游梁式抽油机分析方法

提出了一种新的游梁式抽油机的分析方法,对游梁式抽油机进行了运动和动力解析分析。根据抽油机各处在任一瞬时所受的主动力和虚加的惯性力在任一虚速度上所作的元功率之和等于零的原理,考虑惯性的影响,应用虚功率形式的动力学普遍方程,对游梁式抽油机各部件(包括平衡块等)对曲柄输出轴扭矩的贡献进行了分析,得到了曲柄输出轴扭矩的精确解析式。利用该解析式可以定量地分析游梁式抽油机各部件对曲柄输出轴扭矩的影响,准确地进行游梁式抽油机的平衡分析和设计计算。以摆杆型游梁式抽油机为例,给出了分析过程和具体算例。

一种新型平衡式游梁抽油机的仿真分析

介绍了一种新型平衡方式的游梁式抽油机的基本结构特点及平衡原理,论述了该种抽油机虚拟样机模型的建立和虚拟样机模型检验的基本方法。对虚拟样机模型建立中约束条件的施加原理进行了理论分析, 并用虚拟样机软件对其进行了动力学性能分析,给出了主要部件铰接点的受力曲线和曲柄扭矩曲线。分析结果表明,这种抽油机的主要部件铰接点受力状况比原有抽油机有明显的改善,消除了改装前模型中存在的反作用力,曲柄平衡扭矩曲线变化规律未发生改变。但是,这种抽油机的负扭矩明显减小,说明其平衡性能所有改善,有较好的节能效果。

基于抽油机动力学仿真的转矩法调平衡

以游梁式抽油机为研究对象,考虑了双曲柄、多平衡块、双连杆等各部件的几何尺寸、质量和连接方式,采用I-DEAS软件建立了CYJ10-3-53HB型抽油机三维实体机构动力学模型;在给定冲次和悬点示功图时,经仿真运算可得到曲柄转矩,据此提出了转矩法调平衡技术.经现场3口井应用表明,转矩法得到的平衡率与电流法调平衡结果基本一致,相对误差在5.5%以内,可为游梁式抽油机提供操作简单,能够综合考虑不同时刻示功图的调平衡技术.

游梁式抽油机的机构动力学及储能块研究

为了完整而系统地研究游梁式抽油机主机构的设计及动力学问题,基于前期研究,提出了该机构的设计思路,并导出了一般安装位置的极限角、极位夹角、行程、压力角等几何参数的计算公式;提出了调节周期性载荷波动的配重物块新定义——储能块,明确了其研究方向;列出了质心不在位置矢量方向上的构件绕质心转动力矩平衡方程;与经典的图解法不同,没有将连杆简化为二力杆,也没有忽略力矩平衡方程的惯性项;基于二次插值算法由载荷的离散值获得任一时刻的载荷;基于四阶龙格-库塔法进行了该机构的动力学仿真,解析法和图解法所得结果相互验证,仿真结果可信。研究结论解决了该机构动力学的主要问题,可实现以曲柄摇杆机构为主机构的机械设计程序化,从而为结构优化设计提供条件;提供了该机构动力学研究的主要方法,可在该机构动力学研究程序化的基础上拓宽其适用范围;该机构动力学研究的图解法能够验证解析法结果。

液压游梁式抽油机的三维动力学特性仿真

液压游梁式抽油机是吸收液压抽油机和常规游梁式抽油机优点而研制的新型抽油机。采用ADAMS机械系统动力学仿真软件 ,建立了以三维实体结构为基础的液压游梁式抽油机游梁动力学仿真模型 ,并对抽油机的动力学特性及影响动力学特性的因素进行了仿真分析。结果表明 ,液压游梁式抽油机悬点运动速度近似为匀速直线运动 ,易于实现平衡 ,抽油机各构件的受力状况得到明显的改善 ,可满足采油工艺对有杆抽油设备提出的长冲程、低冲次、大泵深抽等要求 ,且与常规游梁抽油机相比 。

