抽油机游梁平衡自动调节装置的设计与仿真

发布时间：2017-08-10 22:07

  本文关键词：抽油机游梁平衡自动调节装置的设计与仿真

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【摘要】：抽油机是油田上广泛使用的采油设备,但由于抽油机的机械特性和井下工况的不稳定导致抽油机经常处于不平衡的运行状态,这种运行状态会增加能耗,减少抽油机的使用寿命。抽油机的失衡工作状态主要由两种因素导致:一是由于井下工况改变等客观因素导致的抽油机失衡,二是由于人为调整平衡块的时候判断失误等人为因素导致的抽油机失衡,在这两种情况下抽油机均不能工作在平衡状态。针对上述情况,本文研发了一种抽油机游梁自动平衡调节装置,目的是在不停机的情况下改善抽油机工作时的平衡状态,使失衡的抽油机得到平衡补偿。同时减少人工调节抽油机平衡的难度,增加人工调节抽油机平衡的精度。本文所叙述的设计工作包括了对其尺寸、结构、质量、动力四个方面的设计计算。并通过关键部件的强度校核证明了装置的可靠性。本文所叙述的仿真工作包括对未加装装置前抽油机的动力学仿真、加装装置后抽油机的动力学仿真、自动平衡调节本身的动力学仿真。并通过仿真结果对仿真结果的分析证明了该装置的有效性。参照抽油机实际井况数据的前提下,在ADAMS中成功建立并优化了应用于平衡计算的抽油机仿真模型,并分别在不同的动液面深度的条件下对抽油机进行仿真,为后续的分析计算提供了所需的基本数据。在Matlab中对游梁平衡自动调节装置进行了质量和位移的设计计算,并对该系统的平衡调整效果进行评估和仿真研究。最后,确定出自动平衡调节装置的质量、最优位移和调整的有效平衡度范围,同时开发了专用于游梁平衡调整系统的仿真算法、软件编制的关键性成果。课题的仿真研究成果,验证了抽油机游梁平衡自动调节装置的可行性和调节效果的可靠性,为后续系统的研制打下了可靠的坚实基础。
【关键词】：游梁式抽油机 游梁平衡 自动平衡 调节装置 仿真
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE933.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 项目研究的背景与意义9
• 1.2 国内外抽油机节能技术的发展历史与现状9-12
• 1.2.1 节能型抽油机的发展历史与现状10
• 1.2.2 抽油机电机节能的历史与现状10-11
• 1.2.3 抽油机平衡调解节能的历史与现状11-12
• 1.3 本论文主要研究的内容12-14
• 1.3.1 论文研究的主要内容12
• 1.3.2 论文的主要研究方法12-14
• 第二章 自动平衡调节装置的设计与动力学分析14-39
• 2.1 加装调节系统后的游梁式抽油机的几何和动力学分析14-25
• 2.1.1 平衡调节装置在游梁式抽油机工作的位置14
• 2.1.2 加装平衡调节装置后的游梁式抽油机几何分析14-17
• 2.1.3 加装平衡调节装置后的抽油机动力学分析17-25
• 2.2 抽油机平衡自动调节装置的设计25-33
• 2.2.1 平衡调节装置的外形尺寸设计25-26
• 2.2.2 平衡调节装置的传动系统设计26-28
• 2.2.3 平衡调节装置的质量设计28-31
• 2.2.4 平衡调节装置的动力系统设计31-32
• 2.2.5 平衡调节装置的控制系统设计32-33
• 2.3 平衡调节装置关键部件的强度校核33-38
• 2.3.1 蜗轮蜗杆力学模型的建立33
• 2.3.2 蜗轮蜗杆的强度校核33-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 调节装置加装前游梁式抽油机的仿真39-48
• 3.1 确定抽油机、井况参数并进行建模39-40
• 3.2 仿真前的准备工作40-45
• 3.2.1 导入模型40
• 3.2.2 仿真模型的优化40-43
• 3.2.3 确定游梁抽油机的平衡判断准则43-45
• 3.3 仿真结果分析45-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 调节装置加装后游梁式抽油机的仿真48-66
• 4.1 仿真实验的影响因素和考察目标48-49
• 4.1.1 仿真试验中的影响因素48
• 4.1.2 仿真实验中的考察目标48-49
• 4.2 仿真准备工作49-60
• 4.2.1 采集不同井况下的抽油机扭矩数据49-50
• 4.2.2 实验的计算环境50-60
• 4.3 仿真与结果分析60-64
• 4.3.1 分析样例60-62
• 4.3.2 井况不变曲柄平衡块变化的仿真数据分析62
• 4.3.3 曲柄平衡块不变井况变化的仿真数据分析62-64
• 4.4 本章小结64-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 附录 171-74
• 附录 274-75

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