复合平衡梁抽油机节能效果分析

复合平衡梁抽油机节能效果分析

一、复合平衡游梁式抽油机的节能效果分析(论文文献综述)

刘雪营[1](2021)在《变频控制机械换向抽油系统及动态仿真与优化的研究》文中提出现如今,随着石油开采难度的不断增大,油田对于抽油机的性能也提出了更高的要求。根据实践经验,增大抽油机冲程和减小冲次能够有效改善抽油机的性能。长冲程抽油机以塔架式抽油机为代表,其换向机构与平衡装置作为抽油机的关键部件,成为了当前研究塔架式抽油机的主要内容。本文以塔架式抽油机为基础,针对当前不同形式的塔架式抽油机存在的不足,结合油田现场情况,提出一种变频控制机械换向抽油机的结构方案。该变频控制机械换向抽油机采用了机械换向箱,由曲柄连杆机构与齿轮传动的组合机构实现换向;应用配重平衡与摆动气缸辅助平衡相结合的平衡方案;对电动机进行变频控制,改善抽油系统性能。基于变频控制机械换向抽油机的结构方案,建立变频条件下的地面装置运动学仿真模型、抽油杆柱振动与悬点载荷仿真模型、摆动气缸辅助平衡系统的输出模型,构建抽油系统单自由度、多自由度整体数值仿真模型,利用MATLAB计算得到动态参数仿真结果,并绘制悬点示功图、悬点运动规律曲线以及电动机功率曲线。基于仿真分析,明确设计变量与约束条件,以曲柄轴扭矩因数最大值最小为目标函数建立抽油机传动机构尺寸优化模型。在机构优化的基础上,以电动机输入功率均方根值最小作为目标函数构建电动机变频控制优化模型,分别对优化结果进行对比评价。以系统优化后的仿真结果为基础,建立换向机构力学模型,考虑塔架在实际应用中的弹性地基构建塔架力学仿真模型,并分别进行有限元分析,依据最终分析结果对抽油机整体设计进行评价。

翟鹏凯[2](2020)在《游梁式抽油机后驴头曲线参数分析与优化》文中指出目前,双驴头抽油机因为其本身冲程长、节能好、动载荷小、工作稳定、易启动等优点被广泛用于石油开采。但是,根据现场实用调研,发现该机型在使用过程中存在节能效果不明显和后驴头悬绳易断等缺点。针对上述问题,本文主要对后驴头曲线参数进行分析和优化,选择节能效果最好的曲线参数。论文的主要内容如下:首先分析常规型游梁式抽油机的不足,对四杆机构与抽油系统能耗关系进行探讨,对比多种新型节能抽油机的应用范围,得出双驴头游梁式抽油机被广泛应用的原因以及未来的发展方向;通过矢量多边形法对多种不同后驴头曲线形式的双驴头抽油机进行几何简化模型建立,分析运动特性和动力特性的计算,并建立详细数学模型,为后续能耗分析与参数优化建立了基础;对双驴头抽油机抽油系统能耗因素进行分析,得知抽油系统是一个整体,其能量损耗为8个子系统的乘积,确定抽油机后驴头对抽油系统能耗的具体影响;利用MATLAB软件以不同尺寸参数模拟出双驴头抽油机的运动规律和动力变化规律,并对后驴头曲线形式为圆弧形式(单圆弧、双圆弧、三圆弧)和阿基米德廓线形式的双驴头抽油机进行能耗定量分析;应用遗传算法中的蝙蝠算法,选择减速器净扭矩的均方根值最小为目标函数,对CYJS6-2.5-18HB型号的双驴头抽油机型号进行尺寸参数优化。

刘昕晖,李春爽,陈琳,王昕[3](2021)在《游梁式抽油机节能技术综述》文中指出游梁式抽油机是陆上油田中主要的采油装备,其采油能耗占油田总能耗的三分之一,但局限于系统的结构和使用条件,抽油机电动机平均负载率都很低,用电效率平均在30%以下。针对上述问题,科技工作者们提出并尝试了大量新技术、新方法,这些技术改进提高了采油能源利用效率,但也存在局限性和技术风险。作者首先分析了抽油机系统能耗的主要来源,通过对比指出最具节能潜力的是电动机部分。进而对目前公开报导的关于提升电动机用电效率的相关研究进行了分类总结,将相关技术研究主要分为机械传动结构改进、电动机及其控制技术改进、增设节能装置三大方向,并对其中的各种技术方案进行了概括和分析。通过分析和对比,并结合目前海洋石油开采和页岩油气开采的大背景,提出了在传统抽油设备上增设节能装置将是未来一段时间内游梁式抽油机节能的最有效的技术方向,而其中的液压混合动力节能技术是一种优势较为明显的技术方案。

朱玲[4](2019)在《自动调平衡式游梁抽油机的设计》文中指出游梁式抽油机以其结构简单、可靠性高等诸多优点,占据采油设备的绝大多数。但其耗能较高,大大降低了企业的生产利润,而影响抽油机能耗的最主要原因是抽油机的不平衡,且人为调节困难、危险性高、平衡精度低,不利于抽油机的节能,因此研究一种可自动调节平衡的游梁抽油机是非常有必要的。本文针对现有游梁式抽油机存在的问题,设计了一种可以自动调节平衡的游梁抽油机。它可根据抽油机的运行参数自动判断抽油机的平衡状态,实时调节平衡装置,有效解决了抽油机需要人工定期调整的难题,且调整精度高,平衡效果好,从而降低了采油成本。通过对常规游梁式抽油机的研究分析,提出了自动调平衡式游梁抽油机的方案,确定了四连杆机构的尺寸及最大平衡扭矩。根据运动学及动力学的理论分析,利用MATLAB对四连杆尺寸进行了优化设计,降低曲柄轴扭矩,提高其平衡效果。根据抽油机的工作条件及相关标准,利用Solid Works对自动调平衡式游梁抽油机进行了结构设计。利用ADAMS对常规与自平衡两种抽油机进行相应的仿真分析,通过对比两种抽油机的悬点运动规律曲线、各铰接点处的受力图及曲柄轴净扭矩图,表明自动调平衡式游梁抽油机的运动学及动力学性能更好,更有利于节能。根据仿真结果运用Workbench软件对关键零部件进行有限元分析,表明强度与刚度均满足设计要求。完成了自平衡装置控制系统的设计。