游梁式抽油机精确动力学分析的新方法

在对游梁式抽油机－有杆泵系统进行动力学分析的基础上，根据机械系统的力学原理，将整个系统简化为一个等效动力学模型。计算悬点载荷考虑了抽油杆、抽油泵及悬点运动规律等实际情况，建立了一套递推公式，反映了抽油机与有杆泵系统之间的相互作用关系，提出了一种求超高转差率电动机驱动抽油机真实运动规律的新方法。应用本文介绍的方法能真实地反映机－泵系统之间的匹配关系，获得的运动真实，精度高，适用于各种有杆抽油设备的动力学分析。

下偏杠铃复合平衡游梁式抽油机的节能效果分析

应用波动方程描述抽油杆柱的振动 ,建立了抽油机悬点动力示功图的仿真方法 ;考虑了地面各机构传动效率对复合平衡游梁式抽油机各节点功率的影响 ,建立了地面各单元分效率与电动机实耗功率的仿真方法。仿真结果表明 ,与单独的曲柄平衡游梁式抽油机相比 ,复合平衡游梁式抽油机的节电率随游梁平衡重质量的增加而增加 ,其节电的根本原因是四杆机构的平均运行效率随游梁平衡重质量的增加而增加 ,与传统的复合平衡游梁式抽油机相比 ,游梁平衡重下偏对地面各单元的分效率与节电率影响甚小。由于复合平衡游梁式抽油机 (包括下偏杠铃复合平衡游梁式抽油机 )不能明显减小曲柄轴扭矩波动 ,因此复合平衡游梁式抽油机不具有降低装机功率的特点 ,因此 。

CYJ7-2.5-26HY型抽油机设计及应用

CYJ7-2.5-26HY型整体弯游梁式抽油机是针对低渗透油藏而设计的新型节能抽油机,解决了长庆油田部分油井使用8型机悬点载荷过剩,使用6型机悬点载荷不足的问题。该型抽油机采用游梁平衡方式,平衡率高,节能,使油田实现了设备选型和生产运行精细化管理,降低了生产成本。

常规抽油机精确动平衡计算的新方法

在对抽油机—有杆泵系统进行动力分析的基础上，建立了该系统的等效动力学模型。在确定系统转化构件综合阻矩的计算方法并经数学推导及合理简化后，得出综合阻矩为平均扭矩与相对曲柄转角的一次、二次简谐波扭矩之和。最后建立了常规抽油机精确动平衡计算的新方法。

游梁式抽油机分析的数值法

当游梁式抽油机的结构比较复杂时,用解析法来分析比较烦琐,采用数值法就成为明智的选择。为此,建立了抽油机运动所满足的1组控制方程,用数值法求出一个曲柄转动周期的一系列悬点位移的离散值,利用这些离散值对悬点位移进行Fourier级数逼近,再对逼近后的表达式连续求导分别得到悬点速度和悬点加速度。在此运动分析的基础上,应用动能定理的功率方程,分别考虑游梁式抽油机各部件对曲柄输出轴扭矩的影响,得到求解曲柄输出轴扭矩的表达式。给出用数值法对常规型游梁式抽油机进行分析的例子,应用表明,数值法通用性强,精度可以控制,是一种可靠的游梁式抽油机分析方法。

基于Solidworks的常规型抽油机三维动态仿真

应用Solidworks软件精确建立了符合API Spec 11E规范的320-305-100常规型抽油机三维虚拟样机,用COSMOSMotion插件对这种抽油机进行了运动学及动力学仿真,得到了此抽油机型式测试模拟的基本性能曲线,仿真结果与理论值相符。分析了抽油机主要性能参数的变化规律和特点,分析结果给抽油机的设计与优化提供了依据。

用向量法进行游梁式抽油机运动和动力分析

通过对游梁式抽油机的运动情况和受力情况进行分析,提出了用力向量矢端曲线表示力的大小和方向的新方法,最后给出了算例和计算机仿真结果,在计算机仿真中用力向量矢端曲线形式形象、直观地反映出各铰链力的大小和方向,并且进行了比较分析,结果表明,随着摩擦力和抽油杆柱质量的增加,各铰链力向量矢端曲线的形状以及力的大小都发生很大变化。

