一种长冲程转轮式抽油机

针对目前国内普遍使用的长冲程抽油机冲程长度有限、体积大、操作维修不便、造价高等问题,提出了一种结构新颖的长冲程转轮式抽油机。该抽油机采用一种结构巧妙的换向器装置传递运动和动力,冲程长达6～18m,冲次2～6r/min,可有效提高抽油杆管柱和抽油泵寿命。整机结构紧凑,转轮为折叠式,操作维修方便。现已完成可行性论证与结构设计。     

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.     

滑轮增程式液压抽油机液压系统设计研究

随着油田开采的持续,游梁式抽油机暴露出功耗高、冲程冲次调节困难、不适应稠油开采等问题。针对游梁式抽油机的缺点,设计了一种长冲程、低冲数且冲程冲次无级可调的滑轮增程式液压抽油机。对滑轮增程式液压抽油机的液压控制系统进行了设计,并利用AMESim软件对液压抽油机的液压系统的悬点位移、悬点运动速度、悬点运动加速度进行了仿真。仿真结果与实际情况相吻合,证明了仿真结果的正确性。     

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。     

双曲柄2K-H轮系大摆角换向装置运动分析

针对游梁式抽油机冲程小、耗能大、运动性能差的缺陷,以及无游梁式抽油机普遍存在的可靠性不高、传动不平稳的问题,提出了一种通过机械特性实现纯机械无切换式换向的长冲程抽油机换向装置设计方案.通过逆平行四边形机构和齿轮并联输入2K-H行星轮系,在并联齿轮特定传动比下实现装置换向.新型换向装置避免了电机和链条换向的可靠性问题以及非圆齿轮换向的振动问题;相对于曲柄摇杆换向,在传动效率上有所提升.对换向装置进行了运动分析,并通过多参数运算仿真对比,分析了各参数对装置运动性能的影响.结果 表明,新型换向装置的下冲程时间相比上冲程较短,有助于提高生产效率;可根据实际工作需求调节机构参数,以适应工况要求,在实际应用时有更高的设计兼容性;可实现高效可靠的换向工作,在塔架抽油机未来发展中有广泛的应用前景.     

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。     

35型齿轮长环形齿条抽油机传动机构力学分析

针对目前电潜泵深井开采存在作业周期短、能耗高等问题,以适用于深井开采的一种新型35型抽油机为研究对象,对其齿轮-长环形齿条传动机构进行了力学分析。建立了传动机构换向过程的力学模型,获得了换向过程中齿轮长环形齿条的受力变化规律;采用Adams对抽油机运行过程进行了动力学仿真,研究了传动机构及多组滚轮在抽油机整个运行过程中的动力学特性,并分析了动力对抽油机运行状态的影响。结果表明,换向过程中传动机构受力随齿轮位置发生变化;上下冲程过程中长环形齿条受力大小和方向不同;齿条箱存在绕自身x轴、y轴、z轴翻转的状况;气平衡配重7 t为抽油机最优配重。研究结果可为该抽油机零部件的进一步改进优化提供理论参考。     

基于输出摆角分析的抽油机换向机构优化设计

针对一种无游梁式抽油机用椭圆齿轮行星轮系换向机构输出摆角小、不能满足长冲程需求的问题,分析了该机构输出摆角大小的影响因素,将结果以图形面积表现在一对非圆齿轮副的传动比曲线中。根据分析结果,构造了满足应用需求的非圆齿轮副传动比曲线,求解非圆齿轮的节曲线方程,建立该机构的三维模型并进行运动仿真,得到输出摆角和输出角速度幅值曲线。分析结果表明,与原来的椭圆齿轮行星轮系换向机构相比,该机构增大了输出轴的摆角,从而可以增大抽油机的冲程。     

齿条式抽油机方案研究及塔架有限元分析

针对现有抽油机的一些缺点和对新型抽油机的新要求,提出了一种新型齿条式抽油机方案:双电机分别驱动齿轮与齿条啮合进行上下移动实现抽油,通过电机的变频调速,能实现不同的冲程和冲次。文中对抽油机进行了方案设计,对一些基本参数进行了计算,并利用ANSYS Workbench软件对齿条式抽油机的塔架进行有限元分析。该抽油机方案具有节能、可靠性高、长冲程、大载荷、便于维护等特点,有较高的推广应用价值。有限元分析结果满足使用要求。     

新型抽油机换向装置结构设计及运动仿真分析

针对现有抽油机所要求的长冲程、低冲次等特性,在分析传统抽油机换向装置优缺点的基础上,将非圆齿轮行星轮系应用到抽油机换向装置中。通过对两种换向装置的结构对比分析,并应用ADAMS仿真软件对其进行运动学仿真分析,分别得出两种机构的摆角、角速度、角加速度变化曲线。通过对比分析可知,两对圆齿轮和两对非圆齿轮组合结构比4对非圆齿轮结构具有更好的运动特性。     

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。     

JPCYJD型长冲程智能抽油机在冀东油田的推广应用

详细介绍了JPCYJD长冲程智能抽油机的工作原理、结构组成和在冀东油田的推广应用情况。从现场应用层面对该抽油机进行了较为深入的评价,并提出了发挥该抽油机优势应当注意的有关事项。     

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。     

四连杆抽油机驱动机构的运动学及动力学分析

发明并设计了一种新型节能型抽油机——四连杆抽油机,基于新型抽油机结构设计,重点分析研究其驱动机构的运动学及动力学规律,在理论分析基础上,结合计算机仿真技术对其进行了实例验证,并综合分析该新型抽油机驱动机构的性能指标,结论表明,该新型抽油机与同型号游梁式抽油机相比,具有较低能耗和良好的经济性能。     

立式节能抽油机的智能控制系统

为解决我国游梁式抽油机成本高、耗电量大,效率低、调整困难等问题,对比分析了智能控制立式抽油机的优点,将立式抽油机代替游梁式抽油机应用到实际中去。开展了针对立式抽油机的高效率可靠性分析,提出了利用西门子PLC和Micromaster变频器来实现具有自适应变频调速和自动进行故障诊断智能控制系统的方法,该控制系统通过选用西门子PLC作为核心控制器去控制变频器,通过改变电动机的运转频率,实时计算了抽油机应该运行的速度,通过计算上、下冲程的时间,来控制变频器的输出电源的频率和电压。实现了电动机的无级调速控制,并做到了运行转矩的适配。研究结果表明,该节能立式抽油机的智能控制系统具有结构简单、无故障运行寿命长并提供远程监控接口等特点。     

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%。     

新型多级链传动抽油机的方案没计及性能分析

针对目前链条抽油机换向机构复杂、轨迹链条和主轴销容易发生断裂事故以及气动平衡系统复杂等问题,提出了一种新型多级链传动抽油机。通过曲柄滑块机构来实现换向,利用滑块的上下运动来实现抽油机的上下冲程;通过多级链条传动增加抽油机的冲程。整个抽油机具有结构简单、安全可靠、运动平稳、超长冲程、高效节能等优点。     

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。