抽油机负载模拟加载系统的设计.pdf

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1、抽油机负载模拟加载系统的设计黄安贻，熊玲(武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉430070)DesignoftheSimulatedLoadingSystemofPumpingUnitsHUANGAn—yi，XIONGLing(SchoolofMechanicalandElectronicEngineering。WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070．China)摘要：为了研究工作载荷变化很大的抽油机的大。为了在实验室内进行抽油机的载荷模拟仿真，负载特性，为抽油机的节能运行提供理论依据，设计研究一

2、种动态载荷模拟加载方式是非常有必要的，了一种抽油机负载模拟加载系统，重点介绍了该模使其既能达到加载的准确性，又能满足加载的实时拟加载系统的机械部分，且对该模拟加载系统进行性。关于抽油机加载的基本实验方法，已有人做过了数学建模。模拟加载系统利用电机为驱动装置，研究[1]，经过调研发现，通过这些方法延伸出的采油磁粉制动器为模拟载荷加载装置，通过控制磁粉制负载模拟装置都不同程度地存在某种缺陷，无法将动器的激磁电流，实现了对抽油机载荷的模拟加载。抽油机抽油过程中所受的所有载荷分量全部涵盖，关键词：抽油机；电机；磁粉制动器；负载模拟所以精度不高

3、。本文主要从逆向思维的角度出发，中图分类号：TH133将现场测得的抽油机载荷信息，通过该负载模拟装文献标识码：A置复现出来，由于现场所测得的数据描述了抽油机文章编号：1001—2257(2010)01—0028—03抽油过程中所受的所有载荷分量，故通过装置复现Abstract：Tostudyloadcharacteristicsofpure—的载荷也全部涵盖这些分量。pingunitswhoseworkingloadchangesgreatlyandtolayatheoreticalfoundationforpowersaving1模

4、拟加载系统的构成pumpingunit，asimulatedloadingsystemofpum—根据模拟加载系统的实际特点，以及不增加过pingunitisdesigned．Thispaperfocusesonthe多成本，同时保证系统运行可靠性高、维修简便的使mechanicalpartofthesimulatedloadingsystem，用要求，根据参考文献[2]，对系统的总体方案进行furthermore，itestablishesthesystem’Smathemat—设计，其原理如图1所示。icalmode1．Theel

5、ectricmotorisexploitedasdriv—ingdeviceandthemagneticpowderbrakeasload—ingdevice，wherein，theexcitingcurrentofmagnet—icpowderbreakiscontrolledtoachievetheanalogloadingforpumpingunit．Keywords：pumpingunits；electricmotor；mag—图1抽油机负载模拟加载系统原理neticpowderbrake；simulatedloading在正

6、载荷期间，磁粉制动器用来模拟抽油机的正载荷，控制磁粉离合器1分离，并使离合器2结0引言合，使飞轮存储能量。为使原动机产生负扭矩，飞轮的转速一定要大于电动机1的转速。在负载荷期在石油机械系统中，抽油机是一种工作载荷变间，磁粉离合器2分离，飞轮作为动力源。控制磁粉化很大的设备，不仅在一个工作周期内的载荷变化离合器l的激磁电流，使磁粉离合器1所传递的扭很大，而且在不同的服务期，其工作载荷也相差很矩满足在现场测得的负扭矩数据，即模拟抽油机的收稿日期：2009一O9—07负载荷数据。·28·《机械与电子)2010(I)在此之前，对某试验井的系统

7、效率进行了测试，2．1负载荷模拟阶段抽油机抽油过程中电机的输出扭矩如图2所示(抽齿轮的传动比为1：1，则负载荷的模拟装置可E。Z油机工作一个周期，不包括抽油机一启一动时刻)。简化如图3所示。22ll—ll505O550500O00O0OO轮图3负载荷模拟装置设丁传为离合器所传递的扭矩，即现场测得的负载荷数据；T电为电机的电磁转矩；丁摩为电机的摩擦转矩；左为离合器左边轴的转动惯量(左一f／s电机的转动惯量+联轴器1的转动惯量+联轴器3图2电机工作输出扭矩的转动惯量)；右为离合器右边轴的转动惯量(-厂右a．驱动装置。试验井采用的拖动电机就

8、是三相一飞轮的传动惯量+联轴器4的转动惯量)；n为异步电机Y250M一8。对于负载模拟系统的设计，电动机输出轴角速度；n为飞轮的角速度。本着尽量不改动现场设备的原则，其驱动装置选用对于离合器右边的轴，扭矩为：Y250M一