基于SIMULINK的游梁抽油机曲柄扭矩分析

建立了抽油机曲柄扭矩的数学模型,考虑了游梁的不平衡重和游梁的惯性矩的影响,分析了游梁对高转差率抽油机和常规抽油机的影响规律。利用MATLAB软件中的动态仿真SIMU-LINK模块,建立了CYJY12-5-73HB型抽油机的仿真模型,实现了游梁不平衡重对抽油机曲柄扭矩的仿真研究。研究结果表明,游梁的不平衡重及其随驴头摆动的惯性矩对曲柄扭矩的影响很小。

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。

摩托车发动机曲柄连杆滑动扭矩测试方法探讨

加载装置采用转轴式结构,测量时传感器端部有轴承,尽量消除系统误差,使摩擦力大大降低,更能准确地反映曲柄组件滑动扭矩值的真实值。

变速驱动抽油机井运行参数变化规律研究

利用变频调速智能控制技术对游梁式抽油机冲次进行无级调节,可以改变1个冲程周期内的悬点速度与加速度;建立了抽油机变速运行的数学仿真模型,模拟出悬点示功图和减速箱输出轴扭矩的变化规律。计算结果表明,变速后减小了悬点载荷中的最大惯性载荷,增大了最小载荷,从而降低抽油机载荷的波动程度;曲柄扭矩峰值降低,可以选用小额定功率电机,使其在较高负荷下运行,达到一定的节能效果。现场试验测试结果也证明了变频调速智能控制技术数学模型的可靠性。

喇嘛甸油田闲置抽油机节能改造实践及评价

目前油田闲置抽油机不仅造成资产大量浪费,也制约油田生产成本的降低。针对油田闲置的常规抽油机类型和特点分析,优选具有较好平衡效果的异相后臂改造、下偏杠铃复合平衡改造和双驴头的改造方法。三种改造方法在投入成本、适用范围和节能效果上均具有较大优势。改造后测试及评价表明,承载能力不变,运行可靠,节能效果显著。相同工况下,节电可达11.5%以上,年节电1.62×10~4kWh,同时闲置抽油机设备得到有效利用,降低了老油田固定资产的投入。

Matlab／Simulink在抽油机动力学分析中的应用

介绍了MATLAB/Simulink软件包的特点,利用Simulink中的SimMechanics模块建立了抽油机的机械模型。针对某型号抽油机,建立了曲柄扭矩平衡的数学模型,并利用MATLAB/Simulink对抽油机进行仿真研究。研究结果表明,利用Simulink包对抽油机系统进行仿真研究,建模简便快捷,可以动态修改参数,可视性强,这对抽油机的设计、优化以及新型节能抽油机的开发都有很大帮助。

煤层气井有杆泵排采设备设计计算方法

基于有杆泵设备各组成部分的静态和动态特性,分析了悬点的运动规律,给出不同开采阶段载荷的变化规律和曲柄轴扭矩的计算模型。实例计算结果表明,为减小上冲程开始时悬点最大加速度,曲柄应沿逆时针方向旋转。计算悬点载荷要考虑静载荷、动载荷和摩擦载荷的综合作用。相对于常规油气田,煤层气井动载荷和摩擦载荷所占的比重较大,与悬点载荷的比值分别达到15%和6%;开采中,动载荷的比重迅速减小,稳定生产时,其影响已较小,仅为4%左右,而此时摩擦载荷的影响超过动载荷。杆管总变形量较小,最大值仅为17.6cm,且主要为静变形,动变形的比重较小,稳定生产后可忽略。设备平衡良好时的曲柄轴瞬时扭矩仅为未平衡时所需扭矩的50%左右,且上下冲程的扭矩值近于相等。

基于ADAMS的随动复合平衡抽油机动力仿真

介绍了随动复合平衡抽油机的结构和基本参数,对曲柄净扭矩的计算公式进行了推导,说明了利用ADAMS进行抽油机动力仿真的基本步骤,给出了模型的建立和加载的方法,并对仿真结果进行了分析。分析结果表明,与异相型曲柄平衡抽油机相比,随动复合平衡抽油机的动力性能得以改善,具有较好的节能效果。

偏轮游梁抽油机节能效果研究

从抽油机相同工况下的光杆示功图 (悬点载荷 )、曲柄轴净扭矩、均方根功率、周期负载率和整机地面效率等节能指标的计算出发 ,对常规游梁抽油机、异相型抽油机和偏轮游梁抽油机进行了节能效果比较分析 ,结果表明偏轮游梁抽油机具有明显的节能效果。

基于MATLAB & Simulink的电动自行车动态模拟

利用MATLAB & Simulink模拟电动自行车运动方程式,然后利用模拟出来的参数值估算踏板扭矩和骑车者消耗的能量。模拟得到的结果表明:这个仿真很符合实际情况,而且由仿真得到的参数值和实际值的偏差非常小。但是自行车运动过程中加入干扰时对结果有很大的影响,所以必须设计出适当的滤波程序才能解决这个问题。

游梁式抽油机的有限元分析及其结构优化研究

游梁式抽油机在我国油田中有非常广泛的应用,以C-456D-305-144型抽油机为例,对设备的整体结构进行了概述。基于SOLIDWORKS和ANSYS软件建立了抽油机的有限元模型,并对抽油机的受力情况进行分析,发现最大应力远远低于材料的许用应力。抽油机曲柄扭矩与其能耗之间存在正比例关系,通过对设备结构参数进行优化改进,使得曲柄扭矩降低了5.48%,从而使抽油机的能耗也降低了5.48%,创造了良好的社会效益和经济效益。

2021年第8期导读

本期论文广场栏目中,游梁式抽油机的有限元分析及其结构优化研究一文,基于SOLIDWORKS和ANSYS软件建立了某型抽油机的有限元模型,通过对设备结构参数进行优化改进,使得曲柄扭矩降低了5.48%。冷高压分离器封头与筒体连接段有限元分析及优化一文,考虑到球形封头与筒体形成锥形过渡段,存在结构不连续区,往往导致局部的应力集中,如果按常规设计方法,人为因素影响较大。

基于升频技术的石油排采系统优化分析

针对油井的游梁式抽油机的机械结构,采用经典力学方法,分析了应用升频技术后对石油排采系统的影响。分析结果表明:升频会使系统曲柄转速产生明显变化,但是对于切向方向上的曲柄扭矩影响不大;悬点的线速度和加速度受到的影响会大幅增加,将导致悬点载荷增大;升频运行时,系统实际工作冲次大于设定工作冲次;配重不平衡越严重,影响也越大。以上分析结果可为石油排采系统采用升频技术与合理选择工况提供了理论依据。