具有自动平衡调节功能的游梁式抽油机的设计研究

发布时间：2017-06-15 22:08

  本文关键词：具有自动平衡调节功能的游梁式抽油机的设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：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。
【关键词】：常规游梁式抽油机 节能 自动平衡调节装置
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE933.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 游梁式抽油机节能技术研究现状10-12
• 1.3 本文主要研究内容及意义12-15
• 1.3.1 本论文的主要研究内容12-13
• 1.3.2 本论文研究的意义13-15
• 2 游梁式抽油机设计分析基本理论15-34
• 2.1 游梁式抽油机的结构及工作原理15-18
• 2.1.1 游梁式抽油机的结构15-16
• 2.1.2 游梁式抽油机的工作原理16-18
• 2.2 游梁式抽油机的运动学和动力学分析18-23
• 2.2.1 游梁式抽油机的运动学分析18-20
• 2.2.2 游梁式抽油机的动力学分析20-23
• 2.3 游梁式抽油机的平衡计算与节能23-33
• 2.3.1 游梁式抽油机的平衡分析23-29
• 2.3.2 游梁式抽油机的平衡与节能的关系29
• 2.3.3 平衡块自重与平衡移动量的分析29-33
• 2.4 本章小结33-34
• 3 游梁式抽油机自动平衡系统及机构的设计34-40
• 3.1 游梁式抽油机自动平衡调节机构的原理方案设计34-35
• 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35-38
• 3.2.1 游梁式抽油机自动平衡调节系统组成35-37
• 3.2.2 游梁式抽油机自动平衡调节机构的结构设计37-38
• 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38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 安装了自动平衡调节机构的游梁式抽油机的仿真计算40-52
• 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40-47
• 4.1.1 C-228D-256-100抽油机工作参数40-41
• 4.1.2 C-228D-256-100抽油机的几何关系41
• 4.1.3 C-228D-256-100游梁式抽油机循环特征41-42
• 4.1.4 C-228D-256-100游梁式抽油机几何关系计算42-43
• 4.1.5 C-228D-256-100抽油机减速器净扭矩计算43-45
• 4.1.6 安装了自动平衡装置中平衡块自重及移动量计算45-46
• 4.1.7 安装了自动平衡装置中平衡块移动量计算46
• 4.1.8 滚珠丝杠类型的确定46-47
• 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47-48
• 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48-51
• 4.3.1 驴头悬点载荷增加时抽油机平衡效果分析48-49
• 4.3.2 驴头悬点载荷突然换向时抽油机平衡效果分析49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 全文结论和展望52-54
• 5.1 全文总结52
• 5.2 后续研究工作展望52-54
• 参考文献54-59
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果59-60
• 致谢60

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