游梁式抽油機(jī)虛擬樣機(jī)測(cè)試及有限元仿真分析.pdf

1、游梁式抽油機(jī)是一種機(jī)械式采油裝置，它的核心工作機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，因?yàn)橛瘟后H頭的往復(fù)擺動(dòng)像是在磕頭一般，所以游梁式抽油機(jī)也俗稱“磕頭機(jī)”。它是游梁式抽油機(jī)采油系統(tǒng)的地面部分，通過抽油桿柱與井下部分的抽油泵配合將地下的原油抽汲到地面上來。目前，游梁式抽油機(jī)占全部機(jī)械采油井的80％以上，但是存在總體效率低的問題，我國是能源消耗大國，隨著能源日益緊缺，完善和發(fā)展游梁式抽油機(jī)節(jié)能研究，對(duì)于抽油機(jī)井節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。
　　

2、本文針對(duì)某型號(hào)異相型曲柄平衡游梁式抽油機(jī)進(jìn)行研究，對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論分析和虛擬樣機(jī)測(cè)試與有限元仿真分析，并以游梁式抽油機(jī)最大輸入功率最小為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析。
　　首先根據(jù)異相型游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理特點(diǎn)，對(duì)異相型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)位移、速度、加速度公式進(jìn)行了推導(dǎo)，對(duì)游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷、曲柄扭矩及計(jì)算方法進(jìn)行了分析推導(dǎo)，為后文虛擬樣機(jī)測(cè)試與有限元仿真分析做好了理論準(zhǔn)備。
　　其次，使用ADAMS201

3、4虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)游梁式抽油機(jī)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)精確測(cè)試。對(duì)懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、懸點(diǎn)沖程長度進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。對(duì)抽油機(jī)各桿件鉸接處進(jìn)行力與力矩測(cè)試，發(fā)現(xiàn)有微小擾動(dòng)，經(jīng)過頻譜分析得出是由于抽油機(jī)工作頻率的2倍頻率所導(dǎo)致的。
　　再次，對(duì)游梁式抽油機(jī)的關(guān)鍵部件進(jìn)行了靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。通過對(duì)支架的靜力學(xué)分析，得出應(yīng)力應(yīng)變較小，滿足使用要求。使用ANSYS Workbench軟件對(duì)游梁式抽油機(jī)進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真，仿真驗(yàn)證了游