【摘要】：根據(jù)試油試采工況的特點(diǎn)與需求,提出采用液壓泵/馬達(dá)作為平衡配重的移動式試油試采系統(tǒng).試油試采系統(tǒng)采用開關(guān)磁阻電機(jī)作為主驅(qū)動電機(jī),采用液壓泵/馬達(dá)和蓄能器作為配重.在下沖程時將抽油桿勢能和主驅(qū)動電機(jī)輸出的能量儲存,在上沖程時將儲存的能量釋放,液壓泵/馬達(dá)和蓄能器組成的配重與主驅(qū)動電機(jī)共同提升抽油桿.利用質(zhì)量集中法,將試油試采系統(tǒng)簡化為三質(zhì)量二聯(lián)結(jié)系統(tǒng),建立系統(tǒng)動力學(xué)模型,通過Simulink仿真得到系統(tǒng)動力學(xué)特性,包括抽油桿位移和速度、液壓系統(tǒng)壓力以及主驅(qū)動電機(jī)的功率.通過分析仿真結(jié)果可知,系統(tǒng)滿足試油試采作業(yè)對于沖程沖次的要求;通過液壓平衡配重提高了能量利用率,可以減小系統(tǒng)裝機(jī)功率64.3%;電機(jī)運(yùn)行工況得到改善,不對負(fù)載提供阻力矩,無負(fù)功工況,減小了對電力系統(tǒng)的沖擊;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,集成度高,便于運(yùn)輸.
【圖文】：

能器充液．將絞車與游車大鉤組成的系統(tǒng)以及游車大鉤與抽油桿組成的系統(tǒng)簡化２個為質(zhì)量－彈簧－阻尼系統(tǒng)．利用質(zhì)量集中法，將系統(tǒng)簡化為三質(zhì)量二聯(lián)結(jié)系統(tǒng)．簡化模型如圖２所示．圖２起升系統(tǒng)簡化模型Ｆｉｇ．２Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｏｆｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ圖２中，ｍ１為絞車滾筒折算于滾筒半徑上的質(zhì)量，由于絞車作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，絞車滾筒折算于滾筒半徑上的質(zhì)量只計(jì)算慣性質(zhì)量，而不計(jì)重力質(zhì)量；ｍ２為游車大鉤及快繩折算的質(zhì)量之和；ｍ３為抽油桿及懸繩的折算質(zhì)量之和；ｋ１為快繩彈性剛度；ｋ２為抽油支架彈性剛度；ｋ３為動滑輪與游車大鉤之間鋼絲繩的彈性剛度；ｋ４為游車大鉤與抽油桿之間鋼絲繩的彈性剛度；Ｄ１為絞車、快繩、滑輪等所受阻尼；Ｄ２為抽油桿所受阻尼；Ｆ為驅(qū)動力，為電機(jī)與液壓泵／馬達(dá)作用在絞車上合力矩的等效力．快繩中張力可以表示為Ｆｆ＝ｘ１－Ｆｆｋ１－ｎｘ２＋ｎ（）＋１Ｆｆｋ２＋ｎＦｆｋ（（））３ｋ１．（１）式中：ｎ為有效繩數(shù)．Ｆｆ＝ｘ１－ｎｘ（２）ｋ１ｋ２ｋ３ｎ２ｋ１ｋ２＋ｎｎ（）＋１ｋ１ｋ３＋２ｋ２ｋ３．（２）根據(jù)簡化模型可得系統(tǒng)運(yùn)動微分方程組為ｍ１ｄ２ｘ１ｄｔ２＝Ｆ－Ｆｆ－Ｄ１ｄｘ１ｄｔ，ｍ２ｄ２ｘ２ｄｔ２＝ｎＦｆ－ｘ２－ｘ（３）ｋ４－ｍ２ｇ－Ｄ２ｄｄｔｘ２－ｘ（３），ｍ３ｄ２ｘ３ｄｔ２＝ｘ２－ｘ（３）ｋ

２ｘ３ｄｔ２－ｋ４ｘ２＋ｋ４ｘ３－ｄｄｔｘ２－ｘ（３）Ｄ２＋ｍ３ｇ＝０p蚿蘰危ǎ福┦劍ǎ福┪芍柿考蟹ㄋ蟮玫南低扯ρＰ停街�，驱动力闵稻l鴕貉貢茫澩锏氖涑鱟毓餐齠ǎ緇涑鱟乜梢愿莞涸氐鶻�，蓹豹Ｔｍ．峨s謚嵯蛑貉貢茫澩錚艉雎災(zāi)嘞蛄σ鸕哪Σ亮突爻痰稍諦迸躺系姆戳�，，则只考虑液压力所引汽R男迸譚戳ο嘍雜冢刂幔跡常┎牧刈芎停次貉孤澩锏氖涑鱟兀跡持嵯蛑茫澩鐫碩г磽跡疲椋紓常耍椋睿澹恚幔簦椋悖洌椋幔紓潁幔恚錚媯幔椋幔歟穡椋螅簦錚睿穡酰恚穡恚錚簦錚蛞貉貢茫澩锏乃彩弊乜梢員硎疚裕穡恚濺校矗洌玻穡螅潁簦幔瞀綿ｍｉ＝１ｓｉｎφｉ．（９）式中：ｄ為柱塞直徑；γ為斜盤傾角；ｍ為處于高壓區(qū)的柱塞個數(shù)，當(dāng)泵／馬達(dá)柱塞個數(shù)Ｚ為奇數(shù)時，ｍ＝Ｚ（）±１／２；ｒ?yàn)橹植紙A半徑；ｐｓ為馬達(dá)輸入壓力；φ為旋轉(zhuǎn)體在某時刻與Ｙ軸的夾角．設(shè)任意兩相鄰柱塞之間夾角為２β＝２π／Ｚ，對于柱塞個數(shù)為奇數(shù)的泵／馬達(dá)，瞬時轉(zhuǎn)矩［１１］為６５２浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版）第５０卷
【作者單位】： 浙江大學(xué)流體動力與機(jī)電系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;遼河油田分公司鉆采工藝研究院;
【基金】：浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)資助項(xiàng)目(2013TD01)
【分類號】：TH137

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