液压与气压传动教学改革的探索与实践

《液压与气压传动》课程是机械类各专业的一门重要技术基础课。几年来通过优化整合教学内容,充分利用以计算机技术为基础的现代教学媒体,对课程内容、教学手段及教学方法的改革进行了探索与实践,提高了教学质量,较好地完成了教学任务。

定向井杆管接触状态的有限元仿真模型

将定向井抽油杆柱离散为空间梁单元,通过在所有节点构造双向弹簧元模拟抽油杆柱与油管的接触状态,考虑双向弹簧元弹簧刚度系数对单元刚度矩阵与总刚度矩阵的影响,建立了抽油杆柱与油管接触状态的有限元仿真分析模型。仿真结果表明,弹簧元能够准确模拟杆管接触状态,确定杆柱与油管内壁接触状态、杆管接触压力以及扶正器与油管接触压力;抽油杆柱与油管柱接触受实际井眼轨道的影响,井眼造斜段、局部狗腿度较大的井段,杆管接触压力较大;在定向井抽油杆柱安装扶正器可以明显减小或消除杆体与油管的接触压力以及接箍与油管的接触压力。

电潜泵井系统效率的仿真模型

建立合理的电潜泵有效功率计算模型是计算电潜泵系统效率的关键,鉴于行业标准推荐模型在实际生产应用中的局限性,结合电潜泵井多相流动生产实际,建立了有效功率多相流计算模型,主要内容为:(1)考虑了井液中气体和液体黏度的影响,结合沉没压力和排出压力计算多相流模型,建立了有效扬程与产液量的耦合仿真模型;(2)在多相管路特性研究的基础上,对行业标准推荐的有效功率计算模型进行改进,得到有效功率多相流计算模型;(3)建立了系统输入功率和系统效率仿真模型,并对有效功率和系统效率影响因素进行了敏感性分析。该项研究结果为电潜泵系统优化运行奠定了理论基础。

钻机盘式刹车液压控制系统

在石油钻机起升系统中使用盘式刹车 ,是国外 80年代兴起的一种新生事物。文章在介绍钻机盘式刹车工作特点的同时 ,着重分析了进口石油车装钻机盘式刹车控制系统的组成及工作原理 ,同时也介绍了液压刹车钳的制动原理。

往复泵介杆密封装置

介杆密封是往复泵的重要密封部位，也是往复泵的易损件之一。因此在往复泵的设计与使用过程中应给予足够重视。介杆密封的密封效果和寿命取决于密封装置的结构、密封元件的材料及型式和几何尺寸。文中对常用的密封性能较好的几种密封装置进行了简要分析，并指出了影响介杆密封效果的几个外部因素。

提高抽油机井系统效率的计算机仿真分析

应用系统动态参数的计算机仿真方法,对抽油机井悬点示功图、曲柄轴扭矩、电动机输入功率、排量系数、有效功率等动态参数的仿真计算方法进行了改进,建立了系统效率仿真分析的数学模型。根据油井产能协调关系,建立了油井抽汲参数调整后的系统效率仿真模型,开发了抽油机井系统效率仿真分析的计算机软件。通过大量仿真计算,总结出了一套提高抽油机井系统效率的有效途径。

抽油杆经济使用年限的可靠性评价方法

以描述抽油杆柱纵向振动的波动方程为基础,建立了抽油杆柱应力循环特性的仿真模型;应用有限元法分析了含缺陷抽油杆的应力分布,建立了含缺陷抽油杆应力集中系数的回归模型;考虑了过渡段对抽油杆实际疲劳强度的影响以及使用年限对抽油杆损伤程度的影响,并综合考虑抽油杆材料力学性能、缺陷尺寸以及循环应力的随机性,建立了抽油杆柱疲劳寿命与抽油杆使用寿命周期内作业次数的可靠性预测模型。综合考虑抽油杆使用寿命周期内抽油杆柱投资、作业费用与作业产量损失的影响,以使用年限内年均总费用最低为目标,建立了抽油杆经济使用年限的可靠性评价方法,仿真分析了影响抽油杆经济使用年限的主要因素。

往复式抽油杆扶正器摩擦磨损试验装置设计

为了评价扶正器的使用性能,开发了往复式抽油杆扶正器摩擦磨损试验装置,装置主要由动力装置、往复运动机构、扶正器夹紧机构、载荷施加机构等组成。动力装置由电动机摆线针轮减速器通过联轴器、传动轴带动偏心轮旋转,偏心轮通过曲柄销带动连杆做平面运动;装置可更换不同尺寸的半油管和相应内径的半圆支撑环,对不同尺寸扶正器进行摩擦磨损试验。试验结果表明,该装置能较好地模拟油管和抽油杆扶正器之间的偏磨工况,拉杆与箱体之间的动密封采用跟随式波纹管密封,能方便地调节扶正器与油管之间的侧压力,自动补偿扶正器的磨损。

K650车装钻机液压起升系统

本文介绍了进口K6 5 0车装钻机上起升绞车液压系统的组成及工作原理。该系统采用了液压伺服调排量装置 ,配以手动组合调压换向阀 ,使绞车马达的换向、变速、停止与制动所有控制都集中在一个手动组合阀上 ,可根据需要对绞车马达进行无级调速。提高了钻机的功率利用率和钻井效益。值得在具有同类工况的液压系统中推广。

