新型节能液压抽油机驱动系统设计

传统的石油开采设备已不能满足油田后期开采工艺需求,应用液压系统本身具有的刚度大、功率质量比大代替传统游梁式抽油机提高节能效果,为此研发了液压能量回收技术的液压抽油机。液压能量回收系统是一种新型的节能液压系统,它能够回收惯性负载的制动动能和重力势能,有着广阔的应用前景。设计新型节能液压抽油机具有势能负载的液压能量回收系统,其中利用液压马达、液压泵和蓄能器结合进行回收负载的重力势能。计算和结果分析表明,该系统具有显著的节能效果,这对实际应用有很大的指导意义。     

论常规型游梁式抽油机的机械平衡

目前,采用常规型游梁式抽油机采油是国际油田开采中最常用的方式,占整个采油作业的60％之多。常规型游梁式抽油机的平衡通常采用气动平衡、液压平衡和机械平衡3种方式,其中机械平衡通常采用曲柄平衡、游梁平衡以及复合平衡的方式实现。本文主要针对抽油机减速器的输出轴转矩进行计算分析,借助MATLAB软件作出曲柄净转矩曲线图,进行对比计算,从而确定不同的平衡方式对抽油机节能效果的影响程度。     

游梁抽油机自动平衡装置的设计探讨

主要探讨常规游梁式抽油机出现非平衡状态后的调节。首先分析了抽油机平衡的机理,阐述了平衡的判别方法,如电流法、功率法以及扭矩法,再根据功率法来进行自动平衡装置的设计。该装置主要包括机械系统和电气控制系统,共同作用下能实现对抽油机平衡的调节,保障其运行的稳定。     

用复合平衡技术对抽油机进行节能改造

游梁式抽油机采用曲柄平衡方式.简述该平衡方式的缺陷,介绍运用偏置变矩技术原理在游梁尾端下部加装下偏杠铃游梁复合平衡块,将曲柄平衡机构与偏置变矩平衡机构有机地结合在一起形成复合平衡,达到节能效果.     

悬重平衡游梁式抽油机的研制

传统游梁式抽油机结构简单、可靠性高、使用维护方便、适应现场工况,但工作效率较低,能耗较大.对此,研制了悬重平衡游梁式抽油机.悬重平衡游梁式抽油机采用长冲程、低冲次、高负荷、大扭矩设计,减小了抽油杆的相对变形值,提高了抽油泵的充满因数和排量因数,延长了抽油杆和抽油泵的使用寿命,实现了高效率、低能耗的总体要求.所研制的悬重平衡游梁式抽油机安全可靠,运转平稳,安装方便,适应性强,可以实现远程控制.     

游梁式抽油机节能方法研究

本文对现有的抽油机节能方法进行分析与比较,在前期研究的基础上提出了一个新型的抽油机节能方式,在通过改造游梁式抽油机的机械动力系统以及能量传动系统来使游梁式抽油机在油田的采油生产中能够更节省能源与电力,从而提高生产采收效率。     

游梁式抽油机的机械平衡

目前，国际油田开采中最常见的方式是采用常规型游梁式抽油机，占所有采油作业的60%之多。这种抽油机的平衡方式分为机械平衡和气动平衡。其中，机械平衡又分为曲柄平衡、游梁平衡以及复合平衡。本文通过介绍机械平衡的原理、准则以及方式的选择几个方面，让大家对游梁式抽油机的机械平衡有个初步的了解。     

新型游梁动平衡智能调节装置方案研究

由于游梁式抽油机工作效率较低,能耗大,使得节能型抽油机备受青睐。分析了游梁抽油机的节能原理,提出几种以节能为目的的游梁辅助平衡方案并分析了各种方案的优缺点,在此基础上提出一种新型游梁动平衡智能调节方案。该新型游梁抽油机动平衡智能调节装置对原机改动小,采用控制系统控制伺服电机动作,进而实现摆杆摆角0°~90°变化,拓宽了调平衡范围,可实现远程实时动态调平衡,且调平衡快速精确。由此得出结论:游梁辅助平衡装置的设计应综合考虑调平衡范围、环境适应性、结构紧凑性、安装便捷性和可靠性等因素,以进一步提高游梁辅助平衡装置应用的规范性、适用性和可靠性。     

铁路轴承在游梁式抽油机中的应用

铁路轴承为双列圆锥滚子轴承。通过理论计算,对比传统圆柱滚子轴承与铁路轴承的使用寿命。在此基础上,将铁路轴承应用于游梁式抽油机,在不改变整体结构的情况下,有效提高游梁式抽油机的运行安全性和可靠性,延长游梁式抽油机的使用寿命,减少因轴承损坏造成的停机事故。     

双驴头抽油机的运动与动力特性分析

双驴头抽油机是将常规游梁式抽油机的游梁后臂加装后驴头，用驱动绳来代替连杆的硬连接，以满足变力臂的工作要求。它的运动与动力规律不同于一般的游梁式抽油机。为了确定双驴头抽油机悬点和各构件的运动状态及运动规律，建立了相应的运动和动力分析的解析方程，并对双驴头抽油机的运动和动力规律进行了计算，由编制的相应计算机程序，确定出抽油机在一个周期内的运动参数与动力参数的变化规律，为合理选择电动机、设计机械换向及平衡重提供了理论依据。     

