单曲柄正扭矩柔性抽油机原理及试验研究.pdf

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1、2012年第4l卷石油矿场机做第8期第36负OILFIELDEQUIPMENT文章编号：1O01—3482(2012)08003604单曲柄正扭矩柔性抽油机原理及试验研究李娟，李晓东，韩修廷，程远方，徐金超(1．中国油大学(华尔)油工程学院，山东青岛2668()：2．大庆油⋯有限责任公叫技术发展部，黑坨江火l6345：3)摘要：针对常规游梁式抽油机工作过程中减速箱载荷交变幅度大且存在负值、电机负功率、系统效率低等问题，提出了一种单曲柄正扭矩柔性抽油机结构，改变悬点载荷上下冲程运动的做功区间。实现正扭矩变换，使交变载荷均匀化，提高系统效率。分析了该新型

2、抽油机的工作原理，建立了抽油机运动和动力学模型，并进行了室内和现场试验。理论分析、室内和现场试验表明：该新型抽油机结构紧凑，实现了正扭矩，节能效果良好。关键词：抽油机；扭矩；节能中图分类号：TE933．1O7文献标识码：APrincipleandExperimentofSingleCrankPositiveTorqueFlexiblePumpingUnitI．IJuan，IAXiao—dong，HANKin—ring’，CHENGYuan—fang，XUJin—chao‘(1．School¨，PelroleumE7ineering，(、2inaUni

3、wersilyojPelroleum，Qingdao266580，(Thintt；2．DeparlmenlofTechnicalDevelopment，Pelt_{】(}tinaI)aqingOilfield(m~partyLid．Daqing163,I53㈡ltI1Abstract：Asinglecrankpositivetorqueflexiblepumpingunitwasproposed，inordertosolvetheproblemsofconventionalbeampumpingunits，suchasloadchanges，reve

4、rsepowergeneration·towsystemefficiencyandSOon．Toincreaseupstrokeanddecreasedownstrokeinterwd。andkeepunidirectionaltorque．1oaduniformity。andimprovesystemefficiency．Workprincipleofthenewunitwasanalyzed。anditsmotionandkineticmodelswereestablished．Theoreticalanalysis，1abora—toryand

5、fieldlestsshowedthatthenewunithadcompactstrucltire，thuspositivetorque．goodenergysavingeffectwereachieved．Keywords：pumpingunit；torque；energysaving常规游梁式抽油机由于结构简单、操作方便、使1抽油机的能耗用可靠等特点，已在油田服役多年。但是，该机型在理想平衡情况下，冲程的上下死点时刻减速器抽油机能耗丰要包括：举升流体有效机械功、传输出轴净扭矩仍然存在较深的负向谷值，致使反向动系统摩擦损失功和电动机热损失功一j。

6、其中，电电网发电，能耗问题严重。、。。在长冲程、低冲次、稠动机的热损失是电流和功率的波动量函数，而这种油井、含气井、深抽井等情况下，该机型体积大、电机波动量与抽油机的减速器输轴净十f【』，l{_J波动鞋成功率利用率低，存在明显的不适用性。～一。因此，研正比。在保持其他条件小变的情下。净ll制开发了消除负扭矩、体积小、质量轻、能的单曲越平缓，波动越小，!JjlJ电流均方根值就越接近电流柄正扭矩柔性抽油机。均值，热损失功就越小收稿日期：20l2O212基金项目：中石油科技攻关项P1(dq2OO7eyk()O~1)作者简介：李娟(1979一)，女，111东

7、乐陵人，博士研究．主要从机械采汕r艺技技术研究·Email：scigrcat2020(a126．COtII。第41卷第8期李娟，等：单曲柄正扭矩柔性抽油机原理及试验研究一；．三一＼鞲加∞如在1个工作周期内，由于抽油机只有上冲程时才举升流体，所以上下冲程悬点载荷变化很大。即使经过完全平衡后，常规游梁式抽油机减速箱输出轴净扭矩仍然是一个随日一问变化的交变载荷，且波动幅度很大，在上下死点时刻存在较深的“谷值”载荷。利用研制的在线负扭矩测试系统，现场实测常规游梁式抽油机净扭矩曲线如图1所示，从中可看出净扭矩有较高的峰值和较深的负向谷值。负扭矩带来3个问题。1

8、)导致电机工作在无效及低效区，如图2＼所示。．!；／＼．．；‘／、-．!一．．一，2)致使减速箱齿轮形成冲击