电机换向抽油机悬点运动分析

常规游梁抽油机在冲程大于4．5m时，整机结构庞大而笨重，工作特性变差，必须用其他形式抽油机替代，所以先后出现了链条抽油机、皮带传动抽油机等长冲程抽油机。近年出现的电机换向抽油机采用电机与减速器、摩擦轮同轴的传动方式，其运动特性有别于其他抽油机。根据该抽油机的运动特点，讨论了抽油机悬点的位移、速度和加速度的计算公式。     

游梁抽油机偏置复合平衡评价

以常规10型游梁抽油机实测工况为例,对抽油机偏置复合平衡的结构特点及曲柄净扭矩特性进行了评价,将游梁平衡重偏置一定角度,可在一定程度上改善抽油机扭矩特性的连杆等部件的受力状况,可用于在用旧抽油机的技术改造,当悬点负荷接近抽油机额定负荷时,曲柄平衡抽油机平衡效果受到曲柄平衡块回转半径的限制,各特性参数会负荷的增加而恶化,采用偏置平衡的方式可在一定牙改善抽油机在大负荷下的扭矩特性。     

抽油机研究的现状与发展

简要综述了近几年抽油机研究中取得较大进展的几个方面，包括抽油机工作状况和载荷特性研究、抽油机性能优劣的评价方法、游梁式抽油机优化设计数学模型的研究、驱动抽油机的电动机特性研究、抽油机分类方式的研究、抽油机的模块化设计研究、新设计理论在抽油机设计中的应用、抽油机平衡最佳条件的研究、对二次平衡技术的认识、新机型的研制、现有抽油机的增强改造以及抽油机主要零部件的研究等科研成果。最后提出了目前抽油机研究中值得重视的几个问题。     

电机换向抽油机悬点运动分析

常规游梁抽油机在大于4.5 m冲程时,整机结构庞大而笨重,工作特性变差,必须用其它形式抽油机替代,先后出现了链条、皮带传动等长冲程抽油机。近年出现的电机换向抽油机采用电机与减速器、摩擦轮同轴的传动方式,其运动特性有别于其它抽油机。根据该抽油机的运动特点,讨论了抽油机悬点的位移、速度、加速度的计算公式,并给出了计算实例。     

C-320D-256-120型游梁式抽油机运动过程中的模态变化规律研究

针对抽油机野外振动试验的局限性和抽油机振动特性随曲柄运转的变化状态，对抽油机运动过程中的模态变化规律进行了系统分析。以C-320D-256-120型游梁式抽油机为例，根据无阻尼结构振动理论，利用有限元数值模拟方法，计算出抽油机在自由振动时完全阶次的振动特性，即，固有频率和振型，得到振动特性与曲柄转角的关系，固有频率基本上随曲柄转角按正(余)弦规律变化，并指出抽油机最先被破坏部位的变化规律。     

电机换向滚筒式抽油机的动力性能分析

为了解电机换向滚筒式抽油机的动力学特性,用机械动力学基本方法建立了电机换向抽油机的动力学模型,按照给定的驱动电机机械特性,给出了电机换向滚筒式抽油机动力特性的计算方法,指出光杆的运动规律是驱动电机机械特性的函数,使用柔性悬绳系统有助于减少悬点加速度对抽油杆的冲击.分析方法对电机换向滚筒式抽油机的设计有一定帮助.     