陈波[5](2019)在《电机直驱游梁抽油机抽油系统动力学分析与平衡参数优化》文中认为游梁式抽油机是发明最早、应用最广泛的抽油机,其具有结构简单、工作状态稳定的特点,广泛应用于新疆克拉玛依油田采油作业中。然而,克拉玛依油田位于沙漠、戈壁中,常年干旱少雨,夏天室外温度极高,且温差大,而冬天温度极低,常年风沙较大。在这种恶劣的工作环境下,常规游梁式抽油机的皮带、皮带轮、减速箱装置极易损坏,造成油井停工停产,严重影响了油田的正常开采,成为了克拉玛依油田亟待解决的问题。为了解决这一问题,本文在CYJY4-1.5-13HB的基础上,设计了一种电机直驱游梁式抽油机,并进行了以下几方面的研究与分析:(1)以4型电机直驱游梁式抽油机为研究对象,推导了抽油机运动学理论公式,建立了抽油机力学方程,分析了悬点位移、速度、加速度的变化规律,校验了游梁摆角和连杆转角幅度。结果表明改造后的电机直驱游梁式抽油机运动参数满足抽油机设计要求。(2)将油管中流体视为库埃特流,推导了油液沿油管的沿程能量耗散函数,计算了抽油杆上下冲程的沿程粘性能耗;考虑抽油杆接箍和扶正器的影响,推导了油液流经接箍和扶正器时的局部能量耗散函数;基于等摩擦功原理,推导了抽油杆系统等效阻尼系数理论公式,分析了抽油杆系统等效阻尼系数的影响规律;结果表明:①在强度足够的情况下选用尺寸较小的抽油杆,有助于减小局部粘性能耗。②减小抽油杆接箍和扶正器处截面积的突变,对于降低阻尼力有显着效果。(3)考虑抽油杆接箍和螺纹的影响,推导了抽油杆杆体变形、接箍变形、螺纹轴向拉伸变形理论公式;借助于等效变形法,推导了抽油杆等效拉伸刚度理论公式;进行了抽油杆等效拉伸刚度敏感性分析;结果表明:①等效拉伸刚度对于抽油杆自重、抽油杆杆体长度、接箍长度的敏感度较小,而等效拉伸刚度对于螺纹连接在抽油杆轴向的投影面积的敏感度较大。②在计算抽油杆等效拉伸刚度时,螺纹连接的影响是不可忽略的,在计算时应该考虑螺纹的影响。(4)考虑抽油杆纵向振动,建立了抽油杆多自由度质量-弹簧-阻尼系统物理模型;在广义坐标系下,推导了系统动能、势能、广义力表达式;建立了抽油杆柱动力学模型。以克拉玛依油田#5110井的井况参数为依据,求解动力学微分方程组得到了该井的计算示功图。结果表明:计算示功图和实测示功图曲线非常接近,一个周期的85%以上,示功图计算误差都在5%以内;动力学模型适用于悬点载荷的预测。(5)建立了 4型电机直驱游梁式抽油机动力学仿真模型,借助于Adams动力学仿真软件,分析了曲柄平衡重对曲柄扭矩的影响规律、尾梁平衡重对曲柄扭矩的影响规律、复合平衡对曲柄扭矩的影响规律;以曲柄扭矩为目标参数,进行了抽油机平衡参数的优化设计;最后,仿真分析了最佳平衡参数下抽油机运动学参数。结果表明平衡重对于曲柄扭矩有较大影响,曲柄扭矩最大值与平衡重的关系曲线呈“V”形,随着平衡重增加,曲柄扭矩最大值先是呈线性递减,随后呈线性递增;整体来说,复合平衡效果优于曲柄平衡和尾梁平衡。平衡结构优化后,最大曲柄扭矩明显减小,降低了直驱电机的最大输出扭矩,有效控制了直驱电机的制造成本。综上所述,本文通过抽油机的运动学与力学理论分析,校验了电机直驱游梁式抽油机的性能参数,并为抽油机的动力学仿真垫定了理论基础;在研究抽油杆等效阻尼系数与等效拉伸刚度的基础上,进行了抽油杆杆柱动力学分析,得到了悬点的计算示功图,并以悬点计算示功图参数为抽油机悬点载荷,对抽油机平衡结构进行了优化设计,减小了抽油机的最大曲柄扭矩,从而降低了直驱电机的制造成本。该研究对于克拉玛依油田游梁式抽油机改造、提高抽油机安全可靠性、实现油田的降本增效具有重大意义。

