椭圆速率驱动抽油泵工作行为分析

游梁式抽油系统的柔性控制运转技术是一种变速驱动技术,通过电机的变速运行来控制抽油系统,目的是改善工作进程、降低采油成本、提高采油效率。为探究变速驱动对抽油泵的影响,采用椭圆速率与常规速率进行对比,理论分析了两种驱动方式下抽油泵的漏失和泵效情况,数值模拟分析了阀球开启情况和流场情况,最后利用室内台架试验测试了两种驱动方式下抽油泵的产量情况。研究结果表明:椭圆速率主要影响抽油泵的漏失,因此不考虑其他因素影响时,理论计算得到椭圆速率驱动的泵效比常规速率驱动高2.89%;数值模拟分析得到椭圆速率驱动的初始运动更加平稳,阀球完全开启后椭圆速率驱动的漏失量更小,产量也能提高;室内台架试验得到椭圆速率驱动下产量比常规速率驱动时有所提升,最高提升为3.1%,与理论分析结果一致。所得结论可为游梁式抽油系统的柔性运转控制策略提供一定的指导。

游梁式抽油机椭圆速率柔性驱动及抽油杆疲劳寿命分析

游梁式抽油机椭圆速率驱动是一种基于变频器技术,将曲柄旋转运动规律由圆速率变为椭圆速率的柔性控制方案。依据椭圆速率驱动原理,求解了其曲柄随转角变化的解析式。在已知椭圆长、短轴前提下,便可求得目标曲线,进而反推出电机运动规律,为现场生产提供指导。对游梁式抽油机系统进行了室内台架测试,测得了2种驱动下曲柄角速度、悬点及泵前绳段载荷。以CYJT8-3-26HY型抽油机为例,使用Soliderworks软件,对圆速率、椭圆速率驱动下悬点运动规律进行运动学分析。以运动学分析结果作为边界条件,使用Ansys软件,对比分析了圆速率驱动、椭圆速率驱动对抽油杆疲劳性能的影响。分析发现,将圆速率驱动改变为椭圆速率驱动,对抽油杆柱疲劳性能有改善。

基于椭圆速率驱动下的抽油泵内阀球运动规律分析

柔性控制运转技术用于改善游梁式抽油系统的采油工作过程,而采用椭圆速率驱动电动机是实现该技术的方案之一。为了探寻椭圆速率驱动与常规圆速率驱动时抽油泵内阀球运动规律,分析了两种工况下的阀球滞后开启情况,并建立流固耦合仿真模型分析了固定阀的受力规律,得到了两种工况下阀球运动的差异性,最后通过台架实验验证了理论分析的正确性。结果表明,椭圆速率驱动下阀球开启和到达最大升程的速率比常规圆速率驱动慢,但落座更快,可有效防止漏失,从而达到提高采油效率的目的。