两台常规游梁式抽油机节能改造

两台常规游梁式抽油机节能改造

一、两种常规游梁式抽油机的节能改造(论文文献综述)

翟鹏凯[1](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。

郭桐桐[2](2020)在《常规抽油系统变频调速控制方法研究》文中研究指明常规抽油系统有机械结构简单,维护方便和使用寿命长等优点,在油田开采上广泛使用,但是普遍存在抽汲效率低,电机能耗大和自动化程度低等问题。随着油田供液能力的下降,上述常规抽油机缺点凸显,利用变频调速技术对抽油机进行节能改造,调节抽油机频次,根据实际需要改变抽油机上下冲程速度,使抽油系统运行在最佳的工作状态。通过对常规抽油系统工作原理的分析,对游梁式抽油机进行运动学分析,运用MATLAB软件建模仿真;在运动学理论分析的基础上对抽油系统动力学分析。将抽油系统简化成一个等效的力学模型,根据三相异步电动机的工作原理和变频器工作原理,建立抽油系统变频调速仿真模型。将变频器及电动机简化成传递函数,并选用PID算法对此抽油系统变频调速控制仿真,利用MATLAB/Simulink软件进行仿真。通过对矢量控制,直接转矩控制,变压变频控制和转差率控制算法进行仿真,并分析其仿真结果。根据四种变频调速控制方法,零负载时对三相异步电机的控制,电机转速曲线和扭矩曲线进行对比分析。四种变频调速控制方法下对电机输入符合抽油系统运动的周期性交变负载,对比分析四种控制方法下电机转速和电磁转矩的仿真曲线。

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》文中研究表明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。

徐成军[4](2020)在《立式抽油机模拟样机开发及其节能研究》文中提出随着人们对石油资源的需求不断增长,石油开采量也在不断增大,过去长时间的开采,导致油层下降,油田中的油井类型已经从浅井逐渐向深井开采转变,石油开采难度大大增加,开采过程中的成本也越来越高,这使得人们对深井开采过程中的节能问题越来越关注。课题组根据项目要求,对立式抽油机的节能进行研究,提出了一种立式抽油机节能方案,并开发了一套立式抽油机模拟样机。本文阐述了该节能理论的整体方案,并根据理论要求设计了模拟样机,通过理论计算分析,对样机的模拟效果进行论证,最后经过相关试验,分析了节能方案在模拟样机上的节能效果。本文具体开展的工作如下:对立式抽油机的发展背景以及国内外的研究现状进行了说明,介绍了立式抽油机的发展过程和主要类型,以及在立式抽油机上主要采用的节能技术,对未来抽油机的发展趋势进行了归纳。在了解了立式抽油机主要概况的基础上,针对目前立式抽油机的大能耗问题,提出了一种立式抽油机的节能方案,该方案对立式抽油机的工作原理和流程进行说明,基于Matlab/Simulink构建电机的数学模型,并结合PID调节提出变频调速节能控制机理,对立式抽油机的配重平衡进行理论优化。设计立式抽油机模拟样机,对立式抽油机节能方案进行试验验证,从机械设计、电气硬件设计、软件设计三个方面对立式抽油机模拟样机进行了概述,设计了退让装置,模拟修井过程中的退让流程,使用ANSYS Workbench仿真了退让装置在施加载荷后的微小位移情况,分析退让机构在实际工作时的稳定性和可靠性。在立式抽油机模拟样机上进行相关试验,通过试验对立式抽油机模拟样机运行过程中的能耗数据进行采集,比较分析了立式抽油机模拟样机在运行过程中消耗的能量,结合配重平衡优化方法,验证了立式抽油机节能方案的可行性。

