偏心柔性抽油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、有桿泵抽油技術(shù)在人工舉升工藝中占據(jù)主導(dǎo)地位,游梁式抽油機(jī)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展仍未解決由于結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致的各種問(wèn)題,不能滿足國(guó)家提出的節(jié)能降耗、合理利用資源的要求。本文針對(duì)游梁式抽油機(jī)存在的問(wèn)題,從如何實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)正扭矩的角度出發(fā),在柱塞泵柔性抽油系統(tǒng)的研究基礎(chǔ)上,利用偏心平衡原理,研制完成了偏心柔性抽油機(jī),有效提高了抽油系統(tǒng)效率,滿足了采油工藝對(duì)安全環(huán)保、節(jié)能降耗的要求,對(duì)推動(dòng)有桿泵抽油技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
　　 在分析現(xiàn)有抽油機(jī)技術(shù)

2、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,開(kāi)展了新型節(jié)能抽油機(jī)相關(guān)技術(shù)研究。建立了常規(guī)型游梁抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)、鏈條式抽油機(jī)及多井抽油中心的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型,為實(shí)現(xiàn)對(duì)有桿泵抽油系統(tǒng)的仿真研究奠定了基礎(chǔ)。對(duì)新型抽油機(jī)的節(jié)能原理進(jìn)行了深入研究,將其節(jié)能效果與常規(guī)型抽油機(jī)進(jìn)行了對(duì)比分析,評(píng)價(jià)了節(jié)能型抽油機(jī)的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn),為繼承現(xiàn)有抽油機(jī)的優(yōu)勢(shì)并克服其不足,研發(fā)新型節(jié)能抽油機(jī)提供理論依據(jù)。
　　 開(kāi)展了抽油機(jī)平衡分析,提出偏心平衡結(jié)構(gòu),研發(fā)了偏心柔性抽

3、油機(jī),根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立了基于懸點(diǎn)位移、速度、加速度、扭矩及功率的計(jì)算模型,分析了懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和抽油機(jī)動(dòng)力學(xué)特性,實(shí)現(xiàn)了凈扭矩交變幅度均勻化且保持在正值范圍,所需減速器扭矩和電機(jī)功率變小,由此解決了現(xiàn)有抽油機(jī)減速箱扭矩載荷負(fù)值、波動(dòng)大、工況差和電機(jī)利用率低等問(wèn)題。
　　 利用Solidworks軟件對(duì)偏心柔性抽油機(jī)承載關(guān)鍵部件建立有限元計(jì)算模型,在設(shè)計(jì)條件最大載荷工況下對(duì)其進(jìn)行有限元靜力學(xué)分析,分析了應(yīng)力、位移及應(yīng)變等值云圖,

4、并進(jìn)行了強(qiáng)度校核,其安全系數(shù)符合工程要求,保證抽油機(jī)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。
　　 使用Microsoft VC6.0編制了偏心柔性抽油機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件,實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)方向優(yōu)化算法,建立了抽油機(jī)參數(shù)與油井參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù),能夠針對(duì)不同油井工況條件,對(duì)偏心柔性抽油機(jī)機(jī)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。對(duì)優(yōu)化前后結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,優(yōu)化后懸點(diǎn)最大加速度降低了15.6％,扭矩峰值降低了15.7％,均方根扭矩降低了18.5％,動(dòng)力學(xué)性能更加優(yōu)越,使得抽油機(jī)更為節(jié)能。<

5、br>　　 開(kāi)展了有桿泵抽油系統(tǒng)的系統(tǒng)效率研究,通過(guò)分析系統(tǒng)效率組成,建立了有桿抽油泵系統(tǒng)各子系統(tǒng)的效率計(jì)算模型。分析了影響系統(tǒng)效率的因素,包括地面效率影響因素和井下效率影響因素。開(kāi)展了偏心柔性抽油系統(tǒng)配套技術(shù)研究,包括液壓反饋?zhàn)苑庵?、鋼絲繩連續(xù)抽油桿和液壓自封彈性井口密封裝置,通過(guò)改善偏心柔性抽油系統(tǒng)中低效環(huán)節(jié),提高系統(tǒng)效率。
　　 在理論研究的基礎(chǔ)上制造出樣機(jī),通過(guò)室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證偏心平衡理論的正確性與可靠性。