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游梁式抽油机运动和动力学仿真及优化设计

李仁兴  
【摘要】:抽油机是油田有杆抽油系统的地面驱动设备,其数量占油田采油设备总数的90%以上,其中游梁式抽油机的应用最为广泛。本文针对后置型游梁式抽油机(包括常规型和异相型)进行研究,对其进行了运动和动力学仿真及优化设计。 首先,结合现有游梁式抽油机工作原理,对油田在役的常规型游梁式抽油机和异相曲柄平衡游梁式抽油机的运动学和悬点载荷、减速箱曲柄轴静扭矩等动力学参数进行了详尽的分析计算,为游梁式抽油机的运动学和动力学仿真及其优化设计提供了理论依据。 其次,利用MATLAB,编制了仿真软什,对抽油机在任意位置时的悬点载荷、速度、加速度和减速器输出轴抓矩以及抽油机主要构件的位移、速度、加速度利各构件连接点的受力等进行了仿真,从而动态地分析了抽油机的运动利受力变化及几何参数对抽油机主要性能的影响情况。 最后,结合机械优化设计理论,对抽油机四杆机构几何参数、重要零件连杆及曲柄平衡相位角进行了优化设计,编制了相应优化设计软件,同时对优化后的抽油机各运动学和动力学参数进行了仿真,并对优化前后的结果进行了分析比较。


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