液压游梁式抽油机运动特性分析

液压游梁式抽油机是结合液压抽油机与常规游梁式抽油机优点而研制的一种新型抽油机。根据液压游梁式抽油机的工作特点 ,建立了其机构模型 ,给出了悬点位移、速度、加速度的计算公式 ,可以作为改善抽油机运动特性和优化设计抽油机机构的理论依据。对液压游梁式抽油机的运动特性进行了分析 ,结果表明 ,液压游梁式抽油机悬点运动速度近似为匀速直线运动 ,有效地减小了悬点的动载荷 ,可满足采油工艺对有杆抽油设备提出的长冲程、低冲次、大泵深抽等要求     

液压游梁式抽油机的三维动力学特性仿真

液压游梁式抽油机是吸收液压抽油机和常规游梁式抽油机优点而研制的新型抽油机。采用ADAMS机械系统动力学仿真软件 ,建立了以三维实体结构为基础的液压游梁式抽油机游梁动力学仿真模型 ,并对抽油机的动力学特性及影响动力学特性的因素进行了仿真分析。结果表明 ,液压游梁式抽油机悬点运动速度近似为匀速直线运动 ,易于实现平衡 ,抽油机各构件的受力状况得到明显的改善 ,可满足采油工艺对有杆抽油设备提出的长冲程、低冲次、大泵深抽等要求 ,且与常规游梁抽油机相比 ,节能效果显著     

游梁式抽油机与驱动电机的耦合模型

为了解决游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配问题,分析了游梁式抽油机的运动、动力特性和驱动电机的工作特性,建立了完整的游梁式抽油机与驱动电机的耦合模型,提出了采用循环迭代的方法求解抽油机与驱动电机之间的高度耦合问题。利用仿真软件得到抽油机与驱动电机匹配的动态变化规律,通过实测数据和仿真结果的对比分析,验证了抽油机与驱动电机的耦合模型及其求解方法的准确性和实用性。抽油机与驱动电机的耦合模型为抽油机与驱动电机合理匹配原则的提出奠定了理论基础。     

常规游梁式抽油机技术改造实践

对在用的能耗高的旧常规游梁抽油机进行技术改造，是当前降低抽油机能耗的一个首要任务。将旧机改造成偏轮游梁抽油机，为油田旧抽油机节能改造提供了一新途径，经现场实践，偏轮游梁抽油机改善了抽油机的运动特性和动力特性，降低了功耗；充分利用原机的构件，优化关键部位，使各构件受力合理，并具有较合适的安全系数，节能效果显著，运转平稳，管理方便。     

直线电机驱动抽油机的试验研究

研制了1台推力为500N的圆筒型直线电驱动的抽油机样机。以此来试验研究圆筒形直线电机在抽油机上的工作特性及其控制系统、电机的固定与调整、抽油机的配重与平衡、刹车与扶正等。提出了研制各型直线电机驱动抽油机的可行性及在工业试验中需要继续完善的问题。     

直线电机智能抽油机研制

研制节能、高效、智能型抽油机是抽油机研发制造行业多年以来不断努力的发展方向.直线电机智能抽油机以直线电机为动力直接带动抽油杆柱做上下往复运动实现原油举升,没有中间减速、换向环节,并利用智能控制器和同步机专用变频器实现抽油机的启停、换向、变速、冲程冲次调整、抽油杆断脱自动保护、自动调整最佳工作制度等功能.着重介绍了国内外第一台直线电机智能抽油机的原理、各部分结构和整机的性能测试情况.与其它类型抽油机相比具有结构简单、占地小、冲程长、节能高效、智能调参等优点,是一种具有很好发展前景的新型抽油机产品,代表了当今地面抽油机械设备的发展水平.     

ZXCY系列直线电动机抽油机工业性试验

为攻克直线电机大推力难题,研制出ZXCY系列直线电机抽油机,其显著特点是,通过变频和控制后,能够直接将电能转变为直线往复运动,简化了能量传递过程,与游梁式抽油机相比,其能量传递效率提高约23%.直线电机抽油机能够实现抽汲参数的无级调整,可以最大限度地满足油井生产对抽油机的各种运行控制要求.在华北油田、江汉油田、塔里木油田及大港油田共进行了6口井的现场试验,开采效果表明,采用ZXCY系列直线电机抽油机后,油井平均日产液量、单井系统效率、输入功率、综合节电率等均比换抽前有显著改善.ZXCY系列直线电机抽油机技术先进、节能高效、性能可靠,既可以满足大泵深抽、大排量提液的需要,也可以满足稠油、高气油比油井及供液不足油井开采的要求.图5表4参23     

