检索结果-南通市图书馆

作者：王进西南石油大学

学位级别：硕士

针对目前常规游梁式抽油机传动效率低,惯性载荷大,以及各类新型抽油机,如直线电机抽油机、链条式抽油机、齿轮齿条式抽油机等使用存在的不足,通过与各类新型无游梁抽油机的结构方案进行对比,对新型螺杆抽油机进行结构方案设计,确定了一... 详细信息

针对目前常规游梁式抽油机传动效率低,惯性载荷大,以及各类新型抽油机,如直线电机抽油机、链条式抽油机、齿轮齿条式抽油机等使用存在的不足,通过与各类新型无游梁抽油机的结构方案进行对比,对新型螺杆抽油机进行结构方案设计,确定了一种新型螺杆抽油机方案:将螺杆的转动经导向总成,变为平衡重沿螺杆轴线的往复直线运动,从而解决游梁式抽油机存在的平衡能力差、效率低、惯性载荷大以及无游梁抽油机换向机构复杂、故障率高、维修困难等问题,实现长冲程、低冲次、大载荷要求。论文的主要内容包括以下几个部分:首先,综合分析了国内外各类抽油机的发展研究状况,现有抽油机存在的主要问题以及国内外抽油机今后的发展趋势。对本文的研究内容、思路等进行简单说明。其次,对螺杆抽油机的总体方案进行设计。根据螺杆抽油机的工作原理分析得到其悬点的运动规律数学公式,并完成悬点载荷、平衡重的计算,对电机、减速器、联轴器进行了选型。再次,完成对抽油机主要零部件的结构设计,包括螺杆抽油机螺杆、滚柱、机架、皮带、天车轮等,利用Solidworks完成对各主要零部件的三维模型建立;并对主要的轴及轴承进行了校核计算。然后,利用ADAMS/Cable模块建立钢绳系统代替抽油机的皮带,对抽油机进行动力学和运动学仿真分析,分析了抽油机在不同冲程、不同冲次、不同加减速运动时间条件下悬点的位移、速度、加速度随时间变化规律。最后,对抽油机的主要结构进行有限元分析,包括:利用ANSYS对两种抽油机方案的机架进行静力学分析、模态分析及机架的屈曲分析,并根据分析结果对机架进行了改进;对抽油机的导向总成、螺杆、滚柱等主要部件进行了有限元分析,得到其应力、变形云图。

关键词：螺杆抽油机换向机构有限元 ADAMS/Cable

油田柴油机功率现场测试系统及功率影响因素研究

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油田柴油机功率现场测试系统及功率影响因素研究

作者：周耀胜西南石油大学

学位级别：硕士

柴油机作为油田钻修井机的主要动力源,因工况恶劣、无法按时保养,长期使用后出现功率下降、动力不足等一系列状况。柴油机功率下降后,带负载工作时效率低,耗费大量的柴油,使得油田生产成本提高;严重的还会因为带不动负载危及工作人员的... 详细信息