王志远[6](2019)在《基于碳纤维抽油杆柱系统的游梁式抽油机仿真优化研究》文中指出碳纤维抽油杆具有其特有的优势,目前油田中使用的有杆抽油系统普遍采用碳纤维抽油杆,而游梁式抽油机作为有杆抽油系统最主要的地面设备,寻求两者的配套成为当下的研究热点。本文以有杆抽油系统为基础,抽油杆采用碳纤维抽油杆,以常规游梁式抽油机为铺垫,进行其运动学和动力学分析,对应用碳纤维抽油杆的游梁式抽油机进行仿真并分析仿真结果,充分挖掘应用碳纤维抽油杆之后游梁式抽油机各主要结构存在的问题,针对这些问题,以仿真分析数据为基础,以实现碳纤维抽油杆采油系统的节能降耗为目标,分别优化其几何结构参数和各项性能参数,主要研究内容如下所示:详细分析游梁式抽油机的悬点运动规律,给出悬点位移、悬点速度、悬点加速度的推导和计算公式,详细分析游梁式抽油机运行上、下冲程两个阶段悬点静载荷与悬点动载荷的变化规律及推导计算;对游梁式抽油机的游梁、连杆等关键部件进行受力分解并给出计算公式,为后续的动力学仿真及零部件有限元分析提供基础;对以钢杆为配重杆的碳纤维-钢混合抽油杆柱组合进行动力学分析,基于一维带阻尼波动方程建立杆柱组合数学模型并给出分析条件。建立游梁式抽油机三维实体模型,施加悬点载荷,此悬点载荷是以碳纤维抽油杆运作实测示功图而得到的,运用ADAMS软件进行仿真得到游梁式抽油机关于悬点位移、速度、加速度及其关键部件的受力状况等一系列曲线,比较以碳纤维抽油杆运作实测示功图与理论示功图施加载荷的变化,深入探讨游梁式抽油机悬点运动规律和关键部件的受力状况对其主要性能的影响。建立游梁式抽油机优化设计数学模型,综合各项性能指标确定以减速器净扭矩的均方根值为目标函数,选择设计变量,采用MATLAB优化工具箱编制优化设计程序对游梁式抽油机进行优化。基于优化设计得到的游梁式抽油机四连杆结构几何尺寸,建立优化后游梁式抽油机的三维实体模型,同样施加悬点载荷,悬点载荷仍以碳纤维抽油杆运作实测示功图而得到。并对优化后的游梁式抽油机进行仿真分析,比较优化前后仿真结果的不同。运用ANSYS Workbench对游梁式抽油机的关键部件进行有限元分析,验证优化设计后游梁式抽油机的可靠性。

杨勇[7](2018)在《油田常用抽油机平衡度评价方法及影响因素研究》文中进行了进一步梳理本文在研究目前抽油机平衡度评价方式和平衡度对抽油机影响研究现状的基础上,认真分析总结抽油机平衡的意义,对抽油机的平衡度评价方法和评价标准进行了研究,对影响抽油机平衡的重要因素进行了分析研究。结合对现有评价方法,给出了常用的游梁式抽油机、链条式抽油机合理的平衡判定准则和平衡度的合理取值范围,对提升抽油机的管理水平有重要意义。首先,本文建立了抽油机减速箱力矩与输入电机功率的对应关系,给出了用抽油机减速箱力矩对抽油机进行平衡评价与用抽油机输入瞬时功率评价平衡效果的等效性,为抽油机的平衡理论分析奠定了基础。其次,给出了抽油机平衡度的对其性能影响,不仅影响抽油机的能耗,而且影响抽油机结构件的工作状态和工作寿命,给出了抽油机平衡度对抽油机主要传动部件工作寿命的影响的算法。接着,对比分析了常用的抽油机平衡度评价方法,根据平衡度对抽油机的影响因素与测试的可行性,提出了用上、下冲程的电机瞬时输入峰值功率对游梁式抽油机进行平衡评价,用上、下冲程的平均功率对链条式抽油机进行平衡评价是合理和有效的方法。再次,对游梁式抽油机和链条式抽油机进行动力学、运动学建模,通过分析净力矩曲线得到了抽油机平衡度与能耗之间的关系,验证平衡准则的正确性,深入研究了示功图面积、冲次、气锁、传动系统效率对平衡状态与能耗的影响,确定了游梁式抽油机与链条式抽油机合理平衡工作区间的大小。通过101口不同工况油井,近600个平衡位置的测试,验证了理论分析的正确性。最后,利用MATLAB软件编制抽油机平衡分析及调整软件,该软件通过输入结构参数、抽汲参数及平衡参数,就可以求出抽油机达到给定平衡条件时平衡重的变化位置(量),对于提高油田抽油机平衡调整精度,降低平衡调整的劳动强度,有重要意义。

王小良[8](2017)在《游梁式抽油机悬点直接平衡仿真研究与节能效果分析》文中研究表明本文针对游梁式抽油机曲柄平衡后,减速箱输出扭矩波动剧烈、负扭矩现象严重以及能耗大等问题,以游梁式抽油机基本理论为研究基础,进一步研究分析悬点载荷的组成及其对曲柄轴净扭矩的影响,设计研究了一种悬点载荷直接平衡装置,减小作用在抽油机驴头上的悬点载荷,降低整个抽油机的结构重量并且改善抽油机平衡效果,降低曲柄轴扭矩峰值和负扭矩,实现抽油机的节能运行。本文以CYJ10-3-37HB型常规游梁式抽油机为研究对象,首先完成了游梁式抽油机悬点直接平衡装置的整体设计与分析,然后建立了游梁式抽油机曲柄平衡和悬点直接平衡状态下的虚拟样机仿真模型,并对其进行了不同冲次状态下的仿真分析;得到游梁式抽油机在采用悬点直接平衡后作用在驴头悬点的载荷、悬点载荷在曲柄轴产生的扭矩,以及采用曲柄平衡和悬点直接平衡时抽油机曲柄轴净扭矩曲线;经过对比分析得出,游梁式抽油机采用悬点直接平衡后能后悬点载荷峰值大大减小,因此能够减小整个抽油机的结构,降低抽油机的装机功率;通过对曲柄轴净扭矩进行对比,得出游梁式抽油机在采用悬点直接平衡后,曲柄轴扭矩峰值、均方根值得到有效降低,负扭矩大大减小,扭矩曲线波动减小,变得更加平缓,有效改善了抽油机的平衡效果,并且平衡重质量也大大减少,达到节能降耗的目的。本课题的研究成果和结论为游梁式抽油机悬点直接平衡装置的工程应用奠定理论基础。