谭思思[5](2019)在《液压驱动游梁式抽油机组的设计及实验研究》文中进行了进一步梳理随着油气田开发程度的持续深入,老油田的开采难度也越来越大,机采系统能耗高居不下,工作的效率也比较低,这其中,作为系统效率的主要组成部分,地面效率的大小对整体机采效率的影响至关重要,所以,针对地面设备的优化和改造势在必行。游梁式抽油机作为地面设备最主要的一部分,更是影响机采效率最重要的一环。针对传统游梁式抽油机的优化改造,显得十分必要。其中,液压驱动游梁式抽油机因其运转稳定和工作效率高等优点必将成为改造传统抽油机的重要方向。抽油机是个多构件的系统,工作的特点是周期性,在工作过程中,液压驱动游梁式抽油机的关键零件,比如液压杆、旋转主轴等关键零件极易在循环交变载荷的作用下发生疲劳破坏,目前国内针对这些零部件一般都采用静力学分析,或者分时间步施加载荷进行仿真分析,这种方法和实际生产运作的情况不符合,所以对抽油机关键零件采用动力学分析,研究其周期运动下的疲劳特性,就显得非常有意义。本文以新疆油田机械厂生产的五型后置曲柄游梁式抽油机为研究对象,对其进行液压系统的改造设计和实验研究:(1)运用解析法对抽油机进行机械原理分析,确定机械结构的运动特性,对抽油机的悬点载荷构成进行分析。运用理论力学的平衡原理,计算构件的理论安全系数和液压系统选件的匹配度,并进行液压部分的结构设计。(2)基于PROE建立三维模型,确定设计参数,进行合理简化建模。在Sol idworks中对机构进行刚体运动学分析,研究机构零部件运动特性,包括悬点载荷、配重和液压杆相对位置等因素对机构加速度、杆位移、接触力的影响(3)基于刚柔耦合原理,用ANSYS瞬态动力学对抽油机关键零件进行了刚柔耦合动力学仿真分析,计算轴、轴承座和液压零部件的动力学参数,对容易发生损伤的液压杆、旋转主轴和主轴承座进行应力、应变分析,分析其应力分布的区域、应力集中点和周期变化规律,进行关键零件的模态分析,利用Fatigue模块进行疲劳分析,获得关键零件的寿命疲劳和可靠性研究结果,确定疲劳损伤位置。计算得出液压杆和游梁连接处的力学结果,将其作为液压杆的边界条件,导入AMESim中,进行仿真分析,使其更加接近生产工况,在此基础上,测试运动参数、液压系统参数的变化规律,为液压驱动游梁式抽油机的改造提供仿真分析基础。(4)根据生产需求,在AMESim中建立抽油机液压系统的1d仿真模型,以活塞的行程位移为目标,搭建液压系统。同时搭建辅助的信号反馈回路,监控液压杆的位移,达到平稳响应的目标,搭建过程中考虑整体机构节能、突发急停现象时机构自锁功能的实现。研究影响泵排量、杆位移、系统响应速度等液压变量的因素以及变化规律。建立传统游梁式抽油机和液压驱动游梁式抽油机样机的对比实验,对抽油机组进行实验,记录多项数据并将结果进行对比,分析实验结果。本文的研究成果为液压驱动游梁式抽油机的改造和设计提供了参考依据,对提高液压结构的寿命,合理设置生产参数有参考意义。

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》文中研究指明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。

陈波[7](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》文中提出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。

