变矩式节能抽油机的研究

【摘要】： 本文对抽油机节能理论从结构上进行了深入而系统的探讨研究，并依据现有资料对机械采油节能理论进行假设和验证。从常规机存在的弊端入手，提出了新的设计方案，并根据本文节能理论假设，进行了深入的研究，找到了节能的技术关键，即后天轮的轮廓曲线，同时对悬点的运动(位移、速度、加速度)及减速器曲柄轴扭矩变化的规律给出了精确的计算公式和变化曲线。指出影响电机功率的因素是悬点扭矩的变化规律和扭矩波动的大小。其原因是后天轮轮廓曲线有效半径与理论值差异所致。电机功率与减速器曲柄轴净扭矩均方根成正比，减速器曲柄轴净扭矩是由悬点载荷产生的扭矩和平衡重产生的平衡力矩合成的；改变悬点运动规律和平衡重的滞后角可以引起净扭矩的变化，其中悬点运动规律是由后天轮曲线决定的，因此，本文依据此原理着重研究分析了后天轮曲线影响抽油及节能的变化规律。利用研究出的曲线设计成新的抽油机，模拟了该机的示功图、运动和动力曲线，并进行分析。 本文从现有抽油机(渐开线形)入手，来研究分析抽油机节能的技术关键，是一项研究方法上的创新；经过研究分析，对抽油机结构上节能规律进行理论假设，并进行验证，是一项理论创新；依据悬点载荷变化而设计出天轮曲线也是一项创新。以上创新都是前人所没有的，是本文的显著特点。 该理论方法对今后抽油机的研究、设计提供了新方法、新理论。 【关键词】：节能 抽油机 轮廓曲线 运动动力分析 悬点扭矩 创新
【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TE933.1
【目录】：

• 第一章 概述11-14
• 1．1 抽油机简介11
• 1．2 国内外抽油机及其节能技术发展状况11-12
• 1．3 选题的科学依据12-14
• 第二章 节能抽油机设计准则、研究内容和目的14-17
• 2．1 常规机存在的主要问题14-15
• 2．2 对几种抽油机的调研15
• 2．3 节能抽油机的设计原则15-16
• 2．4 本文研究的目标16-17
• 第三章 变矩式后天轮曲线的设计17-27
• 3．1 理论假设及公式推导17-19
• 3．2 悬点位移与曲柄转角的对应关系19-21
• 3．3 Euler方法及曲线拟合方法21-27
• 第四章 变矩式后轮曲线的分析27-37
• 4．1 结构简介27-28
• 4．2 悬点载荷计算28-31
• 4．3 抽油机扭矩计算31-34
• 4．4 抽油机冲程、冲次及电机功率计算34-37
• 第五章 变矩式天轮曲线抽油机性能分析与计算模拟37-64
• 5．1 渐开线抽油机参数选取37
• 5．2 运动参数设计计算（s、v、a）37-41
• 5．3 动力参数计算41-42
• 5．4 后天轮轮廓曲线理论有效半径42-43
• 5．5 后天轮轮廓曲线实际有效半径43
• 5．6 后天轮轮廓曲线实际半径43-45
• 5．7 后天轮轮廓线实际有效半径45-47
• 5．8 以螺线新型机为例模拟计算47-54
• 5．9 螺线新型机在不同工况下性能情况对比54-64
• 结论64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-67

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