呼延永江[9](2016)在《具有自动平衡调节功能的游梁式抽油机的设计研究》文中指出常规游梁式抽油机因其结构简单实用、运行可靠性强、制造保养经济性高、行业标准及技术较为成熟、保有量较大,在国内外采油设备中广泛应用,占有绝对主导的地位。但其自身结构笨重、特别是总机功率较低、平衡效果不佳、电能利用率较低、造成了能源的巨大浪费。针对以上问题,本文以C-228D-256-100型常规游梁式抽油机为典型研究对象进行了自动平衡装置的研究、设计和验证。本文首先对常规游梁式抽油机节能技术现状进行了研究,并确定了存在能耗过大的普通根本原因—工作过程的不平衡,以此提出了本文研究的方向。其次,在现有研究成果的基础上,结合游梁式抽油机基本理论,分析确定常规游梁式抽油机的结构特点、运动学和动力学特性等,并分析平衡规律。之后,根据常规游梁式抽油机的工作特点和平衡规律,初步设计了自动平衡系统的机械和电气控制系统,并进行了平衡系统工作过程的定量分析,为游梁式抽油机工作过程的平衡仿真做好基础准备。最后,以C-228D-256-100型常规游梁式抽油机为设计对象,研究分析了该抽油机的悬点运动规律、动力学和平衡块的计算等,并利用MATLAB软件计算出减速器净扭矩曲线对该抽油机进行平衡情况分析,确定调整该抽油机平衡效果的方法,设计出了自动平衡调节装置。之后根据能量守恒定理,求解推导出平衡块运动方向、位移与电动机功率之间的关系式,以及平衡块工作移动时滚珠丝杠上丝杠螺母移动的长度,建立数学模型。并依据平衡准则和平衡度调整效果,以油田常见的二种情况验证了平衡调整效果,进而降低了对电机参数的要求,最终达到节能的目的。

赵向茹[10](2016)在《游梁式抽油机随动平衡设计与试验研究》文中研究表明本文针对游梁式抽油机曲柄平衡后,减速箱输出扭矩波动剧烈、负扭矩现象严重以及能耗大等问题,提出游梁式抽油机随动平衡的研究。根据抽油机变矩平衡原理设计研究一种游梁随动平衡装置,以达到降低曲柄轴扭矩峰值和负扭矩、提高抽油机平衡效果的目的,从而实现抽油机的节能运行。本文采用理论分析与试验研究相结合的方法,研究游梁式抽油机采用随动平衡后的平衡效果。以CYJ10-3-37HB型抽油机为研究对象,首先通过建立随动平衡连杆机构运动学优化分析模型,对随动平衡机构进行优化设计,确定各杆件几何参数,然后建立常规机与随动平衡抽油机虚拟样机仿真模型,对不同冲次下的常规机与随动平衡抽油机的平衡效果进行仿真分析,通过对其曲柄轴扭矩曲线进行对比得出,游梁式抽油机采用随动平衡后,曲柄轴净扭矩峰值、均方根值都得到了降低,曲柄轴净扭矩曲线负扭矩明显减小,扭矩曲线趋于平缓,平衡效果得到改善。根据对比分析结果,游梁式抽油机采用随动平衡后,平衡重质量大大减小。理论研究结果表明,游梁式抽油机采用随动平衡方式可以达到系统节能降耗的目的。通过建立游梁式抽油机随动平衡室内试验系统,进行室内试验及测试,并对抽油机试验模型进行理论仿真分析。试验结果表明,在3 min-1、6 min-1、9 min-1冲次状态下游梁式抽油机采用随动平衡后,抽油机电功率都有较大程度的降低,有功节电率分别为6.02%、6.70%、6.90%。通过对试验数据与仿真数据进行对比,得出实验数据与仿真数据基本吻合,验证了仿真模型的准确性。本课题的研究成果和结论为游梁式抽油机随动平衡装置的工程应用奠定理论和试验基础。

二、复合平衡游梁式抽油机的节能效果分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、复合平衡游梁式抽油机的节能效果分析(论文提纲范文)