仲崇涛[8](2018)在《游梁式抽油机皮带自动张紧系统技术研究》文中研究表明游梁式抽油机皮带打滑现象除了会导致电机动力输出不及时,影响抽油机抽油效率外,还会造成皮带表面橡胶变形、变质,最终烧毁皮带。以往针对抽油机皮带张紧的研究偏重于机械结构的设计,需要根据工人经验手动张紧皮带。本文针对游梁式抽油机皮带的自动张紧,设计一套能够实现皮带传动参数实时监测、张紧力自动调节的系统,防止皮带打滑。论文首先根据游梁式抽油机皮带传动的特点,对比皮带传动多种张紧方式及检测技术,确定利用非接触张紧方式中的“十字坐标”法调整带轮中心距,采用差速法间接检测皮带张紧力,进而确定了抽油机皮带自动张紧系统设计方案。其次,根据游梁式抽油机皮带传动力学特性,确定了系统的张紧范围,进而对平行位移机构中的螺旋副及蜗杆副等主传动零件设计;利用ADAMS对平行位移机构进行动力学、运动学仿真,分析了蜗轮材料对主啮合力的影响规律和传动机构运动学参数的变化规律,验证了蜗轮材料选用及机构设计的合理性;采用ANSYS Workbench对平行位移机构主传动件有预应力的模态分析,确定了主传动零件振型与频率并提出了对应的优化方案。同时,针对系统检测、主控及电机驱动输出等环节进行分模块设计;根据系统传递函数绘制Bode图、单位阶跃响应曲线并判定系统的稳定性。最后,根据设计要求进行了实验室样机组装与现场安装;依据现场试验参数,确定了皮带张紧系统应控制的实时皮带滑差率最佳变化范围,提出了系统张紧机构及电机驱动控制优化方案。论文对抽油机电机平行位移机构及控制系统的仿真、试验分析证明,游梁式抽油机皮带自动张紧系统能够在不增加皮带额外磨损的条件下,满足皮带传动实时监测、显示要求,实现皮带自动、定量张紧,解决了抽油机皮带打滑、烧毁的问题。

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》文中认为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。

马丽娜[10](2015)在《调径变矩抽油机的优化分析及液压缸的运动学仿真》文中研究表明石油作为一种能源,在国家经济发展中起着重要的作用。目前,我国油田大多数处于“低渗透、低孔隙度和低地层压力”“三低”状态。为了能够改变“三低”状态并且实行国内外提出的“高效低耗”策略,能否制造生产出降低产油成本、提高产油效益的抽油设备则变成了上述问题的关键。本文的主要内容如下:通过对常规型抽油机平衡方式的改变,将其改造为液压式复合平衡方式的调径变矩抽油机。阐述了调径变矩抽油机的工作原理、对其进行了运动学分析及悬点载荷的计算,为其平衡分析提供了理论依据;根据抽油机的运动学分析、动力学分析及悬点载荷的计算得出调径变矩抽油机平衡调节过程中活塞杆伸缩量和曲柄转角的关系,以便能更好的进行抽油机的平衡调节。同时,本文还进行了抽油机的平衡计算、悬点加速度的计算。通过以上三部分的计算推导出减速器净扭矩的计算公式,为调径变矩抽油机的尺寸结构优化提供了理论依据;通过对优化的了解,分析出调径变矩抽油机尺寸结构优化的目标函数为减速器的净扭矩。同时,通过对MATLAB中优化方法的学习,确定出优化方案,完成调径变矩抽油机的尺寸结构优化。通过对液压系统的结构设计和对液压缸的受力分析,得出液压缸运动学仿真所需的理论数据。其次进行了液压缸和伺服阀理论分析,得出控制过程中所需的传递函数,仿真出活塞杆伸缩量与曲柄转角的运动关系图。

二、两种常规游梁式抽油机的节能改造(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、两种常规游梁式抽油机的节能改造(论文提纲范文)

