新型滚筒式抽油机模拟加载系统的设计与试验研究

发布时间：2023-12-10 15:29

　　随着石油开采量和开采规模的逐渐增加,致使地下油层不断下降。石油开采逐渐进入中后期阶段,使石油的开采难度逐渐增大,旧式抽油机的短板越加明显,迫使各国石油公司加大对新型抽油机研发的投入。而对新型抽油机的工作性能检测也成为抽油机研发工作的重点。因此如何能在实验室条件下,尽可能地模拟抽油的实际作业情况,对抽油机工作性能的研究和改进具有重大意义。本文针对新型滚筒式抽油机设计了一套抽油模拟加载装置,更真实准确地模拟了抽油机在实际作业过程中的载荷变化,能够为抽油机、换向装置、减速器等部件,在实验研究阶段的负载试验提供技术支持。对检测和提高抽油机的工作性能,优化改进抽油机重要零部件,延长其使用寿命奠定基础。首先,对抽油机整机结构设计和减速换向装置进行三维建模和动力学分析,采用Adams对换向装置和抽油机悬点做运动仿真分析,从结构及运动上证实新型滚筒式抽油机的可行性。通过借鉴以往多种类型的抽油机加载方法,提出机械与模拟井泵复合加载的方案。参考需检测设备的参数对模拟井泵的结构进行设计和建模,并用ANSYS/workbench软件对其结构进行有限元分析,验证该加载装置理论上的可行性。将设计的新型滚筒式抽油机...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 抽油机模拟加载系统的研究现状
        1.2.1 模拟加载系统的发展
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 国外研究现状
    1.3 课题研究目的及内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 研究目的
        1.3.3 主要研究内容
    1.4 本章小结
第2章 无游梁式抽油机工作原理及特性分析
    2.1 无游梁式抽油机概述
    2.2 无游梁式抽油机运动分析
    2.3 抽油机动力特性分析
        2.3.1 系统运动周期及启动阶段
        2.3.2 电机启动阶段内的运动关系
    2.4 抽油机示功图
    2.5 本章小结
第3章 滚筒式抽油机及加载装置的机械结构设计
    3.1 滚筒式抽油机整机结构设计及分析
        3.1.1 抽油机整机结构建模
        3.1.2 塔架结构及受载分析
        3.1.3 滚筒组件和天轮车组件
        3.1.4 配重箱平衡设计
    3.2 抽油机换向装置及其运动分析
        3.2.1 抽油机换向装置
        3.2.2 换向装置运动分析
    3.3 抽油机悬点分析
        3.3.1 抽油机悬点运动分析
        3.3.2 抽油机悬点载荷分析
    3.4 滚筒式抽油机模拟加载系统的设计
        3.4.1 模拟加载系统方案设计
        3.4.2 模拟加载装置的设计与建模
        3.4.3 模拟加载装置的有限元分析
    3.5 本章小结
第4章 抽油机模拟加载的测控系统设计
    4.1 抽油机加载试验测控系统的总体设计
    4.2 测控系统硬件设计
        4.2.1 PLC选型与介绍
        4.2.2 扩展模块选型
        4.2.3 PLC的 I/O配置
    4.3 测控系统软件设计
        4.3.1 PLC程序设计
        4.3.2 操作界面设计
    4.4 数据采集系统介绍
        4.4.1 悬点位移检测
        4.4.2 悬点载荷检测
        4.4.3 换向装置检测
    4.5 其他参数处理
    4.6 本章小结
第5章 抽油机模拟加载装置的实验与分析
    5.1 抽油机加动载荷试验装置的测试环境
    5.2 实验目的及过程
        5.2.1 实验目的
        5.2.2 实验准备及过程
    5.3 实验数据处理及分析
        5.3.1 抽油机加载测试分析
        5.3.2 换向装置测试分析
    5.4 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3872636