柴油机作为油田钻修井机的主要动力源,因工况恶劣、无法按时保养,长期使用后出现功率下降、动力不足等一系列状况。柴油机功率下降后,带负载工作时效率低,耗费大量的柴油,使得油田生产成本提高;严重的还会因为带不动负载危及工作人员的人生安全,造成严重的生产事故。因此,在生产作业时获得柴油机的功率对油田节约生产成本和保证安全生产具有十分重要的意义。本文提出了一种改进的无负载测功方法对油田柴油机功率进行现场测试。根据测试方案设计了一套功能较为完善的柴油机功率测试系统硬件系统,在维修车间测试得到柴油机功率修正系数,编写了柴油机功率测试系统数据处理分析软件,将柴油机功率测试系统应用到油田现场。分析柴油机功率不足的原因,找出功率影响因素,引入正交设计法设计了一种分析各因素对功率影响显著程度及其主次顺序的试验方案。本文的研究工作主要有：首先,通过对柴油机的工作原理、现有柴油机功率测试设备在现场测试柴油机功率可行性的深入分析,提出了一种改进的测试现场柴油机功率的方案。然后,分析柴油机输出轴端法兰结构,并在油田井队实地测绘柴油机输出轴端法兰结构,设计了一套模拟负载;优选了传感器和数据采集仪,并确定了传感器测点以及传感器夹持方法,形成了一套完整的柴油机功率测试系统硬件系统。其次,将研制的柴油机功率现场测试系统在维修车间的柴油机上测试,与水力测功仪测试的功率进行对比,得到功率修正系数;使用Visual Basic语言编写出了数据处理分析软件;在油田井队进行了现场应用,得到了测试柴油机的功率,并依据测试功率估算了钢丝绳提升力和大钩最大拉力;分析了测试系统误差来源,并针对误差产生的原因给出减小误差的措施。最后,从柴油机零部件磨损故障和缸内燃烧两个方面对功率影响因素进行分析,找出柴油机功率影响因素,对影响柴油机功率的主要因素进行较深入的分析,设计了一种分析各因素对柴油机功率影响显著程度及主次顺序的试验方案。

关键词：柴油机功率转动惯量分析软件现场测评系统功率影响因素

12型游梁抽油机曲柄平衡自动调节装置的设计与分析

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12型游梁抽油机曲柄平衡自动调节装置的设计与分析

作者：李小华西南石油大学

学位级别：硕士

利用机械进行采油和依靠自喷采油是原油开采的两种基本方法。游梁式抽油机是机械采油方法中应用的最广泛的抽油设备,其数量占到采油提升设备80%以上。它具有结构简单、成本低、可靠性高、维修方便、使用寿命长等特点。但是,游梁式抽油... 详细信息

利用机械进行采油和依靠自喷采油是原油开采的两种基本方法。游梁式抽油机是机械采油方法中应用的最广泛的抽油设备,其数量占到采油提升设备80%以上。它具有结构简单、成本低、可靠性高、维修方便、使用寿命长等特点。但是,游梁式抽油机在工作过程中常常会出现不平衡的问题,其电动机、减速器、以及四连杆机构等寿命的降低就是由不平衡导致的,甚至会加速抽油杆的断裂。因此,在游梁式抽油机运行过程中必须解决抽油机的不平衡问题。目前抽油机平衡调节主要方式是采用抽油机在停机状态下油田工人手动调平衡,因平衡块很重,有时还需借助吊车才能实现调节,这种方式显然存在着抽油机平衡不能及时进行调节、调节效率不高、调节速度慢等问题。针对以上问题,本文以抽油机平衡理论为基础,对12型游梁式抽油机曲柄平衡自动调节做了以下方面的研究:(1)通过文献调研可知,国内外研究人员所研究出现有的各式新型调平衡装置典型的有:随动平衡、增加超越离合器、飞轮动能平衡、电机加滚珠丝杠自动调节平衡等。(2)通过熟悉抽油机自动平衡的结构形式和工作原理,确定出抽油机曲柄平衡自动调节装置设计方案,利用丝杠、锥齿轮、齿轮齿环等机构,实现平衡块在曲柄上的直线移动。(3)根据抽油机的实际工况,以抽油机平衡理论为基础,计算出自动调平衡装置的结构参数,并完成该装置的装配图。(4)根据设计方案,对调平衡装置重要零部件进行强度校核和刚度计算。(5)利用PLC(可编程控制器)以及传感器等控制元件来实现调节装置的自动控制。通过上述的分析,设计出两种调节装置都能实现曲柄平衡自动调节。方案1装置具有的特点是整个曲柄平衡自动调节消耗的时间短,效率高,不需要人工操作,抽油机可以在不停机的时候调节平衡,这样抽油机的生产效率提高了,产量增加,整个装置结构简单,易实现。但调节平衡时只能当曲柄平衡块运动到一定的角度范围内才能实现调节,不能在曲柄平衡块转动的任意角度调节。在抽油机的一个冲程内只能调节一次,经多个冲程的调节即可达到平衡调节要求。方案2装置具有的特点是该装置结构简单,易于实现,调节的过程较短,可以在曲柄平衡块运动的任意角度进行调节,其调节消耗的时间比方案1的时间要短,但需要外接电源进行供能才能实现。

