常规机的技术改造及节能技术的研究

【摘要】：目前各油田的抽油设备主要仍为常规游梁式抽油机，其主要原因是该机结构简单，操作维护方便，使用寿命长。通过对减速器曲柄轴净扭矩曲线的分析可知，其极位夹角大约在1°左右，这就是说上、下冲程所用的时间基本相同，曲柄转角也基本相同，曲柄平衡扭矩曲线是正弦变化，而悬点载荷扭矩曲线是非正弦变化，净扭矩曲线是两者的叠加。因此，造成净扭矩曲线峰值大、波动幅度大，这就使得常规机能耗大。所以，基于这些实际情况，本着投入少，见效快的思想，我们提出：在尽可能少的改变原结构的前提下，使常规机具有良好的节能效果。因此，本文提出通过优化四杆机构杆长比及极位夹角来实现节能这一目标。 针对这个构思，从机构学理论出发，对常规机进行结构分析及运动分析。根据实际情况，首先，对常规机进行数学建模，列出目标函数及约束条件，用复合形法对四杆机构进行优化设计计算，得出优化的四杆机构各杆长及夹角；然后针对具体的工况，采用Visual Basic语言对优化的结果进行编程，从而计算出不同冲程情况下，抽油机的运动参数(悬点的位移、速度、加速度)、动力参数(悬点载荷、曲柄轴扭矩)及电动机功率，绘制出运动参数曲线、动力参数曲线；最后，进行改造机和原机相关参数、曲线的对比、计算，从而得出结论。 由于本文自始至终都是从节能和优化理论出发，考虑油田实际并针对油田实际进行的设计计算，因此，具有很好的理论借鉴和实际使用。如果运用于油田，会取得很好的节能效果，从而获得良好的经济效益。 【关键词】：节能 常规机 四杆机构 优化 复合形法 扭矩曲线 电动机 功率
【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TE933
【目录】：

• 第一章 概述11-16
• 1.1 抽油机简介11-12
• 1.2 国内外游梁式抽油机发展概况及节能技术的研究12-14
• 1.2.1 国内外游梁式抽油机的发展概况12
• 1.2.2 游梁式抽油机节能技术分析和指导思想12-14
• 1.3 本文研究的主要内容14-16
• 第二章 改造型游梁式抽油机的方案拟定16-19
• 2.1 改造机的结构方案16
• 2.2 改造机的节能机理16-17
• 2.3 改造机节能的评价指标17-19
• 第三章 改造型抽油机的优化设计19-28
• 3.1 复合形法19-22
• 3.1.1 基本原理19-20
• 3.1.2 初始复合形的构成20
• 3.1.3 收敛判别条件20-21
• 3.1.4 择优过程的步骤21-22
• 3.2 用复合形法对8型改造机四杆机构进行优化设计22-28
• 第四章 改造机基本参数的确定28-53
• 4.1 改造机工况参数的选择28-29
• 4.1.1 井下工况参数的选择28
• 4.1.2 运动工况参数的选择28
• 4.1.3 结构参数的选择28-29
• 4.2 用复变矢量法(Euler法)分析改造机的运动规律29-34
• 4.3 改造机悬点载荷的计算34-43
• 4.3.1 悬点静载荷的大小和变化规律的分析35-38
• 4.3.2 悬点动载荷的大小和变化规律的分析38-43
• 4.4 改造机曲柄轴净扭矩的计算43-46
• 4.5 改造机冲程、冲次及电动机功率的计算46-53
• 4.5.1 改造机悬点冲程长度和冲程次数的选择46-48
• 4.5.2 电动机额定功率的确定48-51
• 4.5.3 电动机实耗功率的确定51-53
• 第五章 改造机的性能分析53-78
• 结论78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-81

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