一种液压恒功率自适应控制系统设计

介绍了一种液压恒功率自适应控制系统的组成及工作原理。该系统采用了液压伺服调排量装置,配以恒功率阀,使液压马达实现了转速随扭矩的变化而自动调节,系统实现了恒功率控制。提高了执行元件的功率利用率和工作时效。

一种新型定差式恒流量注水堵塞器

针对常规注水堵塞器难以达到油田注水井定量注水要求以及阀门、水嘴寿命短的问题,研制开发了一种新型定差式恒流量注水堵塞器。这种恒流量注水堵塞器通过定差减压与可变节流的共同作用,在注水井的进口压力或地层压力发生变化的情况下可以维持注水量恒定,保证了注水层面配水一次到位,缩短了配水周期。这种恒流量注水堵塞器的阀门及水嘴采用抗冲击、耐磨材料制成,具有寿命长、可更换的特点。打捞部分结构及外形尺寸与通用的配水器相同,可直接用于井下偏心分层注水系统,无须改动系统的其他部件。

行星齿轮连杆式长冲程抽油机机构尺寸优化与性能仿真

设计了一种新型长冲程抽油机 ,该机采用曲柄连杆机构换向 ,并由行星轮系增程。建立了悬点运动规律与动力性能仿真的数学模型 ,同时建立了抽油机机构尺寸的优化设计方法。仿真分析结果表明 ,该新型抽油机具有优越的动力性能 ,曲柄轴转矩波动小 ,基本消除了负转矩 ,曲柄轴最大转矩约下降 3 5 % ,装机功率约下降 40 % ,节能效果在 2 5

单曲柄滑轮增程低冲次节能型抽油机性能仿真

设计了一种新型单曲柄滑轮增程低冲次节能型抽油机,其特点是采用单曲柄及柔性连杆机构(即变尺寸四杆机构)换向,采用摆线针轮减速器减速,易于实现低冲次。单曲柄结构使整机具有体积小、质量轻等优点。对该机运动及动力性能仿真模型的仿真结果表明,新型抽油机具有优越的动力性能,和常规游梁式抽油机相比,该机曲柄轴扭矩波动小,基本消除了负扭矩,曲柄轴最大扭矩下降45.82%,装机功率下降38.33%,具有显著的节能效果。

新型拔管机液压控制系统

分析了目前我国拔管机械存在的问题,阐述了新型拔管机液压控制系统的组成及工作原理。所设计的新型拔管机液压控制系统由于采用了连续增压回路,可以产生超大的初始起拔力,能够满足起拔上千米长管柱的需求,降低了液压泵的压力级别。用液压缸操纵上、下卡瓦卡紧管柱,既能间歇不停地拔卸井下管柱,又能方便地使被拔卸的管柱在换扣时继续处于拉伸状态不回缩,提高了拔管机的自动化水平和工作效率。

钻井往复泵液压驱动系统

20世纪 90年代初 ,国外开始在石油钻机上采用液压驱动往复泵为钻机的循环系统提供动力液 ,由于液压往复泵可使活塞匀速运动 ,从而使泵的流量和压力波动减小 ,可以省去减速装置和排出空气包 ,改善了循环系统的工作性能 ,也简化了设备。文中分析了进口液压钻机上配备的往复泵液压驱动系统的组成及工作原理 。

进口钻机上的液压伺服恒功率控制系统

本文介绍了进口威尔逊 80 85钻机上的液压伺服恒功率系统的组成及工作原理。该系统采用了液压伺服调排量装置 ,配以恒功率阀 ,使马达实现了转速随时随扭矩的变化而自动调节 ,系统实现了恒功率控制。提高了钻机的功率利用率和钻井效益。该系统所用元件 ,既简单又适用 。

Baker修井机起升系统

介绍了美国贝克石油工具公司生产的液压不压井修井设备的液压起升系统组成及工作原理。该系统设计比较巧妙 ,使用元件不多 ,一阀多能 ,操作既集中又方便。整个系统结构简单、尺寸小、重量轻 ,适合于行走机械。

新型抽油机机构尺寸的优化设计与动力性能仿真

将游梁式抽油机的游梁改为具有增程作用的天车轮 ,天车轮前轮相对于其回转中心为圆弧曲线 ,后轮相对于回转中心为偏心圆弧曲线 ,同时将连杆改为柔性件 ,设计了一种新型柔性连杆变矩节能扇形抽油机 ,其特点是结构简单紧凑 ,动力性能好 ,节能效果显著等优点。建立了该机机构尺寸的优化设计方法以及悬点运动规律与动力性能仿真模型。仿真结果表明 。

新型液力抽油装置的液压驱动系统

介绍了新型液力抽油装置的组成及液压驱动系统的工作原理,该装置综合了液压有杆抽油装置和水力活塞泵抽油装置两方面的优点。特别适合于开采沥青质高粘油井以及中、低产量的定向井、水平井等特殊结构的油井,也适用于开采井深超过有杆抽油系统工作范围的油井。这种抽油装置具有结构简单、制造方便、设备重量轻、便于安装等特点,因此具有很强的应用价值。

HRL-142型不压井修井机液压系统

本文介绍了HRL 14 2型液压不压井修井机的动力源系统以及起升液缸系统的组成与工作原理。该系统具有结构简单、设计新颖、控制集中、方便。