(1)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

(2)常规抽油系统变频调速控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 抽油机国内外发展现状
        1.2.2 抽油系统国内外发展现状
        1.2.3 变频调速国内外发展现状
        1.2.4 抽油系统发展趋势
    1.3 主要研究内容
第二章 常规抽油系统运动学和动力学分析
    2.1 常规抽油系统的基本结构及工作原理
    2.2 游梁式抽油机运动学分析
        2.2.1 抽油机四连杆机构几何关系
        2.2.2 抽油机悬点运动规律
        2.2.3 抽油系统运动学
    2.3 抽油系统动力学分析
        2.3.1 悬点载荷计算
        2.3.2 悬点动载荷
        2.3.3 摩擦载荷
        2.3.4 悬点最大和最小载荷
    2.4 抽油机平衡、扭矩及功率分析
        2.4.1 抽油机平衡分析
        2.4.2 抽油机扭矩分析
        2.4.3 电动机功率分析
    2.5 仿真结果
        2.5.1 运动学实例分析
        2.5.2 动力学实例分析
    2.6 本章小结
第三章 抽油系统变频调速方法
    3.1 三相异步电动机
        3.1.1 三相异步电动机工作原理
        3.1.2 异步电动机三相动态的数学模型
        3.1.3 异步电动机调速方法
    3.2 变频调速
        3.2.1 变频调速基本原理
        3.2.2 变频调速对电机参数的影响
        3.2.3 变频调速对曲柄轴等效驱动力矩的影响
    3.3 抽油系统变频控制仿真模型
        3.3.1 抽油系统等效模型建立
        3.3.2 变频调速环节仿真模型建立
        3.3.3 三相异步电机数学模型
        3.3.4 变频器仿真
    3.4 抽油系统变频控制条件
        3.4.1 抽油系统闭环控制原理
        3.4.2 抽油系统边界条件
    3.5 变频调速节能技术
        3.5.1 电机节能存在问题
        3.5.2 变频调速技术节能的分析
    3.6 本章小结
第四章 变频调速仿真
    4.1 电机变频调速仿真
        4.1.1 矢量控制
        4.1.2 直接转矩控制
        4.1.3 变压变频控制
        4.1.4 转差率控制
    4.2 PID控制原理
        4.2.1 模糊控制
        4.2.2 模糊PID控制
        4.2.3 PID控制
        4.2.4 抽油机变频控制系统仿真
    4.3 冲次对抽油机性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 常规抽油系统变频调速控制方法分析
    5.1 异步电机启动仿真
        5.1.1 异步电机零负载启动
        5.1.2 异步电机带负载启动
    5.2 变频调速仿真结果
        5.2.1 矢量控制仿真结果
        5.2.2 直接转矩仿控制真结果
        5.2.3 变压变频控制仿真结果
        5.2.4 转差率控制仿真结果
    5.3 本章小结
第六章 结论
    6.1 开展的工作
    6.2 结论
    6.3 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)立式抽油机模拟样机开发及其节能研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外相关研究现状
        1.2.1 游梁式抽油机的发展
        1.2.2 立式抽油机的发展
        1.2.3 节能控制器的发展
    1.3 抽油机的发展趋势
    1.4 论文主要研究内容
    1.5 本章小结
2 立式抽油机节能方案理论分析
    2.1 概述
    2.2 立式抽油机模拟样机运行机理
        2.2.1 立式抽油机工作原理
        2.2.2 模拟样机工作原理
    2.3 带PID的变频节能控制机理
        2.3.1 模拟样机控制系统框架
        2.3.2 三相异步电动机建模与仿真
        2.3.3 PID变频节能控制机理
    2.4 配重质量与装机功率适配优化
    2.5 本章小结
3 立式抽油机模拟样机设计
    3.1 概述
    3.2 模拟样机结构设计
    3.3 ANSYS Workbench有限元分析
        3.3.1 ANSYS Workbench软件介绍
        3.3.2 模拟样机有限元建模
        3.3.3 仿真分析
    3.4 电气硬件设计
    3.5 基于TIA的软件设计
    3.6 本章小结
4 立式抽油机模拟样机试验研究
    4.1 概述
    4.2 带PID变频节能机理试验
        4.2.1 系统直接控制
        4.2.2 带PID调节过程
        4.2.3 比较分析
    4.3 配重平衡优化试验
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作及展望
参考文献