(1)变频控制机械换向抽油系统及动态仿真与优化的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 换向机构发展现状
        1.2.2 平衡机构发展现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 变频控制机械换向抽油机结构方案设计
    2.1 抽油机方案设计与工作原理
        2.1.1 方案设计
        2.1.2 工作原理
    2.2 抽油机主要结构设计
        2.2.1 换向机构结构设计
        2.2.2 传动系统设计
        2.2.3 平衡系统设计
        2.2.4 变频控制设计
    2.3 本章小结
第3章 抽油系统运动规律与动态参数仿真模型
    3.1 机械换向抽油机的运动学
    3.2 抽油杆柱纵向振动与悬点载荷仿真模型
        3.2.1 抽油杆柱纵向振动仿真模型
        3.2.2 波动方程的数值仿真模型
    3.3 地面装置单自由度系统动力学仿真模型
        3.3.1 单自由度地面装置仿真模型
        3.3.2 摆动气缸辅助平衡输出扭矩仿真模型
        3.3.3 单自由度系统动力学整体数值仿真模型
        3.3.4 仿真实例分析
    3.4 地面装置多自由度系统动力学仿真模型
        3.4.1 地面装置多自由度仿真模型
        3.4.2 系统动力学整体数值仿真模型
        3.4.3 仿真实例分析
        3.4.4 对比结果分析
    3.5 本章小结
第4章 抽油机机构尺寸优化与变频控制优选模型
    4.1 机构尺寸优化模型与实例分析
        4.1.1 设计变量
        4.1.2 目标函数
        4.1.3 约束条件
        4.1.4 优化结果与对比分析
    4.2 变频控制优化模型及优化设计
        4.2.1 设计变量
        4.2.2 目标函数
        4.2.3 约束条件
        4.2.4 优化结果与对比分析
    4.3 本章小结
第5章 抽油机关键部件有限元分析
    5.1 换向机构整体有限元分析
        5.1.1 换向机构有限元分析仿真模型
        5.1.2 基于仿真结果的曲柄组件静力学分析
        5.1.3 换向机构整体分析
    5.2 塔架的有限元分析
        5.2.1 塔架有限元分析仿真模型
        5.2.2 塔架的动载分析与预紧力模态分析
        5.2.3 弹性支撑的塔架有限元分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(2)游梁式抽油机后驴头曲线参数分析与优化(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究背景
    1.3 新型抽油机性能状况分析
    1.4 双驴头抽油机的研究现状
    1.5 研究内容
    1.6 创新点
第二章 双驴头抽油机运动学和动力学分析
    2.1 矢量法介绍
    2.2 双驴头游梁式抽油机的几何关系
        2.2.1 极限位置几何分析
        2.2.2 一般位置点几何分析
    2.3 双驴头游梁式抽油机运动学分析
        2.3.1 悬点位移
        2.3.2 悬点速度
        2.3.3 悬点加速度
    2.4 双驴头游梁式抽油机动力学分析
        2.4.1 悬点载荷计算
        2.4.2 平衡载荷计算分析
        2.4.3 减速器扭矩
    2.5 本章小结
第三章 游梁式抽油机抽油系统能耗分析
    3.1 抽油系统基础理论
    3.2 抽油系统效率的组成
    3.3 双驴头抽油机抽油系统能耗分析
    3.4 不同后驴头曲线与抽油系统能耗分析
        3.4.1 双驴头抽油机悬点加速度分析
        3.4.2 双驴头抽油机扭矩因素分析
        3.4.3 双驴头抽油机减速器净扭矩分析
        3.4.4 不同后驴头曲线能耗分析
    3.5 本章小结
第四章 后驴头曲线参数优化设计
    4.1 优化设计概述
        4.1.1 优化设计的基本概念
        4.1.2 优化设计的内容
        4.1.3 优化设计的数学模型
    4.2 优化设计数学模型建立
        4.2.1 设计变量
        4.2.2 目标函数
        4.2.3 约束条件
    4.3 优化方法的选择
    4.4 曲线参数优化设计计算
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(3)游梁式抽油机节能技术综述(论文提纲范文)

0 引言
1 抽油机采油系统能耗分析
2 抽油机节能技术
    2.1 抽油机传动系统改进
        2.1.1 复合平衡抽油机
        2.1.2 前置式抽油机
        2.1.3 异形游梁式抽油机(双驴头抽油机)
        2.1.4 偏轮式游梁抽油机
        2.1.5 变臂型抽油机
        2.1.6 摆杆式游梁抽油机
        2.1.7 天平式抽油机
        2.1.8 塔架式抽油机(直线式抽油机)
        2.1.9 液压抽油机
        2.1.1 0 一拖二抽油机(对偶井自平衡式抽油机)
    2.2 采用节能驱动设备
        2.2.1 超高转差电动机
        2.2.2 双功率电动机
        2.2.3 稀土永磁同步电动机
        2.2.4 直线电动机
        2.2.5 复合式永磁电动机(CPMM)
    2.3 增设节能装置
        2.3.1 间抽控制器
        2.3.2 断续供电节能
        2.3.3 软启动及调压节能
        2.3.4 无功就地补偿
        2.3.5 智能变频控制
        2.3.6 采用超越离合器
        2.3.7 其他装置
        2.3.8 自平衡装置
        2.3.9 二次平衡装置
3 结论

(4)自动调平衡式游梁抽油机的设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 本章小结
第二章 自动调平衡式游梁抽油机的方案设计
    2.1 自动调平衡式游梁抽油机方案的确定
    2.2 抽油机四杆机构尺寸及平衡扭矩的计算
        2.2.1 抽油机机构尺寸的计算
        2.2.2 抽油机平衡扭矩的计算
    2.3 自动调平衡式游梁抽油机的运动学及动力学分析
        2.3.1 自动调平衡式游梁抽油机的运动学分析
        2.3.2 自动调平衡式游梁抽油机的动力学分析
    2.4 自动调平衡式游梁抽油机机构尺寸的优化
        2.4.1 设计变量的选择
        2.4.2 目标函数的选择
        2.4.3 约束条件的确定
        2.4.4 优化结果分析
    2.5 本章小结
第三章 自动调平衡式游梁抽油机的结构设计
    3.1 自动调平衡式游梁抽油机主体结构设计
        3.1.1 游梁与驴头的设计
        3.1.2 横梁及连杆的设计
        3.1.3 支架的设计
        3.1.4 曲柄平衡装置的设计
    3.2 自平衡装置的设计
        3.2.1 平衡配重箱的设计
        3.2.2 传动系统的设计
        3.2.3 支撑轴承的选型
        3.2.4 自平衡装置的整体结构设计
    3.3 自动调平衡式游梁抽油机的整体结构设计
    3.4 本章小结
第四章 自动调平衡式游梁抽油机的动态仿真与分析
    4.1 ADAMS软件简介
    4.2 抽油机仿真模型的建立
        4.2.1 模型的建立
        4.2.2 仿真参数的设置
    4.3 抽油机悬点运动规律的仿真分析
    4.4 游梁式抽油机的动力学仿真分析
    4.5 关键零部件的有限元分析
        4.5.1 游梁与驴头的有限元分析
        4.5.2 支架的有限元分析
        4.5.3 横梁的有限元分析
    4.6 抽油机突然失载后问题分析
    4.7 本章小结
第五章 自平衡装置的控制系统设计
    5.1 平衡方法及平衡调整量的确定
        5.1.1 平衡方法的确定
        5.1.2 平衡调整量的计算
    5.2 控制系统的设计
        5.2.1 控制系统的方案设计
        5.2.2 控制系统硬件设计
        5.2.3 控制系统程序设计
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
附录
致谢

