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调径变矩游梁式抽油机性能分析

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摘要

1 绪论

1.1 本课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状综述

1.3 课题的来源

1.4 本文主要的研究内容

2 调径变矩游梁式抽油机

2.1 有杆式抽油系统

2.2 平衡方式的研究

2.3 调径变矩原理

2.4 平衡准则

2.5 调径变矩游梁式抽油机基本原理

2.5.1 抽油机工作原理

2.5.2 运动学与几何关系分析

2.6 悬点载荷

2.6.1 悬点静载荷

2.6.2 悬点动载荷

2.6.3 悬点量大和最小载荷

2.7 电动机功率计算

2.8 本章总结

3 调径变矩游梁式抽油机动力学分析

3.1 抽油机各构件受力分析

3.1.1 曲柄受力分析

3.1.2 连杆受力分析

3.1.3 游梁受力分析

3.2 连接件质心矢量方程

3.2.1 曲柄质心方程

3.2.2 连杆质心方程

3.2.3 游梁质心方程

3.3 机构闭环矢量方程

3.4 本章总结

4 关键部件有限元分析

4.1 有限元法简介

4.2 ANSYS软件简述

4.3 游梁受力分析

4.3.1 游梁建模

4.3.2 游梁有限元分析

4.3.3 改进措施

4.4 液压缸受力分析

4.4.1 液压缸尺寸计算

4.4.2 液压缸建模

4.4.3 液压缸有限元分析

4.4.4 改进措施

4.5 配重箱结构选型

4.6 本章总结

5 数字化网络服务软件

5.1 实测模块

5.1.1 AJAX技术

5.1.2 UpdatePanel控件

5.1.3 Timer控件

5.1.4 Gridview控件

5.2 仿真分析模块

5.3 其它模块

5.4 调径变矩游梁式抽油机节能效果

5.5 本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

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摘要

有杆抽油系统作为油田主要的抽油设备,逐渐暴露出“高能耗,低产出”等问题。本文从有杆式抽油机节能的角度,分析了“大马拉小车”问题的原因,在有杆抽油系统理论的基础上,对游梁式抽油机的平衡方式进行了研究,确定了本课题的研究目标。
  调径变矩游梁式抽油机是在游梁式抽油机基础上改进而成,因此本文首先介绍有杆抽油系统的基本理论,分析了有杆抽油系统高能耗的原因,并根据游梁式抽油机平衡方面的理论,阐述了调径变矩游梁式抽油机的调径变矩原理,研究了调径变矩前抽油机平衡状态的检测方式,认为“功率平衡”更适合抽油机的检测现状。文中利用调径变矩游梁式抽油机的几何关系,推导了悬点的速度和加速度公式,采用MATLAB软件进行了仿真。
  对调径变矩游梁式抽油机的悬点载荷进行了研究,得到了悬点载荷的求解公式,为游梁的受力分析提供了理论基础;分析了调径变矩游梁式抽油机的电动机功率,以进行配重力臂的求解。对调径变矩游梁式抽油机的动力学进行了分析,建立了曲柄、连杆和游梁的受力平衡方程,质心方程,并结合矢量矩阵采用MATLAB软件进行了仿真,仿真结果为抽油机曲柄、轴承座设计和轴承的寿命计算等提供了理论基础。
  建立了调径变矩游梁式抽油机的关键部件游梁和液压缸三维模型,结合ANSYS软件对模型进行了有限元分析,得到了它们的位移和应力图。编写了调径变矩游梁式抽油机运行监测的有关程序。

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