(5)液压驱动游梁式抽油机组的设计及实验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 机采系统能耗的研究现状及影响因素
        1.1.2 机采系统节能的潜能及提升耗能效率的措施
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 液压抽油机的研究现状
        1.2.2 AMESim液压系统仿真研究概况
        1.2.3 刚柔耦合多体动力学仿真研究概况
    1.3 论文研究内容
        1.3.1 研究主要内容
        1.3.2 论文创新点
        1.3.3 主要技术路线
第2章 机构基本工作原理
    2.1 机械结构工作原理
        2.1.1 悬点载荷的组成
        2.1.2 机构运动原理
    2.2 结构的理论计算
        2.2.1 游梁强度校核
        2.2.2 抽油机与液压缸的匹配性计算:
    2.3 小结
第3章 液压驱动游梁式抽油机的建模及运动学仿真分析
    3.1 液压驱动游梁式抽油机三维模型的建立
        3.1.1 基于CREO的结构建模及参数简化
        3.1.2 基于CREO AFX的框架模型的建立
    3.2 抽油机运动学仿真模型的建立
        3.2.1 虚拟样机技术简介
        3.2.2 SolidWorks Motion概述
        3.2.3 边界条件的设置
    3.3 运动学仿真结果分析
        3.3.1 不同悬点载荷下的运动学仿真结果及分析
        3.3.2 不同配重下的运动学仿真结果及分析
        3.3.3 不同液压杆相对游梁位置下的运动学仿真结果及分析
    3.4 小结
第4章 基于刚柔耦合原理的动力学仿真分析
    4.1 动力学仿真模型的建立
        4.1.1 多体动力学模型建立
    4.2 动力学仿真结果及分析
        4.2.1 不同液压杆相对游梁位置下的动力学仿真结果及分析
        4.2.2 不同悬点载荷的动力学仿真结果及分析
        4.2.3 不同配重的动力学仿真结果及分析
    4.3 关键零件的疲劳分析及可靠性分析
        4.3.1 疲劳强度理论及振动理论
        4.3.2 整体结构模态分析及疲劳分析结果
        4.3.3 旋转主轴及轴承座模态分析及疲劳分析结果
        4.3.4 液压杆模态分析及疲劳分析结果
    4.4 小结
第5章 基于AMESIM的液压驱动游梁式抽油机组液压系统的建模与仿真
    5.1 概述
        5.1.1 AMEsim软件介绍
        5.1.2 AMEsim仿真流程
    5.2 液压系统的工作原理及模型建立
        5.2.1 液压系统工作原理
        5.2.2 液压零部件工作原理
        5.2.3 信号控制回路工作原理
        5.2.4 液压回路的搭建
        5.2.5 信号控制回路的搭建
    5.3 仿真与结果分析
        5.3.1 液压杆负载对液压系统仿真结果的影响及分析
        5.3.2 溢流阀参数对液压系统仿真结果的影响及分析
        5.3.3 蓄能器参数对液压系统仿真结果的影响及分析
    5.4 小结
第6章 液压驱动游梁式抽油机组和常规游梁式抽油机的对比实验
    6.1 实验原理及目的
    6.2 实验方案设计
    6.3 实验方式
        6.3.1 测试标准与评价标准
        6.3.2 现场计量、测试工况及环境要求
        6.3.3 测试项目及布置
        6.3.4 测试步骤及要求
    6.4 实验结果及分析
    6.5 小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及科研成果
附录

(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)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