(5)电机直驱游梁抽油机抽油系统动力学分析与平衡参数优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外相关研究进展
        1.2.1 电机直驱游梁式抽油机研究现状
        1.2.2 等效粘性阻尼系数国内外研究现状
        1.2.3 有杆抽油系统动力学研究现状
        1.2.4 游梁式抽油机结构优化研究现状
        1.2.5 当前研究的不足
    1.3 本文主要研究内容、创新点及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 论文创新点
        1.3.3 技术路线
第2章 电机直驱游梁式抽油机运动学与力学分析
    2.1 电机直驱游梁式抽油机工作原理简介
    2.2 电机直驱游梁式抽油机运动学分析
        2.2.1 电机直驱游梁式抽油机几何参数关系
        2.2.2 悬点运动学参数求解
        2.2.3 电机直驱游梁式抽油机运动规律分析
        2.2.4 电机直驱游梁式抽油机运动学分析小结
    2.3 电机直驱游梁式抽油机力学分析
        2.3.1 电机直驱游梁式抽油机曲柄扭矩计算
        2.3.2 电机直驱游梁式抽油机关键节点受力分析
    2.4 本章小结
第3章 有杆抽油系统杆柱动力学方程关键参数研究
    3.1 有杆抽油系统振动方程等效阻尼系数分析
        3.1.1 等摩擦功原理
        3.1.2 油液沿程粘性能耗
        3.1.3 油液局部粘性能耗
        3.1.4 等效粘性阻尼系数
        3.1.5 等效阻尼系数研究小结
    3.2 基于等变形法的抽油杆等效拉伸刚度计算
        3.2.1 抽油杆轴向拉伸变形
        3.2.2 基于等变形法的抽油杆等效刚度计算
        3.2.3 抽油杆等效刚度敏感性分析
    3.3 本章小结
第4章 有杆抽油系统杆柱力学分析与悬点载荷计算
    4.1 有杆抽油泵系统抽油泵载荷分析
        4.1.1 有杆抽油泵系统工作原理
        4.1.2 上冲程抽油泵受力分析
        4.1.3 下冲程抽油泵受力分析
    4.2 有杆抽油系统杆柱动力学分析
        4.2.1 有杆抽油系统杆柱动力学模型
        4.2.2 基于拉格朗日微分方程组的动力学计算模型
        4.2.3 边界条件与初始条件设置
    4.3 有杆抽油系统悬点载荷计算
    4.4 悬点预测载荷误差分析
    4.5 本章小结
第5章 4型电机直驱游梁式抽油机平衡参数优化设计
    5.1 4型电机直驱游梁式抽油机建模
        5.1.1 4型电机直驱游梁式抽油机几何建模
        5.1.2 4型电机直驱游梁式抽油机动力学建模
    5.2 电机直驱游梁式抽油机平衡参数优化
        5.2.1 曲柄平衡重对曲柄扭矩影响规律分析
        5.2.2 尾梁平衡重对曲柄扭矩影响规律分析
        5.2.3 复合平衡对曲柄扭矩影响规律分析
        5.2.4 平衡参数优化设计
    5.3 最佳平衡参数下电机直驱游梁式抽油机运动测试仿真分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果

(6)基于碳纤维抽油杆柱系统的游梁式抽油机仿真优化研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 碳纤维抽油杆的发展现状及趋势
        1.2.2 虚拟样机技术的应用现状
        1.2.3 抽油机优化技术的研究现状及抽油机的发展趋势
    1.3 论文研究目标和主要研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
第二章 碳纤维抽油杆采油系统运动学与动力学分析
    2.1 碳纤维抽油杆采油系统的组成及工作原理
    2.2 游梁式抽油机的运动学分析
        2.2.1 几何关系分析
        2.2.2 悬点运动规律分析
    2.3 游梁式抽油机的动力学分析
        2.3.1 悬点静载荷分析
        2.3.2 悬点动载荷分析
    2.4 游梁式抽油机关键部件受力分析
    2.5 碳纤维-钢混合抽油杆柱组合动力学分析
        2.5.1 混合抽油杆柱力学分析
        2.5.2 初始条件、边界条件和连续条件
        2.5.3 波动方程差分求解
    2.6 本章小结
第三章 基于碳纤维抽油杆柱系统的游梁式抽油机仿真分析
    3.1 游梁式抽油机仿真分析
        3.1.1 建立游梁式抽油机模型
        3.1.2 添加约束
        3.1.3 施加载荷
    3.2 仿真结果分析
        3.2.1 游梁式抽油机的运动学仿真结果分析
        3.2.2 游梁式抽油机的动力学仿真结果分析
    3.3 本章小结
第四章 基于碳纤维抽油杆柱系统的游梁式抽油机优化设计
    4.1 建立优化设计数学模型
        4.1.1 优化目标函数
        4.1.2 设计变量
        4.1.3 约束条件
        4.1.4 优化算法
    4.2 优化结果分析
    4.3 优化前后游梁式抽油机的仿真分析比较
        4.3.1 运动学仿真分析比较
        4.3.2 动力学仿真分析比较
    4.4 本章小结
第五章 基于Workbench的游梁式抽油机的有限元分析
    5.1 游梁式抽油机关键部件的有限元分析
        5.1.1 游梁有限元分析
        5.1.2 连杆有限元分析
        5.1.3 曲柄有限元分析
    5.2 瞬态动力学分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文结论
    6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢

