[發(fā)明專利]一種抽油機(jī)的功率載荷確定方法、工況診斷方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811217400.2
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN109281655B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬海;邢德鋼;楊康敏;胡英才;王海娟;柴細(xì)瓊;薛洋;郝麗娜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): E21B47/009
• 分類號(hào): E21B47/009
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏;韓天寶

1.一種調(diào)徑變距游梁式抽油機(jī)的功率載荷模型確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據(jù)曲柄輸出軸軸心的受力情況建立第一力矩平衡方程，根據(jù)游梁支點(diǎn)處的受力情況建立第二力矩平衡方程；

所述第一力矩平衡方程為：

Tr+W_tr sinθ＝F_pr sinα

其中T為曲柄銷處的切線力，單位為kN；r為曲柄半徑，單位為m；W_t為曲柄折算到曲柄半徑為r處的平衡重，單位為kN；θ為曲柄與豎直向上方向沿順時(shí)針的夾角；α為曲柄和連桿的夾角；F_p為連桿作用在曲柄上的力，單位為kN；其中，曲柄折算到曲柄半徑為r處的平衡重W_t為：

其中，W_c為曲柄總重，單位為kN；R_c為曲柄重心半徑，單位為m；

所述第二力矩平衡方程為：

(P_A-B)a＝±F′_pb sinβ+m_Wba_Wbl_a+W_bl_Wb

其中，等號(hào)右邊第一項(xiàng)在上沖程時(shí)符號(hào)取“+”，在下沖程時(shí)符號(hào)取“-”；

其中，P_A為懸點(diǎn)載荷，單位為kN；B為不平衡重，單位為kN；W_b為吊臂配重，單位為kN；m_Wb為吊臂配重的質(zhì)量，單位為kg；l_Wb為吊臂配重重心投影至水平線上的點(diǎn)至游梁支撐中心的距離，單位為m；a_Wb為吊臂配重的重心點(diǎn)的加速度，單位為m/s²；a_A為懸點(diǎn)加速度，單位為m/s²；β為游梁后臂與連桿的夾角；γ為游梁與水平方向間的夾角；為吊臂與游梁間的夾角；l_a為吊臂配重到游梁支點(diǎn)的距離，單位為m；l為吊臂長，單位為m；a為游梁前臂的長度，單位為m；b為游梁后臂的長度，單位為m；g為重力加速度；

其中：

通過受力分析，F(xiàn)_p與F′_p大小相等，方向相反；

根據(jù)第一力矩平衡方程和第二力矩平衡方程得到減速箱輸出軸扭矩與載荷的關(guān)系；

所述減速箱輸出軸扭矩M為：

根據(jù)電機(jī)功率與減速箱輸出軸扭矩的關(guān)系，結(jié)合減速箱輸出軸扭矩與載荷的關(guān)系，建立功率載荷模型；

所述電機(jī)功率與減速箱輸出軸扭矩的關(guān)系為：

所述功率載荷模型為：

其中，M為減速箱輸出軸扭矩，單位為kN·m；N_d為電機(jī)功率，單位為kW；n為曲柄軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min；η_t為電機(jī)至減速箱輸出軸的總傳動(dòng)效率。