地面采油设备节能新方法

论文题目: 地面采油设备节能新方法

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械设计及理论

作者: 王艳艳

导师: 栾庆德

关键词: 常规机优,化设计,转动惯量,节能装置,性能分析,功率,节能

文献来源: 大庆石油学院

发表年度: 2005

论文摘要: 目前游梁式常规机因其结构简单、操作维修方便、使用寿命长等原因,仍为各大油田的主要采油设备,但其运动不平稳、能耗大,不能满足当前“节能降耗”的发展要求。所以基于这些情况,本着投入少,见效快的思想,在保证原抽汲工况不变的条件下,力求改造部位要少,且能达到显著的节能效果。因此,本文提出:在优化常规机主要参数的基础上,在电动机轴上加装一节能装置,加大电动机轴的转动惯量,利用节能装置储存能量和释放能量的功用来调节电动机轴的速度波动,从而减小输出扭矩波动,降低扭矩峰值,使异步电动机与采油工况相匹配,从而改善电机工况,提高电机的功率因数和效率,降低有功功率,实现节能的目的。本文分析了节能原理;对常规机进行了数学建模,列出目标函数和约束条件,采用复合形法编制优化程序进行设计计算,并进行运动、动力性能分析,绘制性能曲线;以电动机轴为等效构件,建立等效动力学模型;设计了节能装置的结构,根据机械能量守恒定律求解等效动力学模型的最大盈亏功,进而求得节能装置的转动惯量及几何尺寸,并分析加装节能装置前、后电动机轴的运动、动力性能,绘制相关曲线;通过对比相关参数和性能曲线,得出结论。本文是针对油田实际情况进行的理论设计,如将本方法用于油田,将会取得很好的节能效果,从而获得良好的经济效益。

论文目录:

第一章绪论

1.1 抽油机应用简介

1.2 国内、外抽油机技术发展水平及发展方向

1.2.1 国内、外游梁式抽油机技术现状

1.2.2 今后抽油机的发展方向

1.2.3 现有抽油机主要存在的问题

1.3 抽油机节能技术及发展情况

1.4 研究本课题的理论意义及应用价值

1.4.1 本课题提出的理论依据

1.4.2 本课题研究的主要内容

1.4.3 本课题研究的理论意义及应用价值

第二章节能原理分析

2.1 电动机的工作特性

2.2 节能原理

2.2.1 电动机功率分析

2.2.2 节能的新方法

第三章游梁式抽油机结构参数优化设计

3.1 常规机主要参数的优化设计

3.1.1 建立数学模型

3.1.2 优化算法

3.2 优化结果分析

第四章游梁式抽油机运动、动力分析

4.1 运动分析

4.1.1 悬点位移的计算

4.1.2 速度分析

4.1.3 悬点加速度分析

4.2 动力分析

4.2.1 游梁式抽油机驴头悬点载荷的确定

4.2.2 减速器曲柄轴扭矩计算

4.2.3 电机有功功率的计算

4.2.4 节电率的计算

4.3 计算结果分析

第五章调节装置的结构及尺寸的确定

5.1 节能装置的工作原理

5.2 结构设计

5.3 节能装置几何尺寸的确定

5.3.1 建立等效模型

5.3.2 平均加速度? m的确定

5.3.3 等效力矩的计算

5.3.4 节能装置转动惯量的计算

5.3.5 计算结果

5.4 节能装置的特点

第六章电动机运动、动力性能分析

6.1 抽油机系统的等效运动方程式及其求解

6.1.1 等效力矩曲线

6.1.2 等效运动方程

6.1.3 运动微分方程的数值解

6.2 电动机输出功率的确定

结论

致谢

参考文献

附录 A 变量对照表

附录 B 优化设计程序

大庆石油学院硕士研究生学位论文摘要

发布时间: 2005-12-09

参考文献

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