提升油田双驴头抽油机安全风险管理水平

油田双驴头抽油机在运行过程中的故障类型有抽油机异常声响、异常振动等,日常操作时存在高处坠落风险、操作工具落后、操作规程不规范等问题。从本质安全角度,针对其结构部位进行风险分析,在安全技术、人员操作、安全管理等方面提出建议,探求降低双驴头抽油机各部件风险等级的有效措施,以提升油田双驴头抽油机安全风险管理水平,从而降低设备自身风险等级,为油田企业安全生产提供保障。

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。

双驴头抽油机变参数柔性连杆机构动态仿真系统

双驴头抽油机游梁后臂由半径可变的圆弧构成,其有效长度在运动过程中随驱动绳与后驴头的变化而改变,目前通用的动力学仿真软件无法实现该机构的动态仿真。根据双驴头抽油机变参数柔性连杆机构的传动特点,建立双驴头抽油机的运动特性方程,并提出双驴头抽油机运动特性函数的求解算法。该算法为实现双驴头抽油机的系统仿真提供有效的数学模型。针对双驴头抽油机变参数柔性连杆机构缺乏适用的动态仿真系统问题,开发双驴头抽油机动态仿真系统。该系统分为虚拟样机支持模块、CAD分析模块、数据管理模块和实体仿真模块,能够进行双驴头抽油机系统的三维动态仿真和虚拟环境下的性能分析,为抽油机设计提供有效的参考。最后通过CYJ145型双驴头抽油机的仿真试验验证该系统的可用性。

后驴头为圆弧的双驴头抽油机运动与动力分析

建立了后驴头为单圆弧、3圆弧的双驴头抽油机运动、动力分析方法和解析方程 ;分析了某厂生产的双驴头抽油机的运动、动力特性及双驴头抽油机的优缺点。得到后驴头为单圆弧的双驴头抽油机运动、动力性能优于常规游梁式抽油机 ;后驴头为 3圆弧的双驴头抽油机性能优于单圆弧的双驴头抽油机 ;后驴头为 3圆弧的双驴头抽油机其后驴头弧线长度设计必须合适 ;一段圆弧向另一段圆弧过渡时由于力臂的变化 。

基于虚拟样机技术的双驴头抽油机CAD系统

通用的动力学仿真软件无法真正实现双驴头抽油机柔性连杆机构在虚拟环境下的运动干涉仿真、运动轨迹仿真和实时动态仿真,为此,建立了基于虚拟样机技术的双驴头抽油机CAD系统。该系统分为三维模型虚拟子系统、数据管理子系统、CAD分析子系统、动态仿真子系统。应用该CAD系统完成CYJ145型双驴头抽油机的优化设计,并实现该型抽油机系统三维动态仿真和虚拟环境下的性能分析,验证了该系统的正确性和实用性。该系统的实现有效地解决了双驴头抽油机变参数柔性连杆机构三维动态仿真的难题。

基于应力测试的双驴头抽油机游梁失效研究

双驴头抽油机是油田广泛采用的一种节能型抽油机,针对运行中产生的与后驴头连接处的游梁裂纹、断裂问题,利用电阻应变测量技术对该型抽油机游梁、后驴头等主要承载构件进行了现场静、动态应力测试。结果表明,游梁体尾部连接孔承受的载荷对游梁产生撕裂性拉应力。在对游梁进行受力分析的基础上,基于Von Miss屈服条件,引入有效应力和有效应力幅的概念对游梁疲劳强度进行评估,分析了裂纹产生的原因为受力特性和疲劳破坏,并针对已生产和新设计的抽油机分别给出了解决问题的方法。

双驴头抽油机运动特性

根据双驴头抽油机变长四连杆机构的几何关系和运动特点,提出游梁的摆角迭代计算方法,得到游梁摆角变化规律以及悬点运动的位移、速度和加速度计算公式,给出双驴头悬点运动规律的通用计算方法.实例计算表明,该方法计算简单、适用性强,适用于后驴头为圆孤曲面的双驴头抽油机,对其他曲面双驴头抽油机运动特性研究也有参考意义.

双驴头抽油机的优化设计

阿基米德双驴头抽油机是目前油田上使用广泛、性能较好的一种抽油机 ,由于对其研究不够使它的性能没有得到充分发挥。研究了阿基米德双驴头抽油机的优化设计问题 ,建立了其优化数学模型 ,给出了相应的计算公式。对YCYJ10— 5— 37HB双驴头抽油机在保留原游梁支架和底座的条件下进行了优化计算。计算结果表明 ,其最大扭矩因素下降了 9个百分点 。

双驴头抽油机柔性连杆断裂机理分析

双驴头抽油机在使用过程中经常出现柔性连杆断裂的故障。以后驴头型面为阿基米德螺旋线的双驴头抽油机为例,分析后驴头型面参数与柔性杆断裂的关系。依据得到的结论提出了改进措施。分析结果表明该柔性连杆断裂的故障可以避免。研究结果已应用到双驴头抽油机的设计及实际生产中,得到了很好的效果。

