抽油机传动系统节能研究

发布时间：2021-10-21 10:04

　　针对游梁式抽油机能耗严重、电机运行效率低的问题,提出一种新型混合动力游梁式抽油机结构方案。该方案采用机械-液压转矩耦合传动机构,通过液压系统实现能量存储与释放,其电机输出功率平稳,运行效率高。建立该系统数学模型和能量损失模型,并搭建原理验证实验平台。通过实验和仿真对比,验证机械-液压传动系统能量调节的有效性。提出该系统参数设计方法,并通过对系统参数的研究,得到在不同液压系统组合结构下抽油机的损失功率。研究结果表明,采用变量泵-变量马达组合方案可实现能量损失最小。 

【文章来源】：机床与液压. 2020,48(21)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

转矩耦合示意

当抽油机所需功率P小于PA时,为保证电机以PA输出,利用转矩耦合轮系,实现电机同时驱动泵和抽油机,通过调整泵的排量实现电机功率稳定在PA,泵将电能转化成液压能并存储。当抽油机所需功率P大于PA时,电机与马达通过转矩耦合轮系共同驱动抽油机,马达将液压能释放。能够实现上述功能的液压回路有2种[7],如图2所示。方案(a)通过采用液压二次元件来实现能量吸收与释放,结构简单,易于实现,但二次元件价格昂贵,目前不适合在油田推广。方案(b)采用变量泵与变量马达代替液压泵/马达元件,也可实现能量的存储与释放。由于液压泵和液压马达技术成熟,产品种类众多,价格低廉,更易于实现。液压能量调节型抽油系统由电动机、变量泵、变量马达、蓄能器、安全阀、液压管路、转矩耦合器、减速齿轮箱和传动轴组成,其具体结构如图3所示。

方案(a)通过采用液压二次元件来实现能量吸收与释放,结构简单,易于实现,但二次元件价格昂贵,目前不适合在油田推广。方案(b)采用变量泵与变量马达代替液压泵/马达元件,也可实现能量的存储与释放。由于液压泵和液压马达技术成熟,产品种类众多,价格低廉,更易于实现。液压能量调节型抽油系统由电动机、变量泵、变量马达、蓄能器、安全阀、液压管路、转矩耦合器、减速齿轮箱和传动轴组成,其具体结构如图3所示。2 考虑损失的系统模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]抽油机游梁平衡自动调节系统的设计[J]. 杜永军,于嘉骥.  化工机械. 2017(01)
[2]Modeling and simulation of non-linear dynamic process of the induction motor system with fluctuating potential loads[J]. LUO Wei,WANG Bo,ZHAO HaiSen,LUO YingLi.  Science China（Technological Sciences）. 2014(09)
[3]并联式液压混合动力系统中蓄能器各主要参数对系统性能的影响[J]. 董晗,刘昕晖,王昕,郑博元,梁卫权,王佳怡.  吉林大学学报(工学版). 2015(02)
[4]常规游梁式抽油机自动平衡调节装置[J]. 刘明皓.  石油机械. 2012(07)

博士论文
[1]游梁抽油机正扭矩调制方法及关键技术[D]. 徐金超.中国石油大学(华东) 2014



本文编号：3448761