新型塔架式抽油机节能技术研究

随着油田的持续开采,杏北油田基于“长冲程、大泵径、低冲次”及杆柱优化组合等优化理念进行参数和工具优化,“十三五”期间机采井系统效率提升较多,但是后期系统效率提升较难,挖潜空间缩小,延长检泵周期的手段和方法逐渐减少。通过应用新型塔架式抽油机(以下统称为塔架机),从机采井举升设备上,提供了机采设备提质增效的基础,为发挥新型节能抽油机的整体运行效果,开展塔架机高效举升技术研究,研究形成了塔架机高效举升配套技术,实现了塔架机运行指标先进、节能效果显著、作业运维成本低的目标,形成可复制、能推广的机采系统技术管理提效新模式,共应用塔架机125台,年可实现节电274×104 kWh,创造经济效益192万元。

新型塔架式抽油机举升技术应用效果评价

针对游梁式抽油机存在的平衡效果差、系统效率低、能耗高等问题,开展了新型塔架式抽油机举升技术试验。通过将四连杆传动机构转变为永磁电动机与链轮减速驱动结构,有效提高了抽油机传动效率,降低能耗。经室内模拟实验、现场试验综合评价了其应用效果。经5口井试验数据对比分析,新型塔架式抽油机平均系统效率提高7.35%,综合节电率23.44%,年节约运行成本2.071万元,节能效果显著,可作为油田未来节能降耗的一种技术手段。

常规抽油机改造成旋转驴头抽油机后支架的计算

从旋转驴头抽油机的特点及其在国内油田的使用情况出发，提出了常规抽油机改造为旋转驴头抽油机时主要承载部件的校核计算问题。以ＣＹＪ１０３５３ＨＢ型常规抽油机改造为ＣＹＪＺ１０４．２５３ＨＦ（Ｇ）型旋转驴头抽油机为例，运用结构分析程序（ＳＡＰ５）对改造后的支架进行了校核计算。结果表明，支架经局部加强后，其刚度、静强度、疲劳强度及稳定性均满足使用要求，从而为油田进行抽油机改造提供了理论依据。

塔架式数控抽油机运动学及动力学特性分析

塔架式数控抽油机的传动效率高、冲程长、易于调平衡,且能实现抽汲参数无级调整,节能效果显著。根据该抽油机的结构特点及运动特征,推导了悬点速度、加速度、位移计算公式。根据力矩平衡原理,建立了减速器扭矩计算模型。通过实例计算,并与常规游梁式抽油机相关参数对比,分析了其运动学和动力学特性。为塔架式数控抽油机—深井泵系统配置合理生产参数提供理论支持。

利用振动时效技术消除链条抽油机机架焊接残余应力

在链条抽油机机架制造过程中 ,为减少机架焊接变形 ,消除机架焊接完成后的残余应力 ,保证机架的尺寸的稳定性 ,在制定合理的焊接工艺的同时 ,采用了振动时效的工艺措施。文章详尽阐述了抽油机机架焊接残余应力的产生及分布情况 ,利用振动时效消除残余应力的基本机理和具体实施方案。通过对抽油机机架在进行振动时效处理前后的残余应力测试数据的分析、对比 ,表明机架在振动时效处理后应力处于均匀化趋势 ,其平均应力和峰值应力普遍降低 ,从而大大减少了机架随时间延伸而发生变形的倾向 ,提高了机架尺寸精度的保持性。

特种链条抽油机支撑结构的受力分析

是关于特种链条抽油机主支撑结构的受力分析.通过对链条抽油机在满负荷工作状态下支撑结构的受力情况的全面分析,总结其支撑结构的受力状况,找出结构和选材方面存在的问题;通过建立力学模型和采用计算机辅助仿真计算,给出合理的改进方案;同时,对特种链条抽油机支撑机架进行的质量优化,为它的技术改造和下一代特种链条抽油机的设计、生产提供理论依据.

链带式抽油机机架优选设计

采用结构线性静动力分析程序SAP5对链带式抽油机机架进行了分析计算 ,从 12种机架方案中逐步优选出了最佳设计方案 ,其优选过程主要分 3部分完成 :首先分析抽油机机架的受力情况 ,建立力学模型 ,用空间有限元法进行强度和刚度计算 ,以机架节点位移满足行业标准SY5 44 2 - 92的要求以及机架整体质量最轻为原则 ,通过改变各主要杆件的截面尺寸和几何位置 ,逐步优选出最佳设计方案。经过优选出的机架 ,其强度、刚度及整体稳定性满足使用要求 。

链带抽油机机架有限元分析及方案优选

采用结构线性静动力分析程序SAP5对LDCJ14— 6型链带抽油机机架做了有限元分析和计算 ,从 12种机架方案中逐步优选出了最佳设计方案 ,其优选过程主要分 3部分完成 :分析抽油机机架的受力情况 ,建立力学模型 ;用空间有限元法进行强度和刚度计算 ;以机架节点位移满足行业标准SY5 4 4 2 - 92的要求及机架整体质量最轻为条件 ,通过改变各机架主要杆件的截面尺寸和几何位置 ,优选出最佳设计方案。经过优选出的机架 ,其强度、刚度及整体稳定性满足使用要求 ,且整体质量较轻。经综合应力测试和振动测试 ,在冲程 6 0 3m ,冲次 4 0 5min- 1时 ,机架前后最大振幅为 4mm 。