抽油机节能方案研究

针对常规游梁式抽油机表现出的诸多问题,对现有抽油机节能技术进行了分析,提出引起抽油机高能耗的主要矛盾是动态跟踪平衡与偏心曲柄平衡块的大起动惯量造成的大容量电动机匹配之间的矛盾。目前,我国油田大多为低渗贫油田和开采后期的低产油井,地层油液渗流速度慢,大冲程抽油机对其不适用,且光杆匀速运动不利于渗流充泵。基于此,制定了以悬挂偏置游梁式抽油机为基本机型,选用开关磁阻电动机为动力源的新型节能方案,并对悬挂偏置游梁式抽油机进行了动力学特性分析,对开关磁阻电动机的控制系统进行了设计分析。试验表明,该方案符合我国油田的实际情况,动态平衡度较高,电动机与悬点载荷匹配性能好,节能效果显著。

游梁拉杆式长冲程抽油机缓冲方法及力能参数计算

介绍了一种靠游梁摆动和弹簧拉杆的拉伸实现减缓长冲程抽油机动载荷的方法，确定了该机的系统质量、缓冲弹簧刚度和变形量、游梁摆角等参数，分析和计算了一个换向周期内各阶段的缓冲时间及相应的动载荷。计算实例表明：该方法可使作用在抽油杆上的最大动载荷减少１６．３％，牵引带的最大张力减少３８％，从而较明显地减轻抽油机的换向动载荷。

精确动平衡常规抽油机动态预测

应用常规游梁抽油机－深井泵系统和精确动平衡的新理论，建立了一次简谐波平衡扭矩幅值和二次简谐波平衡扭矩幅值及相位的方程、连杆、光杆运动分析方程；又依据振动理论，确定了计算光杆振动载荷方程等，借助于微型计算机对精确动平衡常规抽油机的动力特性进行了预测，同时给出了该型机新平衡的可行方案。由计算机可绘出各种工况下连杆、游梁和光杆的运动分析曲线、光杆模拟示功图及动力特性曲线。应用预测技术可对各类抽油机进行动力特性对比、能耗分析和参数计算。

游梁式抽油机动特性优化仿真方法的研究

根据机构学的杆组理论 ,针对游梁式抽油机的共性 ,建立相应的数学模型和动特性仿真子程序。在此基础上 ,采用二次平衡原理对游梁式抽油机的动平衡系统进行了优化平衡 ,其优化程序与仿真程序组合 ,程序采用Ac tiveX自动化技术控制Excel出图。采用该方法可有效地提高解法的通用性 。

游梁式双驴头双井抽油机动力性能分析

采用Solidworks软件建立了某型抽油机的虚拟样机,并建立了相应的运动和动力解析方程。通过Motion仿真得出了该抽油机运动参数和动力参数的变化规律。理论分析和仿真计算表明,该抽油机负扭矩明显降低,节能效果良好。

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。

抽油机平衡的若干问题之讨论

讨论了游梁抽油机的平衡准则与二次平衡问题，认为均方根扭矩最小准则有时不如上下冲程峰值扭矩相等准则的平衡效果好，提供了均方根扭矩与平衡参数的关系式．文章证明了［２］所提供的平衡新方法与均方根扭矩最小准则等价，论证了欠平衡比过平衡节能．指出二次平衡并不是新概念，讨论了二次平衡应考虑的问题．文章最后就液压抽油机的功率回收平衡方式发表了看法．

游梁式抽油机悬点负载耦合动力学建模

建立了描述游梁式抽油机悬点负载动态特性的耦合动力学模型.采用多自由度的弹簧-质量-阻尼器机械动力学系统描述抽油杆柱振动特性.综合考虑有杆泵抽汲过程中泵腔内气体可压缩性、泵腔压力变化、泵阀局部阻力等因素的影响,建立了泵腔压力、进泵流体流量、泵腔内液体体积与柱塞运动之间相互关系的数学模型,得到一组描述有杆泵动态抽汲过程的新模型,确定了求解抽油杆柱振动模型的井下边界条件.采用时步有限元方法对所建杆-泵耦合动力学模型进行仿真计算.油田现场应用表明,所建模型具有较高精度,可用于抽油井负荷、泵效、扭矩和平衡度等工况参数预测及故障诊断.