关键词：游梁抽油机曲柄平衡自动调节控制系统 PLC

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智能井场安全保障系统研究

智能井场安全保障系统研究

作者：陈鑫西南石油学院

学位级别：硕士

随着天然气开发力度的加强，对井场安全的要求也越来越高，但现有的井场安全系统存在着很多问题。针对井场安全实际需求和现有井场安全系统的应用情况，进行了智能井场安全保障系统的研究。选用紫外线火焰检测器来检测现场火情，... 详细信息

随着天然气开发力度的加强，对井场安全的要求也越来越高，但现有的井场安全系统存在着很多问题。针对井场安全实际需求和现有井场安全系统的应用情况，进行了智能井场安全保障系统的研究。选用紫外线火焰检测器来检测现场火情，选用三个压力变送器来分别检测井场各处的压力，彻底改变了原有系统火焰易熔塞和高低压感测导阀的缺陷。同时，采用两个温度变送器配合火焰监测器来监控现场温度。控制箱以单片机为核心，包括24C256、X5045、DS1302、AD574、液晶屏及其他元件，使用PROTEL进行电路原理图和印制电路板图的设计，为控制箱的软件设计提供硬件平台，利用Keil C为下位机程序编程，在对各个单元进行驱动程序的基础上，实现系统监控、设置、保存、控制、报警、传输的功能。通过对现场干扰源的分析，在硬件和软件上采取抗干扰措施。在模拟试验基础上，进行了系统测试和误差分析。系统测试证明系统性能稳定，可靠性好，精度高，完全满足现场要求。

关键词：井场安全压力温度火焰单片机检测控制

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不压井修井机控制系统分析与设计

不压井修井机控制系统分析与设计

作者：刘涛西南石油大学

学位级别：硕士

在石油开采过程中,为了更好地保护油气资源,提高油井产量,实现油气资源的可持续发展,人们开发了不压井作业技术。不压井作业技术在油气生产中扮演了越来越重要的角色。因为发达国家对先进控制技术的封锁,我国现有的不压井作业设备的控... 详细信息

在石油开采过程中,为了更好地保护油气资源,提高油井产量,实现油气资源的可持续发展,人们开发了不压井作业技术。不压井作业技术在油气生产中扮演了越来越重要的角色。因为发达国家对先进控制技术的封锁,我国现有的不压井作业设备的控制技术还相对滞后,无法完全满足油气生产的需要。所以对不压井作业设备控制技术的研究有重要的现实意义。本文结合我国油田生产实际有针对性地对不压井作业设备的控制系统展开研究。本文主要从以下几个方面进行不压井修井机控制系统的研究：1)首先对已有的几种不压井作业设备及其控制系统进行了分析、评价,为设计寻找思路。2)根据修井工作要求,分析设备如何完成修井工作,结合液压技术并按照设备工作元件动作分类和实现条件,进行了不压井修井设备液压控制系统的设计。3)对不压井修井设备起下管柱作业装置和井口密封防喷装置的液压控制系统进行了理论分析和相应的计算。4)把PLC技术与液控技术相融合,完成了PLC控制下的不压井作业修井机控制系统的设计。本文设计出了不压井修井设备起下管柱作业装置和井口密封防喷装置的液压控制系统,并通过PLC及其程序设计,使不压井作业不仅实现了自动化,还实现了上、下游动卡瓦的互锁、防喷器组的联锁以及上、下两级液缸的连续起下工作,避免了起下管柱作业的过程中生产事故的发生,提高了起下作业的工作效率。