链条抽油机机架的结构优化设计

随着深井和稠油井的发展，长冲程的链条抽油机越来越受到重视，为提高经济效益对其进行结构优化设计是石油生产的需要。链条抽油机机架是个封闭的空间结构，不能象传统设计中那样被简化为压杆和梁。本文将其简化为由板和梁组成的结构，目标函数为结构质量，约束条件为应力约束、位移约束、疲劳寿命的约束、局部稳定的约束和频率约束。本中用满约束准则与最优性条件相结合的方法处理不同的约束。优化后的机架结构是分块变厚度的，明显地节省了材料。

丛式井双井节能抽油机机架结构稳定性分析

运用有限元软件ANSYS建立了双井抽油机机架结构有限元模型,对该模型进行了静力分析,结果表明强度足够安全。同时利用该软件提供的线性及非线性屈曲分析方法,对机架结构进行了整体稳定性数值分析。结果表明,机架整体结构不会发生失稳破坏,而且非线性屈曲分析可以更准确地计算出结构的临界载荷。

海洋平台液压抽油机机架的有限元建模与分析

针对电潜泵在海上稠油开采中效益低的问题,提出了一种新型海洋平台液压抽油机的整体设计方案。运用ANSYS对所设计的海洋平台液压抽油机的机架进行了建模与分析,采用自底向上的建模方法建立抽油机机架的实体模型,进行网格划分得到机架的有限元模型,分析了抽油机机架在不同地基和不同风载情况下的受力情况。通过ANSYS求解分析得出:在弹性地基情况下,上机架顶部的变形较大,更接近于实际工况;在不同风载情况下,最大应力均发生在上机架顶部,均能满足安全要求;有侧向风载时,上机架顶部的变形量最大,应根据常见的风向安装抽油机,尽量使抽油机承受正向风载,以减小风载对抽油机机架的影响。该设计方案为海洋平台液压抽油机机架的优化设计奠定了理论基础。

塔架式抽油机用电动机的设计与节电分析

针对目前油田抽油机的应用现状,采用场路结合的方法设计出与塔架式抽油机相匹配的开关磁阻电机,并对电机的调速性能进行分析,验证了设计的合理性。最后,对抽油机与电机系统的实际节能效果及节电量进行了计算,证明采用该电机,系统综合节电量得到有效提高,为实现油田"节能降耗"做出了贡献。

塔架式抽油机在喇嘛甸油田的应用及评价

近年来,喇嘛甸油田油井开采条件变差、高参高黏导致偏磨情况日益严重,导致常规游梁式抽油机在适应性方面出现一些问题,主要表现为能耗高、质量大、检泵率高、占地面积大,不能满足大悬点负荷、长冲程、低冲速的工况等要求。为解决上述问题,自2020年以来开始批量应用塔架开关磁阻电动机型无游梁式抽油机(简称塔架式抽油机),它占地面积小,适用于井位密集,井场狭小的工况,并且其长冲程、低冲速的特点,可减少杆、管偏磨,延长杆、管使用寿命,同时还能够满足高负荷、调参方便、节约电能等要求,具有广阔的应用前景。

塔架式长冲程抽油机原理及应用

塔架式长冲程抽油机（20-22型）是配合油田采用新工艺而研制开发的。在给出其工作原理的基础上,进行了运动规律分析;阐述了基本技术参数和相关操作功能。该机具有长冲程、软性换向、对称对拉、高度平衡、高效节能、大载荷等特点,经过辽河油田试用,效果良好。

塔架式抽油机PLC控制系统设计

为满足大悬点载荷、长冲程、低冲次及节能的要求,研制了一种新型塔架式抽油机。该抽油机采用开关磁阻电机驱动,皮带传动,配重箱平衡。控制系统涉及到多点定位问题,即要求在不同的定位点启动不同的运行方式。采用PLC进行定位控制,实现抽油机的加减速、换向控制,及不停机调整冲程和冲次。

抽油机冲程差速控制器

塔架式抽油机是无游梁式抽油机的一种,因其具有结构简单、控制方便、耗能少和占用空间少等优点,使它的应用越来越广泛,但它存在调整参数复杂,存在信号死点等缺点[4]。通过实施变频调速技术,在抽油机上安装冲程差速控制器,采集油井上下行负荷及上下行死点信号,判断油井是否正常运转,从而自动调节油井上下行速度,解决油井上行负荷过重或下行脱抽造成的设备损坏及钢丝绳跳槽等问题,保证油井运行安全。

基于ANSYS的双井抽油机机架结构可靠性分析

运用有限元软件ANSYS的APDL建立了双井抽油机机架结构有限元模型,利用其提供的蒙特卡罗法和响应面法对双井抽油机机架结构进行整体可靠性分析,结果表明机架结构合理可靠。从计算结果可得基于响应面的蒙特卡罗法的计算精度和计算效率都要优于传统的蒙特卡罗法,为今后利用现代方法设计抽油机机架起到了一个很好的引导作用。