(8)游梁式抽油机皮带自动张紧系统技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状及趋势
    1.3 课题研究目的与意义
    1.4 主要研究内容
2 抽油机皮带自动张紧系统总体方案设计研究
    2.1 游梁式抽油机皮带张紧技术分析
    2.2 游梁式抽油机皮带传动张紧力检测技术研究
    2.3 游梁式抽油机皮带自动张紧系统总体方案设计
    2.4 本章小结
3 抽油机皮带自动张紧系统张紧机构设计与分析
    3.1 游梁式抽油机皮带传动力学特性分析
    3.2 抽油机皮带自动张紧系统平行位移机构力学特性分析
    3.3 平行位移机构主传动件设计
    3.4 基于ADAMS的平行位移机构仿真技术研究
    3.5 平行位移机构主传动件有预应力的模态分析
    3.6 本章小结
4 抽油机皮带自动张紧控制系统设计研究
    4.1 抽油机皮带自动张紧控制系统方案设计
    4.2 抽油机皮带自动张紧控制系统硬件设计
    4.3 抽油机皮带自动张紧控制系统软件设计
    4.4 抽油机皮带自动张紧控制系统特性分析
    4.5 本章小结
5 抽油机皮带自动张紧系统应用与优化技术研究
    5.1 抽油机皮带自动张紧系统测频实验及分析
    5.2 抽油机皮带自动张紧系统安装与维护要求
    5.3 抽油机皮带自动张紧系统现场调试及分析
    5.4 抽油机皮带自动张紧系统优化方案研究
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录
攻读学位期间取得的学术成果和获奖情况
学位论文数据集

(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)调径变矩抽油机的优化分析及液压缸的运动学仿真(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 课题的来源
    1.4 本文主要内容
2 调径变矩抽油机运动学分析和悬点载荷计算
    2.1 调径变矩抽油机简介
        2.1.1 有杆式抽油机系统分类
        2.1.2 调径变矩抽油机的结构
        2.1.3 调径变矩抽油机的工作原理
        2.1.4 抽油机平衡方式的选择
    2.2 调径变矩抽油机运动学和几何关系分析
        2.2.1 调径变矩抽油机的运动学分析
        2.2.2 调径变矩抽油机几何关系分析
    2.3 调径变矩抽油机悬点载荷计算
        2.3.1 游梁式抽油机的运动特性---无因次加速度
        2.3.2 悬点静载荷计算
        2.3.3 悬点动载荷计算
    2.4 本章小结
3 调径变矩抽油机的平衡分析及减速器扭矩的计算
    3.1 调径变矩抽油机调节平衡原理
        3.1.1 抽油机下冲程
        3.1.2 抽油机上冲程
    3.2 抽油机的平衡计算
    3.3 抽油机悬点加速度的几何计算方法
    3.4 减速器扭矩的计算
    3.5 本章小结
4 调径变矩抽油机优化分析
    4.1 优化设计简介
    4.2 优化设计目标函数的确定
    4.3 调径变矩抽油机优化设计数学模型的建立
        4.3.1 设计变量
        4.3.2 约束条件
        4.3.3 目标函数
    4.4 利用MATLAB对模型求解
        4.4.1 MATLAB简介
        4.4.2 MATLAB优化结果分析
    4.5 本章总结
5.调径变矩抽油机液压系统中液压缸的运动学仿真
    5.1 液压缸结构设计与受力分析
        5.1.1 液压缸结构设计
        5.1.2 液压缸受力分析
    5.2 液压系统在MATLAB/Simulink下的建模与仿真
        5.2.1 液压系统的结构设计和Simulink模型
        5.2.2 液压缸的数学建模
        5.2.3 电液伺服阀数学模型的建立
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录

四、两种常规游梁式抽油机的节能改造(论文参考文献)

  • [1]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)
  • [2]常规抽油系统变频调速控制方法研究[D]. 郭桐桐. 西安石油大学, 2020(11)
  • [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]立式抽油机模拟样机开发及其节能研究[D]. 徐成军. 浙江大学, 2020(06)
  • [5]液压驱动游梁式抽油机组的设计及实验研究[D]. 谭思思. 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]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)
  • [8]游梁式抽油机皮带自动张紧系统技术研究[D]. 仲崇涛. 山东科技大学, 2018(03)
  • [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]调径变矩抽油机的优化分析及液压缸的运动学仿真[D]. 马丽娜. 西安理工大学, 2015(01)

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两台常规游梁式抽油机节能改造
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