直线电机抽油机与游梁式抽油机工作性能对比

传统的＂机、杆、泵＂系统受抽油机结构和运行规律等条件的制约,冲程短、动载大、深抽效率低。直线电机抽油机克服了＂大马拉小车＂的现象,实现了长冲程、低冲次和抽汲参数的无级调整。研究了直线电机抽油机的工作性能及其对抽油系统的影响,并与游梁式抽油机进行对比,为＂三抽设备＂的优选提供理论支持。     

直线电机抽油泵系统试验研究

直线电机能够产生直线往复运动,将其与抽油泵相结合形成一种新型无杆采油设备,彻底取消抽油杆及地面传动机构,从而大幅降低系统能耗,提高系统效率.通过试验研究得到直线电机抽油泵特性及其变化规律,具有理论及工程实际意义.     

A new diagnostic method for identifying working conditions of submersible reciprocating pumping systems

The submersible pumping unit is a new type of pumping system for lifting formation fluids from onshore oil wells, and the identification of its working condition has an important influence on oil production. In this paper we proposed a diagnostic method for identifying the working condition of the submersible pumping system. Based on analyzing the working principle of the pumping unit and the pump structure, different characteristics in loading and unloading processes of the submersible linear motor were obtained at different working conditions. The characteristic quantities were extracted from operation data of the submersible linear motor. A diagnostic model based on the support vector machine (SVM) method was proposed for identifying the working condition of the submersible pumping unit, where the inputs of the SVM classifier were the characteristic quantities. The performance and the misjudgment rate of this method were analyzed and validated by the data acquired from an experimental simulation platform. The model proposed had an excellent performance in failure diagnosis of the submersible pumping system. The SVM classifier had higher diagnostic accuracy than the learning vector quantization (LVQ) classifier.     

开关磁阻电动机在采油设备中的应用探讨

介绍了开关磁阻电动机结构、工作原理和技术特点。对开关磁阻电动机作为抽油机节能电动机的应用、开关磁阻电动机抽油机的研制应用进行了总结分析,同时提出了开关磁阻直线电动机用于井下采油的构想并进行了简要分析。随着研发水平、制造技术的不断进步,开关磁阻电动机在采油设备中的应用将具有良好的前景。     

直线电机抽油机研制

研制成功了直线电机抽油机.原有的抽油机是将电能转变为旋转运动,再通过机械方式转变为直线往复运动,机械效率低.直线电机抽油机是通过变频控制,直接将电能转变为直线往复运动,不但提高了机械效率,而且能够实现抽汲参数的无级调整,可根据抽油工艺的需要调整悬点运动规律,具备智能化控制和远程监控的有利条件.     

游梁式抽油机与直线电机抽油机

游梁式抽油机利用电能转换为旋转运动,减速后再经四连杆机构转换为直线往复运动,其传动系统能量损失高达28%,加上旋转特性造成启动扭矩大,系统效率一般不超过30%。直线电机抽油机将电能直接转换为直线往复运动,简化了机械传动过程,有效地提高了效率,经测试节能可达54%,而且加大冲程时整机外形尺寸和重量都增加得很少,特别是抽汲参数可无级调整,为实现自动控制及满足采油工艺要求提供了条件,是一种很有发展前途的新型抽油机     

游梁式抽油机节能新技术探讨

针对游梁式抽油机能耗大,工作效率低的问题,提出游梁式抽油机节能的新方法,即在采用优化抽油机结构的基础上,通过改变电动机的工作特性和增加抽油机转动惯量的办法降低抽油机周期载荷系数。指出影响使用高转差率电动机的游梁式抽油机节能的主要因素是抽油机的冲次、电动机转差率和旋转件的转动惯量。采用高转差率电动机,并增加旋转件的转动惯量,是综合提高游梁式抽油机节能效果的有效途径。