关键词：不压井作业技术不压井作业设备液压控制系统 PLC控制技术程序设计自动化

哈里伯顿1400压裂泵动力端三维建模与失效分析

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哈里伯顿1400压裂泵动力端三维建模与失效分析

作者：刘让杰西南石油学院

学位级别：硕士

本文以哈利伯顿1400型压裂泵的动力端作为研究对象，首先对哈利伯顿1400型压裂泵的动力端进行了实际的测绘，在此基础上，利用机械自动化软件Pro/ENGINEER，完成了对哈利伯顿1400型压裂泵的动力端的各个零件的三维几何实体建模，并根据... 详细信息

本文以哈利伯顿1400型压裂泵的动力端作为研究对象，首先对哈利伯顿1400型压裂泵的动力端进行了实际的测绘，在此基础上，利用机械自动化软件Pro/ENGINEER，完成了对哈利伯顿1400型压裂泵的动力端的各个零件的三维几何实体建模，并根据各个零件的具体约束关系对哈利伯顿1400型压裂泵的动力端完成了局部装配和总体装配。然后，本文对机械失效分析技术这一综合性学科进行了较为详细的论述，根据该压裂泵动力端的零件出现的失效形式，具体论述了零件的断裂和磨损两种失效形式。在此基础上，本文对出现失效的零件：花键轴、连接螺栓、蜗轮这三个具体的零件根据其失效方式进行了详细的分析。通过深入的分析研究，对于花键轴，通过宏观和微观断口形貌分析，花键轴的断裂是典型的疲劳断裂，花键轴的断裂就是由于齿根底部过渡圆角过小所致，利用有限元技术对花键轴进行了疲劳分析，分析发现应力集中和疲劳寿命低的地方正是发生疲劳断裂起源的地方;对于连接螺栓，通过失效分析和常规校核，可以发现，除了连接螺栓本身的材质有问题外，更主要的是其定位结构的不合理才导致所有的连接螺栓全部都发生了断裂;对于蜗轮表面的严重磨损，主要是由于锡青铜材料中的硬质颗粒分布不均匀，在低速重载的工作条件下，造成蜗轮表面以粘着磨损为主，同时伴随着其它的磨损方式。

关键词：压裂泵失效分析断裂磨损花键轴连接螺栓蜗轮有限元分析疲劳分析

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基于CFD的水力旋流器流场模拟研究

基于CFD的水力旋流器流场模拟研究

作者：任连城西南石油学院

学位级别：硕士

水力旋流器是一种应用非常广泛的分离分级设备。由于其结构简单等优点,水力旋流器在各行各业显示出越来越广泛的应用前景。但是目前对水力旋流器的研究仍然以单因素的物理样机试验为主。由于物理样机试验成本效率低,而且试验结果不具有... 详细信息

水力旋流器是一种应用非常广泛的分离分级设备。由于其结构简单等优点,水力旋流器在各行各业显示出越来越广泛的应用前景。但是目前对水力旋流器的研究仍然以单因素的物理样机试验为主。由于物理样机试验成本效率低,而且试验结果不具有通用性,很难适应工业上的生产需要。本文旨在寻求一种简洁高效的水力旋流器研究方法,对水力旋流器的个性化设计提供方便。本文应用比较权威的专业CFD软件——FLUENT,作为研究工具。通过合理的选择数学模型和正确的设定边界条件,结合流体力学中的旋转流、组合涡理论以及水力旋流器相关理论和试验结论,以清水(通常的物理样机试验也多以清水为介质)为介质,模拟标准水力旋流器的内部流场。将模拟结果与相关理论以及试验结果作对比,从而验证了模拟结果的正确性。在实现流场全景式模拟的基础上,对旋流器流场的各主要参数做了逐一的定量的分析。并根据模拟结果和相关理论,对水力旋流器流场的径向速度提出了自己的观点和看法,并提供了相关的定性的理论证明。根据模拟结果,对水力旋流器的结构参数n做了定量的分析,得出了关于水力旋流器的结构参数是一个变量的观点,认为水力旋流器的结构参数是一个沿旋流器半径的位置变化而变化的变量,并根据模拟结果计算出特定条件下水力旋流器的结构参数n的近似平均值。通过对不同粘度介质的模拟结果对比分析,定量的分析了介质粘度对旋流器流场的影响程度。对水力旋流器内部的空气柱、湍流状态以及整个流场的能量消耗情况做了定性的分析论证。