(7)油田常用抽油机平衡度评价方法及影响因素研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的目的与意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外抽油机平衡测试技术研究概况
        1.3.2 国内抽油机平衡测试技术研究现状
    1.4 平衡测试基本准则及测算方法
        1.4.1 抽油机平衡度的基本原则
        1.4.2 目前常用的平衡度测算方法
    1.5 课题研究内容及要解决的问题
        1.5.1 课题研究的内容
        1.5.2 拟解决的关键问题
    1.6 课题研究方法和技术路线
        1.6.1 研究方法
        1.6.2 技术路线
    1.7 课题的创新
第二章 抽油机平衡度对抽油机性能影响分析
    2.1 引言
    2.2 抽油机平衡度对抽油机性能的影响分析
        2.2.1 平衡状态对抽油机能耗的影响
        2.2.2 平衡状态对结构件工作寿命的影响分析
    2.3 本章小结
第三章 抽油机平衡理论及评价方法分析
    3.1 用抽油机减速箱输出力矩曲线进行平衡评价
    3.2 不同平衡准则的对比
    3.3 目前常用的平衡度测算方法
    3.4 平衡准则的确定
    3.5 本章小结
第四章 抽油机平衡度对能耗的影响因素分析
    4.1 游梁式抽油机数学建模
        4.1.1 游梁式抽油机的平衡率与能耗计算建模
        4.1.2 游梁式抽油机力矩平衡分析计算
        4.1.3 抽油机曲柄平衡的调节
    4.2 链条式抽油机的数学建模
        4.2.1 力学模型建立
        4.2.2 典型的链条机在模拟示功图下力矩平衡度与能耗关系分析
        4.2.3 气锁工况链条式抽油机的平衡状况分析
        4.2.4 理论分析结果
        4.2.5 测试结果对平衡判据的影响分析
        4.2.6 结论
    4.3 不同示功图面积对游梁式抽油机平衡和能耗的影响
        4.3.1 小泵深抽示功图的平衡与能耗的关系
        4.3.2 大泵提液工况常规抽油机的平衡分析
        4.3.3 大泵提液工况节能抽油机的平衡分析
        4.3.4 结论
    4.4 抽油机不同冲次下平衡力矩对平衡度及能耗的影响
        4.4.1 常规抽油机小泵深抽工况分析
        4.4.2 常规抽油机小泵深抽工况冲次影响的结论
    4.5 泵气锁对平衡的影响
        4.5.1 泵气锁的典型示功图
        4.5.2 常规抽油机气锁工况的计算分析
        4.5.3 不同气锁率对常规抽油机平衡状态的影响分析
        4.5.4 节能机气锁率对平衡状态的影响分析
        4.5.5 结论
    4.6 传动系统的效率对减速箱力矩曲线的影响
        4.6.1 理论分析
        4.6.2 常规机效率对平衡状态的影响
        4.6.3 节能机传动系统效率对平衡状态的影响
    4.7 本章小结
第五章 抽油机平衡调整软件的编制及现场应用
    5.1 抽油机平衡分析及调整软件编制
        5.1.1 软件的功能与特点
        5.1.2 平衡分析及调整软件的详细设计
        5.1.2.1 人机交互设计
        5.1.2.2 系统性能
    5.2 现场电参数测试结果的计算和分析
        5.2.1 引言
        5.2.2 测试步骤
        5.2.3 实测数据的处理和分析方法
    5.3 理论分析与现场测试相关性分析
    5.4 现场测试统计结果分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究的创新点
    6.3 展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢

(8)游梁式抽油机悬点直接平衡仿真研究与节能效果分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 抽油机节能技术研究现状
    1.3 抽油机平衡研究现状
    1.4 本论文主要研究内容
第二章 游梁式抽油机悬点直接平衡动力学特性研究
    2.1 游梁式抽油机悬点直接平衡原理
    2.2 游梁式抽油机悬点直接平衡运动特性分析
    2.3 悬点直接平衡动力学特性分析
        2.3.1 悬点直接平衡悬点载荷
        2.3.2 抽油机悬点示功图
    2.4 游梁式抽油机悬点直接平衡曲柄轴扭矩
    2.5 本章小结
第三章 游梁式抽油机悬点直接平衡装置设计
    3.1 游梁式抽油机悬点直接平衡设计方案
        3.1.1 方案 1
        3.1.2 方案 2
        3.1.3 方案 3
    3.2 游梁式抽油机直接平衡改造设计
        3.2.1 支撑架主体设计
        3.2.2 滑轮支架微调装置设计
        3.2.3 钢丝绳设计
        3.2.4 滑轮设计
        3.2.5 滑轮轴的设计
        3.2.6 轴承的选择
        3.2.7 槽钢
        3.2.8 连接钢丝绳和光杆之间的连接器的设计
        3.2.9 轴承座
        3.2.10 轴承挡圈
    3.3 主要承载零部件选型与强度校核
        3.3.1 轴承的校核
        3.3.2 滑轮轴的校核
        3.3.3 钢架结构校核
    3.4 本章小结
第四章 游梁式抽油机悬点直接平衡仿真分析
    4.1 基于ADAMS动力学仿真软件的虚拟样机技术
    4.2 常规抽油机虚拟样机建立
        4.2.1 抽油机结构参数及井况数据
        4.2.2 常规抽油机虚拟样机仿真分析
    4.3 游梁式抽油机悬点直接平衡虚拟样机的建立
        4.3.1 游梁式抽油机悬点直接平衡虚拟样机仿真分析
        4.3.2 游梁式抽油机悬点直接平衡与曲柄平衡效果对比分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢

