游梁式抽油機的動態(tài)仿真與優(yōu)化設計.pdf

1、抽油機是油田有桿抽油系統的地面驅動設備,其數量占油田采油設備總數的90％以上,其中以游梁式抽油機的應用最為廣泛。由于其主體結構為四連桿機構,其運動速度、加速度峰值、扭矩因數峰值、曲柄軸凈扭矩峰值都較大,扭矩曲線波動亦較大,存在負扭矩,能耗較大。因此,只有對游梁式抽油機的運動學和動力學性能進行充分研究,優(yōu)化其結構參數和動力性能,才能從根本上解決抽油機的節(jié)能問題。本文首先在建立游梁式抽油機幾何模型的基礎上,對懸點運動規(guī)律、懸點載荷、減速箱曲

2、柄軸扭矩以及各個桿件的受力情況進行了詳盡的分析,為抽油機的運動學和動力學仿真提供了理論基礎。其次,根據游梁式抽油機的機構特點,考慮了雙曲柄、多個平衡塊、雙連桿等各部件的幾何尺寸、質量和連接方式,采用ADAMS軟件建立了抽油機虛擬樣機模型,通過仿真運算得到抽油機相關的動力學參數。第三,以某一型號的抽油機為例建立優(yōu)化設計模型,采用MATLAB優(yōu)化工具箱編程實現優(yōu)化算法。從優(yōu)化的結果來看,抽油機的運動學和動力學特性得到了明顯的改善。最后,建立