关键词：水力旋流器 CFD 流场模拟结构参数压力速度

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双螺旋凸轮抽油机设计与分析

双螺旋凸轮抽油机设计与分析

作者：廖光平西南石油大学

学位级别：硕士

随着高含水油井、低压井、稠油井数量日趋增多,人们对长冲程、低冲次、高效节能型抽油机的需求随之增加,以满足油田节约、可持续发展的要求。目前我国使用最多的抽油机为游梁式抽油机,其平衡能力差、传动效率低、惯性载荷大,在开采稠油... 详细信息

随着高含水油井、低压井、稠油井数量日趋增多,人们对长冲程、低冲次、高效节能型抽油机的需求随之增加,以满足油田节约、可持续发展的要求。目前我国使用最多的抽油机为游梁式抽油机,其平衡能力差、传动效率低、惯性载荷大,在开采稠油、高含水油田时,常规游梁式抽油机已无法满足更经济、高效开采的要求,而现有的无游梁式抽油机存在换向结构复杂、故障率高等问题,因此,研制一种高效节能、适应现代油田实际工况的新型长冲程节能型抽油机是今后抽油机发展的主要研究课题。本文针对现有采用机械换向装置的抽油机存在的一些缺点,提出了一种新型双螺旋凸轮抽油机方案。该型抽油机通过往复螺旋实现自动换向,省去中间传动环节,结构简单,效率高,便于维护,使用双凸轮轴结构可以提升抽油机平衡能力,可靠性高,且占地面积小,悬点在绝大部分时间作匀速运动,其惯性损失小,节能效果显著。本论文主要开展了以下几方面的工作:首先,设计出了新型双螺旋凸轮抽油机总体方案,根据其基本工作参数,计算出悬点载荷,确定抽油机所需要的负载。根据负载对抽油机一些关键零部件进行详细的设计选型,并通过SolidWorks三维软件进行建模,为接下来的分析做准备。其次,对双螺旋凸轮抽油机进行了运动学和动力学分析。在ADAMS中建立双螺旋凸轮抽油机仿真模型,分析不同冲次下悬点的运动规律、悬点载荷、天车轮轴载荷以及凸轮副接触载荷;通过对抽油杆柱进行受力分析,建立抽油杆柱振动的波动方程,利用有限差分法在MATLAB中编程求解,分析其动态特性。最后,利用ANSYS Workbench软件对双螺旋凸轮抽油机关键零件进行静力学分析,主要包括抽油机机架、螺旋凸轮轴、换向装置、齿轮结构有限元分析,校核这些结构强度、刚度是否满足要求。

关键词：抽油机往复螺旋离散法动力学

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深井射流泵设计与分析

深井射流泵设计与分析

作者：邹明铭西南石油大学

学位级别：硕士

射流泵是一种以流体为工作介质,通过流体射流紊动扩散作用,来传递能量、质量的流体机械和反应设备。已经被广泛运用于水利、冶金、电力、石油、化工、交通等多个国民经济的重要领域。随着空气动力学和流体力学的兴起,射流技术的应用也... 详细信息

