游梁式抽油机平衡与节能研究的新方法

给出了游梁式抽油机曲柄轴工作扭矩的傅里叶级数展开式和经三角函数变换后的傅里叶级数变形形式；利用数值积分的方法，以ＣＹＪ１０－３－５３ＨＢ型抽油机为例，由抽油机计算软件包计算了在冲程Ｓ＝３ｍ，冲次ｎ＝９ｍｉｎ－１及泵径Ｄ＝９５ｍｍ的工况下的前９项傅里叶系数和各次平衡后的曲柄轴净扭矩及电动机功率等主要参数。在此基础上，阐明了抽油机的平衡及二次平衡计算的理论依据及偏置抽油机的节能原理，为抽油机的平衡及广义相位角（即偏置角）的优化计算提供了优化目标。

游梁式摇块机构抽油机的运动及动力性能分析

抽油机载荷的波动性是造成电动机效率降低和轴功率过高的最主要原因,也直接导致了抽油机能耗过高。根据游梁结构和摇块机构,设计了新型游梁式摇块机构抽油机的传动机构,使抽油机的载荷曲线呈微小波动形态,提高了电动机效率,降低了电动机的轴功率,实现了抽油机的高效节能。建立了传动机构的运动和动力学数学模型,以MATLAB优化工具箱为平台,对传动机构进行全参数优化设计,并以实际载荷工况对抽油机的性能和节能效果进行了对比分析。

瓦特链六杆机构在抽油机上的应用与优化设计

在简述将常规四杆机构改造成瓦特链六杆机构的设计原理和目标的基础上 ,论述了瓦特链六杆机构优化设计方法 ,即用作图法确定六杆机构杆长l5～l8的尺寸和串接角 jγ的大小 ,并进行机构运动分析。将CYJ10— 3— 2 6B游梁式抽油机改造成瓦特链六杆机构的一组优化设计实例表明 ,改造后输出杆的线速度与原抽油机基本相同 ,线加速度比原抽油机略增大 ,动特性较好 ,满足实际需要 ;改造后输出杆的摆角为 4 4 4 2°,是原抽油机的 4倍 。

XCYJ10－3－37HB斜直井抽油机设计

采用斜直井抽油机在斜直井上采油，对油田油井二次和三次加密及开发地貌复杂的油田具有重大意义。为了满足大庆地区斜直井采油需要，研制了１０型０～４５°斜直井通用抽油机。其主要特点是：把抽油机将要适应０～４５°井斜角分为四段，按抽油机四连杆机构优化设计原理，分别给出各段四连杆机构最佳数据，运用组合设计方法，将得到的四组四连杆机构数据组合设计在一台抽油机上，使其具有四个机位状态。通过对机位状态的调整，可适应０～４５－°范围内任意井斜角的油井，而抽油机本身又能在最佳状态工作。

斜直井游梁抽油机机构参数的优化设计

利用混合离散变量优化方法(MDOD法)对斜直井后置式游梁抽油机的杆机构参数进行了优化设计。从斜直井游梁抽油机用于稠油开采且能耗小、重量轻方面考虑,提出了以运动指标及扭矩因数作为寻优的多目标函数,将悬点运动上快下慢,支架受力以及安装位置等设计要求作为约束条件,建立了优化设计的数学模型。经过优化计算,优选了斜直井(井斜角0～40°)后置式游梁抽油机的杆机构参数,可供有关设计人员参考。

斜直井游梁式抽油机的优化设计及图形仿真

以斜直井抽油机的扭矩因数为目标函数，以传动角、抽油机的工作空间等为约束条件，采用约束尺度法对外直井抽油机的运动参数进行了优化设计，并对抽油机的运动作了动态图形仿真，仿真发现这种优化设计的抽油机适用于０°～４０°的斜直井。还画出了对应于若干井斜角的扭矩因数曲线，并对这些曲线作了对比分析。

游梁式抽油机主体模块化设计的研究

提出了游梁式抽油机模块化设计方法，将游梁式抽油机划分为抽油机主体、减速器、原动机和底座四大模块，对其中抽油机主体模块化设计进行了探索性的研究，形成了一套常规型和异相型游梁式抽油机主体主要零部件的尺寸规范。按照一定的原则，用为数不多的通用零部件就能拼装成各种型号的抽油机主体。通过模块组合对ＣＹＪ１２－４．２－７３ＨＢ型抽油机的初步设计表明，这种设计方法是可行的。

基于遗传算法的游梁式抽油机的优化设计

抽油机优化设计是一个多目标、多条件约束的优化问题 ,同时也是一个NP计算问题。采用包括复合形法在内的优化方法均不能保证得到全局最优解。为此 ,提出了一种以上冲程最大扭矩因数最小为目标函数的用于常规式抽油机优化设计的遗传算法。该算法首先利用复合形法在可行域内构造遗传算法的初始种群 ,然后在此种群中进行遗传变异 ;同时对抽油机杆件尺寸采用浮点数编码方案 ,采用简单的排序选择算子 ,对个体进行杂交、变异操作。与复合形法优化计算结果比较 ,可以看出采用遗传算法的抽油机优化设计方法是稳定而高效的。

抽油机的多目标优化设计算法

介绍一种用于抽油机优化设计的多目标、有约束非线性规划算法，这种算法利用直接求非劣解的概念，借用网格法的有关思想，求出抽油机运动与动力性能均优的所有非劣解，并按照设计要求，选用合理结果。这样，避免了将多目标函数转化成单目标函数算法的难点，一般还能求得全局最优解。该算法中，全面考虑了抽油机在设计中的各种要求（即约束条件），以便能求得满意的结果。该算法的约束条件采用边计算边判别的办法，既避免了连杆机构在连续判别约束条件时的缺点，也节约了运算机时。采用不同的数学模型，可以用于不同类型抽油机的设计。

二次平衡游梁式抽油机的设计及应用分析

二次平衡游梁式抽油机的结构是在常规型或偏置式游梁抽油机的基础上增加了与主曲柄直接联动的可调相二次平衡装置，并采用链传动，使大链轮的齿数为小链轮的两倍。通过受力分析，对所涉及的零部件选择、新机型设计以及老机型改造等问题作了阐述，并介绍了优化设计方法。对样机测试的结果表明，与前置式抽油机相比，扭矩降低３６％，配套电动机功率减少了２７％，节约钢材４２％；与后置式抽油机相比，扭矩降低了４８％，配套电动机功率减少了约５０％。

开发稠油长冲程上快下慢抽油机可行性分析

为满足稠油开采需要，对国产ＣＹＪ１０－４．２－７３ＨＢ型抽油机进行计算机编程优化设计。新设计ＣＹＪ１０－４．２－７３ＨＢ型抽油机的运动、动力特性优于苏ＣＫ１０－４．２－５６００抽油机，与美国ＬｕｆｋｉｎＣ－６４０Ｄ－３０５－１６８抽油机相近，其几何尺寸比美、苏的都小。在采用特殊结构型式后，新设计ＣＹＪ１０－４．２－７３ＨＢ型抽油机曲柄顺时针旋转时，上冲程的速度和加速度比下冲程略快，适用于抽稠油；曲柄逆时针旋转时，适用于常规油井抽油。优化设计方案具有可行性。