、伸长量、最大载荷及抽油机有效冲程的计算公式，并编出相应的电算程序。最后给出实例电算数据和分析结果，认为多级杆中各级杆所受的最大载荷和杆径随级数n的增加而减小，但一般级数以小于7为宜。     

游梁式抽油机精确动力学分析的新方法

在对游梁式抽油机－有杆泵系统进行动力学分析的基础上，根据机械系统的力学原理，将整个系统简化为一个等效动力学模型。计算悬点载荷考虑了抽油杆、抽油泵及悬点运动规律等实际情况，建立了一套递推公式，反映了抽油机与有杆泵系统之间的相互作用关系，提出了一种求超高转差率电动机驱动抽油机真实运动规律的新方法。应用本文介绍的方法能真实地反映机－泵系统之间的匹配关系，获得的运动真实，精度高，适用于各种有杆抽油设备的动力学分析。     

长冲程抽油机应用效果分析

对于有杆泵长冲程抽油工艺中的节能、泵效及系统效率等衡量抽油井生产状况的指标,已经有较系统的分析研究,但这些指标并不能全面反映长冲程抽油的效果。本文对长冲程抽油机的抽油效果进行了系统分析和探讨,论述了长冲程抽油机与常规抽油机比较有四个特点:一是可提高容积系数,具体体现是降低抽油杆和油管的弹性变形,减少冲程损失;提高充满系数;降低漏失量,提高抽油效率。二是改善井下工作状况,减少故障,延长免修期。三是抽油机运转性能得到改善,延长使用寿命。四是降低能耗,提高系统效率。因此,长冲程抽油机具有广阔的发展前景。     

钢丝绳杆泵抽油系统优化设计方法及现场应用

应用系统工程节点分析方法,全面定量地计算了从油层到井口的整个系统钢丝绳和常规杆混合杆柱抽油井的供排协调点,合理地选择机-泵工作参数和混合杆柱组合,分析了杆柱的受力状况,预测了系统指标,包括产液量、冲程效率、泵效、井下系统效率。分析了主要抽油工作参数(泵深、冲程、冲次、泵径)对系统指标的影响,得出了考虑多目标指标下的油井优化设计方案。编制了钢丝绳杆混合杆柱的抽油井系统优化设计软件,设计软件在现场应用取得了较好的效果。     

加装减载器的有杆抽油系统数值分析及应用

减载器可通过液压反馈力降低抽油机驴头悬点载荷和抽油杆应力,介绍了加装减载器的有杆抽油系统井下管柱结构。根据系统运动规律和杆柱受力情况,采用有限元法,对系统运动过程进行模拟,精确描述了整个抽油系统的动态特性,模拟结果与实际工况吻合。数值分析技术可使杆柱组合设计更合理,实现了降低悬点载荷、节约生产成本的目标。     

抽油泵能量补偿装置对抽油机系统的影响

通过对复合活塞的受力分析，导出安装抽油泵能量补偿装置后抽油机悬点载荷的计算公式，进而对抽油机悬点载荷、曲柄轴净扭矩、电动机实耗功率及抽油机系统效率进行了计算和分析。结果表明，安装抽油泵能量补偿装置后可使抽油机悬点最大载荷下降、悬点最小载荷增加，曲柄轴净扭矩最大值下降、负扭矩减小，电动机实耗功率减少，系统效率提高。指出安装抽油泵能量补偿装置后应对抽油杆下部采取有效扶正措施，防止下冲程时抽油杆柱下部失稳。