射流泵是一种以流体为工作介质,通过流体射流紊动扩散作用,来传递能量、质量的流体机械和反应设备。已经被广泛运用于水利、冶金、电力、石油、化工、交通等多个国民经济的重要领域。随着空气动力学和流体力学的兴起,射流技术的应用也随之发展。射流泵因其结构简单,工作性能可靠,加工工艺简单的特点受到了广泛的关注,尤其是在高温、高压、真空和井下等特殊的工作环境中展现出了的优越性能,使得其在社会生产中,尤其是在采油工程中展现出了重大的作用。本文对深井工况下的射流泵理论与其设计方法进行了较为全面系统的研究,所做的主要工作有： 1.深井射流泵理论研究：推导射流泵最优效率方程,运用MATLAB的迭代方法,求解射流泵最优解,最终得到射流泵深井工况下最优参数计算方法。 2.深井射流泵设计：根据深井实际工作情况并结合推导的基本性能方程,采用常规设计和新提出深井最优参数计算方法,对射流泵的结构参数和射流泵性能参数进行了优选和设计。 3.深井射流泵数值模拟：利用CFX对常规设计射流泵和新设计深井射流泵进行在深井工况下的数值模拟,对比分析模拟曲线与理论曲线,以及两种设计方法优劣。模拟多喷嘴射流泵、椭圆喷嘴射流泵等特型射流泵在深井工况下的内部流动情况,确定深井工况下最适合的射流泵类型。针对面积比、喉管长度、喉嘴距和扩散角等四个参数进行优化,修正提出的设计公式。 4.深井射流泵设计软件开发：采用COM组件技术,实现了***和MATLAB的混合编程。根据提出的深井射流泵理论和其基本特性,开发了深井采油射流泵设计软件。

关键词：射流泵采油工程数值模拟深井最优参数

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钻井泵动力端故障诊断研究

钻井泵动力端故障诊断研究

作者：周大志西南石油大学

学位级别：硕士

钻井泵在钻井过程中起到至关重要的作用,而其动力端的正常运行则是保证钻井泵正常工作的动力源泉。为此,动力端的故障诊断不管对钻井泵还是整个钻井过程都是有重要意义的。首先,本文通过对钻井泵动力端故障具体分析之前,得出钻井泵动... 详细信息

钻井泵在钻井过程中起到至关重要的作用,而其动力端的正常运行则是保证钻井泵正常工作的动力源泉。为此,动力端的故障诊断不管对钻井泵还是整个钻井过程都是有重要意义的。首先,本文通过对钻井泵动力端故障具体分析之前,得出钻井泵动力端的振动信号是非平稳、低信噪比的信号;对其信号处理时,必须进行降噪处理,提高信号的信噪比。通过对小波降噪方法进行了研究,建立了小波降噪作用阈值形式的评价准则,分析了运用非线性小波作用阈值形式对不同信噪比下的不同类型信号进行降噪的效果并作比较,得出rigrsure作用阈值形式降噪效果较好,便于对钻井泵故障信号的预处理,有利于信号中的故障特征量的提取分析。然后,本文对钻井泵动力端主要部件(轴承、人字齿轮、十字头、主螺栓及主轴承瓦盖)的故障进行深入研究,通过对故障振动信号响应的数值建模以及故障特征的分析,得出发生故障时在振动信号时频域中表现出来的特征量。选取与特征量相适应的故障诊断方法和方案,利用现场井队测取的真实振动信号进行方案验证,得出：基于经验模态分解下的希尔伯特包络分析对轴承故障分析效果好;人字齿轮故障在复解析带通滤波器的复调制细化选带频谱分析中能明显找到故障特征量进行故障诊断;对于十字头故障由时域特征量与小波分解的能量组成的复合特征量在径向基神经网络故障识别中准确率达到90%以上;二维全息谱分析对主螺栓及主轴承瓦盖的故障诊断有明显的优势。同时对噪声和温度信号作为主要故障的辅助诊断的方法进行分析,得出噪声、温度信号对钻井泵动力端故障诊断有较好的辅助诊断作用。最后,本文结合钻井泵动力端主要故障的分析方法和现场实验对钻井泵动力端故障诊断进行整体方案设计,包括故障信号的采集方案设计、故障诊断原理与流程设计、诊断软件方案设计,提出了一套可实施的钻井泵动力端故障诊断整体方案。

关键词：钻井泵动力端故障诊断小波降噪振动响应模型作用阈值