双驴头抽油机后驴头型面设计的数值分析方法

后驴头的型面对双驴头抽油机的性能有很大的影响,须进行优化设计才能实现精确平衡,达到节能降耗的目的。针对后驴头型面为阿基米德螺线的双驴头抽油机设计模型中复杂的超越方程解析求解的困难,结合MATLAB的函数,编制相应的M文件,给出一种数值分析方法,进行一阶导数和二阶导数的运算,从而进行抽油机运动分析和动力分析,完成优化设计。该数值分析方法简单易行,以差分代替微分运算,为双驴头抽油机的性能分析提供了数值分析手段。运算精度足以满足工程设计的要求。

基于ANSYS的双驴头抽油机关键连接处焊接残余应力有限元分析

使用ANSYS进行焊接残余应力的模拟仿真,利用不同尺寸模型进行对比,应用生死单元法着重研究焊接温度场和应力场的变化情况并对结果进行分析。模拟结果表明:开坡口试件的残余应力小于直角焊缝试件的残余应力,焊接处平均残余应力在350MPa以上,同时焊接的起点与终点位置重合处会造成应力集中,其最大残余应力大于Q345材料的屈服强度。

双驴头抽油机失载问题与解决方案

对双驴头式抽油机在运转过程中出现的失载现象及后果进行了分析,在此基础上提出了对付失载的解决方案。

常规抽油机改造为双驴头抽油机的设计与实践

为了满足油田对长冲程抽油机的需求 ,提出了一种将 10型 3m常规游梁式抽油机改造为 10型长冲程双驴头节能抽油机的设计方法。在改造 10型 3m常规机时 ,考虑满足冲程和结构强度需要 ,尽量采用较多的原抽油机构件 ,对双驴头抽油机进行了结构尺寸优选、构件尺寸设计、减速器设计和支架改造等工作。还根据改造中遇到的平衡问题、驴头让位以及后驴头焊接定位问题 ,作了相应的改造。目前已有 5 0余台改造机在油田使用 ,最长的运行 2a多 ,运行可靠 ,节能效果显著 。

双驴头抽油机优化设计

后驴头轮廓曲线的形状是双驴头抽油机设计的关键。对后驴头轮廓曲线为偏心圆弧的双驴头抽油机运动规律作了进一步探讨，用矢量法建立了机构运动分析和动力分析的数学模型，且以上冲程扭矩因数峰值最小作为优化设计的目标函数，用优化理论中的复合形法进行优化计算，得到最优设计结果。计算实例表明，YCYJ14－5－53HB双驴头抽油机在最大冲程和最高冲次时，加速度和扭矩因数峰值比较小，减速器输出轴净扭矩波动不大，消除了负扭矩。

CYJS10-5-37HB型双驴头抽油机支架结构优化

为解决CYJS10-5-37HB型双驴头抽油机支架承载问题,利用ANSYS有限元软件,建立支架有限元模型,获得循环载荷作用下支架最大应力及其位置;以支架体积最小为优化目标函数,以节点应力和位移为约束条件,对双驴头抽油机支架结构进行优化.结果表明:在保证支架有效承载能力的前提下,使支架总体积减小0.012 9m3,整体最大节点应力减小0.8MPa,该优化方法能够克服传统试算优化方法的不足,提高优化效率,为油田抽油机支架再设计提供依据.

特型双驴头抽油机驱动绳快速更换装置的研制与应用

一、问题的提出 特型双驴头抽油机是以常规抽油机为基础模型，对原四连杆机构进行了技术革新，在常规机的游梁后臂上增加一个具有变径弧形的后驴头，游梁与横梁之间采用柔性连接件进行连接，使之成为具有变参数四连杆机构的抽油机。该抽油机受油井生产状况、抽油机本身工作性质等因素的影响，

特型双驴头抽油机驱动绳快速更换装置的研制与应用

随着油田节能降耗工作的开展,特型双驴头抽油机在油田生产中得以大量使用。它是以一个后驴头代替常规抽油机的尾轴承,并采用一根后毛辫子(驱动绳)将后驴头与横梁进行连接,该机存在驱动绳容易断裂,且更换时间长、难度大的问题,影响原油生产。为了解决这一问题研制了双驴头抽油机驱动绳快速更换装置,经现场应用具有较好的效果。它结构简单,操作方便,使用安全,降低劳动强度,缩短了停井时间,提高了工作效率。

双驴头抽油机平衡调整方法探讨

抽油机平衡状况的好坏,直接影响减速器、电动机的负荷大小和使用寿命以及整机运转的平稳性。因此,抽油机安装前应根据油井井况和抽油机工况,初步估算平衡块的组合和平衡块的位置,以避免出现严重的不平衡现象。投产后,应根据曲柄轴实际净扭矩情况调整平衡,保证抽油机在最佳状态工作。

复合平衡双驴头抽油机的研究探讨

双驴头抽油机现场使用时常出现以下问题:曲柄配重配置较大,减速器曲柄轴输出净扭矩出现负值,容易出现减速器打齿问题。关键受力部件驱动绳受力受力过大,使用时易出现驱动绳断开、驱动绳锁块断裂等多种故障和问题,严重影响采油施工安全和工作人员人身安全。因此,改进设计,改善其平衡方式,增加产品适应性和可靠性,改变整机受力状态,提高使用寿命,降低能耗成为函待解决的问题。

浅析双驴头抽油机驴头强度校核

双驴头抽油机在现场使用时,经常出现驴头开裂现象,针对这一问题,对驴头和游梁进行三维建模,用有限元分析软件对驴头进行分析,确定驴头强度。