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。     

尾部滑动平衡抽油机滑动机构运动分析

游梁尾部滑动平衡节能抽油机是在游梁尾端增加一个相连接的三杆滑动机构，滑块重心的运动是复合运动。笔者根据机构几何关系和运动特点，建立运动学模型，进而给出滑块重心的运动参数的计算方法。     

曲柄轴净扭矩趋近直线形态的抽油机传动机构研究

普通电动机输出扭矩基本恒定,而抽油机曲柄轴净扭矩是交变载荷,两者的载荷特性无法达到"柔性"匹配,导致抽油机运行效率低下、能耗增高。利用游梁结构和导杆机构设计的游梁式六杆机构,实现了曲柄轴净扭矩曲线趋近于直线形态,提高了电动机的功率利用率,实现了抽油机节能降耗。根据设计方案,建立游梁式六杆机构运动和动力学模型,分析影响曲柄轴净扭矩曲线形态的主要因素,并以MATLAB优化工具箱为平台,对设计方案进行全参数优化设计,以实际载荷工况对游梁式六杆机构抽油机节能效果进行对比分析。     

CYJW7-2.5-18HF弯梁变矩抽油机的研制

为满足长庆低渗透油田的地质特点,开发适合各种工况的抽油机产品。在W8、W6型常规复合平衡抽油机的基础上成功研制出CYJW7-2.5-18HF（简称W7）型非标抽油机。设计结构采用了弯梁变矩平衡与曲柄平衡相结合的方式,有效地削减峰值扭矩,改善了抽油机的平衡状况,降低了能耗、提高了效率。     

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。     

液压型风力发电机组的转速和转矩解耦控制

以液压型风力发电机组为研究对象,输出高质量电能为研究目标,针对机组存在的转速和转矩解耦问题展开研究。建立定量泵-变量马达液压传动系统数学模型。从液压传动系统出发,探究影响机组电能输出质量的关键因素,分析该多输入-多输出系统存在的耦合问题,并采用前馈解耦补偿控制方法解耦。分析变量马达和比例节流阀对液压系统输出转速与转矩的控制规律,得到基于高电能质量控制的转速和转矩解耦控制器。以30kVA液压型风力发电机组半物理仿真实验台为基础,针对提出的控制方法展开研究。仿真和实验结果表明：液压型风力发电机组输出的转速和转矩实现了解耦控制,有效地实现了液压传动系统的稳速控制和传输功率波动的平滑控制。研究结果为液压型风力发电机组高质量电能输出控制和电网友好性能提高奠定了基础。     

新型游梁变矩抽油机平衡计算方法

针对一种通过改变游梁力臂来进行平衡调节的弯游梁抽油机,对其进行扭矩分析,并推导出基于抽油机上、下冲程做功相等准则,上、下冲程曲柄扭矩峰值相等准则和曲柄净扭矩均方根值最小准则的三种游梁平衡臂长计算公式。另外,根据模型抽油机的结构参数和模拟载荷,在MATLAB中编写程序求解出游梁平衡臂的具体值。提出的计算方法为同类型抽油机的平衡计算提供了借鉴。     

曲柄导杆式六杆机构抽油机设计计算

普通异步电动机的输出转矩基本恒定不变,而抽油机曲柄轴净转矩确是交变载荷,两者的载荷特性无法达到"和谐"的匹配,直接导致抽油机运行效率低下、能耗增高。利用游梁结构和导杆机构设计的曲柄导杆式六杆机构抽油机,实现了曲柄轴净转矩曲线呈小波动形态变化,大大提高了电动机的负荷率和电动机功率利用率,实现了抽油机节能降耗。根据设计方案,建立了导杆式六杆机构抽油机在复合平衡方式下的运动和动力学模型,并以Matlab优化工具箱为平台,对设计方案进行全参数优化设计,以实际载荷工况对导杆式六杆机构抽油机节能效果进行了对比分析。     

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。     

基于平衡油缸的势能液压式存储和再利用研究

为提高液压挖掘机的能量使用效率, 提出了一种基于平衡油缸的势能液压式存储和再利用系统。分析了平衡系统的工作原理, 通过建立平衡系统的动臂下降速度控制数学模型, 分析了平衡单元的加入对液压固有频率和阻尼比的影响。建立了系统的AMESim仿真模型, 分析了不同的管道容腔体积、蓄能器充气压力和蓄能器体积对动臂下降速度稳定性及动态响应特性的影响, 从而确定平衡单元关键参数的合理取值范围;以某型号1.5 t型的挖掘机为研究对象, 搭建了动臂势能回收试验平台, 验证平衡系统的节能效率。结果表明:该方案在标准工况下的节能效率为21%, 能量回收效率为58.2%。