基于磁流变液的游梁式抽油机变速节能系统的研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文基于磁流变液的游梁式抽油机变速节能系统的研究姓名：郭刚申请学位级别：硕士专业：无线电物理指导教师：徐军20090401摘要石油是一种重要的能源。它不仅直接或间接地与人们的日常生活息息相关，而且影响着国家的现代化建设和国防建设，因此石油的勘探开发成为了各个国家战略发展中的重要环节。目前开采石油的主要方法是人工举升法，即利用各种机械装备将石油从地下汲取到地面。其中，利用最广的就是游梁式抽油机。它具有结构简单、制造容易、可靠性高、耐久性好、维修方便、产品成熟、通用化程度较高等特点。但是，常规机本身的结构特点决定了它的平

2、衡效果差、曲柄净转矩脉动大、存在负转矩。载荷率低和能耗大等等突出的问题。针对上述问题，本文引入一种新兴的智能流体～磁流变液。在进行理论分析与实验研究后发现：(1)当达到饱和电流前，可以调节电流的数值，转矩值增大，随之负载的转速也增大，电机与负载转速差减小，反之亦然；(2)控制电流对转矩的影响远远大于相对转速对转矩的影响；(3)系统的尺寸对传动有影响，转动盘的半径越大，所传递的转矩越大，盘间距影响则非常小；(4)磁流变液的成分对传动效果也有影响。利用上述特点，据此设计出了一种变速控制装置。它可以实现三种功能：(1)在负载拖动电动机发电前，断开传动

3、链，即离合器功能，可杜绝抽油机向电网发电，提高电网品质，节约电能；(2)逐步增加启动电流，实现软启动，减小冲击电流对电动机的影响：(3)变速，替换齿轮减速箱，实现无级变速。关键词：磁流变液；转矩；转速；节能Researchofbeampumpingunit’senergy—savingdevicesbasedontheMRFGuoGang(RadioPhysics)DirectedbYAssociateProf．XuJunAbstractPetroleumisallimportantenergy．Itiscloselyrelatedtoourd

4、ailylife，butalsohasaffectonthemodernizationdriveandnationaldefenseconstruction．Sotheoilexplorationistheimportantthingineverycountry’Sstrategicpolicy．Inmoderntime，artificialliftismajortreatment，i．e．derivethepetroleumfromtheundergroundbymechanism，suchasthebeampumpingunitswhich

5、ismostwidelyused．Thebeampumpingunitshaslotsofadvantage，forexample，simpleconstruction，easytomake，highreliability,longdurability,easytorepairandSO011．Butitsconstructioncausesomeanotherproblematthesametime，forinstance，poorbalance，largefluctuationsofthenettorque，negativetorque，l

6、owefficiencyandhighpower．Inallusiontothesequestions，weuseanewintelligentmaterialtosoluteit．Afterwehavedonethetheoreticanalysisandexperimentalresearch，weknowthat：(1)Withtheincreaseofcurrent，thetorqueisalsoincreasing，therevoftheloadisgetmoreandmorefast，buttherev’smarginbetween

7、electromotorandloadisonthedecrease，viceversa．(2)Thecontrollingcurrent，incontrastwithrev,hasalargeeffectonthetorque．(3)Thesizeofthisgearinghasaverycloserelationshipwithitsefficiency．Whentheradiusgetslarge，thetorqueisalsobecomingincreasinglybig．(4)TheMRF’Scomponentcanaffectsys

8、tem’Sefficiency．BasedOiltheresultsasabove，avariablespeedtransmissionsystemc