(9)具有自动平衡调节功能的游梁式抽油机的设计研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 游梁式抽油机节能技术研究现状
    1.3 本文主要研究内容及意义
        1.3.1 本论文的主要研究内容
        1.3.2 本论文研究的意义
2 游梁式抽油机设计分析基本理论
    2.1 游梁式抽油机的结构及工作原理
        2.1.1 游梁式抽油机的结构
        2.1.2 游梁式抽油机的工作原理
    2.2 游梁式抽油机的运动学和动力学分析
        2.2.1 游梁式抽油机的运动学分析
        2.2.2 游梁式抽油机的动力学分析
    2.3 游梁式抽油机的平衡计算与节能
        2.3.1 游梁式抽油机的平衡分析
        2.3.2 游梁式抽油机的平衡与节能的关系
        2.3.3 平衡块自重与平衡移动量的分析
    2.4 本章小结
3 游梁式抽油机自动平衡系统及机构的设计
    3.1 游梁式抽油机自动平衡调节机构的原理方案设计
    3.2 游梁式抽油机自动平衡调节系统组成及机械结构设计
        3.2.1 游梁式抽油机自动平衡调节系统组成
        3.2.2 游梁式抽油机自动平衡调节机构的结构设计
    3.3 安装了自动平衡调节机构的游梁式抽油机的动力学分析
    3.4 本章小结
4 安装了自动平衡调节机构的游梁式抽油机的仿真计算
    4.1 带有自平衡调节机构的游梁式抽油系统仿真基本数据
        4.1.1 C-228D-256-100抽油机工作参数
        4.1.2 C-228D-256-100抽油机的几何关系
        4.1.3 C-228D-256-100游梁式抽油机循环特征
        4.1.4 C-228D-256-100游梁式抽油机几何关系计算
        4.1.5 C-228D-256-100抽油机减速器净扭矩计算
        4.1.6 安装了自动平衡装置中平衡块自重及移动量计算
        4.1.7 安装了自动平衡装置中平衡块移动量计算
        4.1.8 滚珠丝杠类型的确定
    4.2 带有自平衡调节机构的游梁式抽油系统仿真分析模型
    4.3 带有自由平衡调节机构的游梁式抽油系统仿真分析实例
        4.3.1 驴头悬点载荷增加时抽油机平衡效果分析
        4.3.2 驴头悬点载荷突然换向时抽油机平衡效果分析
    4.4 本章小结
5 全文结论和展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续研究工作展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢

(10)游梁式抽油机随动平衡设计与试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 抽油机节能技术研究现状
    1.3 抽油机平衡研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 抽油机随动平衡设计与优化
    2.1 抽油机特性理论简介
    2.2 抽油机随动平衡方案的设计与选择
    2.3 抽油机随动平衡机构优化
        2.3.1 机构优化设计理论研究
        2.3.2 抽油机随动平衡机构数学优化模型的建立
        2.3.3 MATLAB编程求解
    2.4 本章小结
第三章 随动平衡抽油机建模与虚拟样机仿真分析
    3.1 虚拟样机技术与ADAMS动力学仿真软件
    3.2 常规抽油机虚拟样机的建立
        3.2.1 抽油机结构参数及井况数据计算
        3.2.2 常规抽油机虚拟样机仿真分析
    3.3 随动平衡抽油机虚拟样机的建立
        3.3.1 随动平衡抽油机虚拟样机仿真分析
        3.3.2 随动平衡抽油机与常规抽油机平衡效果对比分析
    3.4 随动平衡主要部件强度校核
        3.4.1 随动摆杆强度校核
        3.4.2 随动尾轴强度校核
    3.5 本章小结
第四章 随动平衡抽油机室内试验研究
    4.1 实验方案的确定
    4.2 随动平衡抽油机室内模拟实验台搭建
    4.3 数据采集系统
    4.4 实验设计方案
        4.4.0 试验抽油机模型虚拟样机仿真分析
        4.4.1 常规抽油机试验研究
        4.4.2 随动平衡抽油机试验研究
        4.4.3 试验结果分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
作者简介、发表文章及研究成果目录
致谢

四、复合平衡游梁式抽油机的节能效果分析(论文参考文献)

  • [1]变频控制机械换向抽油系统及动态仿真与优化的研究[D]. 刘雪营. 燕山大学, 2021(01)
  • [2]游梁式抽油机后驴头曲线参数分析与优化[D]. 翟鹏凯. 西安石油大学, 2020(12)
  • [3]游梁式抽油机节能技术综述[J]. 刘昕晖,李春爽,陈琳,王昕. 吉林大学学报(工学版), 2021(01)
  • [4]自动调平衡式游梁抽油机的设计[D]. 朱玲. 中国石油大学(华东), 2019(09)
  • [5]电机直驱游梁抽油机抽油系统动力学分析与平衡参数优化[D]. 陈波. 西南石油大学, 2019(06)
  • [6]基于碳纤维抽油杆柱系统的游梁式抽油机仿真优化研究[D]. 王志远. 中国石油大学(华东), 2019(09)
  • [7]油田常用抽油机平衡度评价方法及影响因素研究[D]. 杨勇. 中国石油大学(华东), 2018(07)
  • [8]游梁式抽油机悬点直接平衡仿真研究与节能效果分析[D]. 王小良. 东北石油大学, 2017(02)
  • [9]具有自动平衡调节功能的游梁式抽油机的设计研究[D]. 呼延永江. 郑州大学, 2016(04)
  • [10]游梁式抽油机随动平衡设计与试验研究[D]. 赵向茹. 东北石油大学, 2016(02)

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复合平衡梁抽油机节能效果分析
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