柴油機(jī)作為石油鉆修機(jī)的動(dòng)力心臟,其工作狀態(tài)直接影響鉆修井作業(yè)運(yùn)行的安全性和可靠性。功率作為評(píng)價(jià)柴油機(jī)動(dòng)力性能的重要指標(biāo),在柴油機(jī)出廠和維修過(guò)程中,都需對(duì)其功率進(jìn)行測(cè)量和評(píng)定。柴油機(jī)自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工作時(shí)缸體內(nèi)部溫度高、壓強(qiáng)大、振動(dòng)劇烈,經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)后,其動(dòng)力性能會(huì)逐漸下降,從而出現(xiàn)功率不足的現(xiàn)象。若柴油機(jī)的功率下降過(guò)多,將帶來(lái)較大的安全隱患,須立刻停工對(duì)其進(jìn)行檢修。因此,為了保證鉆修井機(jī)安全生產(chǎn),非常有必要對(duì)柴油機(jī)功率測(cè)試進(jìn)行研究。然而,柴油機(jī)功率測(cè)試技術(shù)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的推廣應(yīng)用面臨兩大困難:一是現(xiàn)有的成熟的功率測(cè)試儀器無(wú)法直接應(yīng)用在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng);二是受限于現(xiàn)場(chǎng)柴油機(jī)工作環(huán)境,高精度的小型功率測(cè)試儀器的研制存在較大困難。因此,本文根據(jù)柴油機(jī)功率現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)要求,開展柴油機(jī)功率測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)研究及系統(tǒng)研制,并進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)及結(jié)果分析。研究結(jié)果如下:(1)在柴油機(jī)無(wú)負(fù)荷測(cè)功技術(shù)基礎(chǔ)上,針對(duì)柴油機(jī)當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量現(xiàn)有測(cè)試方法的不足,根據(jù)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律,提出了一種基于“倒拖法”的柴油機(jī)當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試新方法,分析了本測(cè)試方法的基本原理,進(jìn)一步建立了柴油機(jī)平均功率計(jì)算模型。(2)根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)布局特點(diǎn)及測(cè)試系統(tǒng)便攜性要求,分別研制了基于“倒拖法”的柴油機(jī)當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試系統(tǒng)和柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)采集系統(tǒng),首先利用柴油機(jī)當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試系統(tǒng)開展了多種工況下的當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試試驗(yàn),針對(duì)原始數(shù)據(jù)特征,建立了基于滑動(dòng)平均原理的數(shù)據(jù)處理算法;然后利用柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行了柴油機(jī)無(wú)負(fù)荷功率測(cè)試試驗(yàn),建立了基于最小二乘法的線性擬合算法模型。(3)采用Visual C++語(yǔ)言編制了柴油機(jī)當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量數(shù)據(jù)處理軟件,實(shí)現(xiàn)了當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)的高效處理計(jì)算,通過(guò)對(duì)計(jì)算得到的多組當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值進(jìn)行分析,得到了采樣頻率、加速范圍等6項(xiàng)因素對(duì)測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性的影響規(guī)律,對(duì)柴油機(jī)曲軸軸系的當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行理論計(jì)算,通過(guò)對(duì)比理論值與測(cè)試值,驗(yàn)證了本柴油機(jī)當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試方法的準(zhǔn)確性;通過(guò)對(duì)柴油機(jī)無(wú)負(fù)荷功率測(cè)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合及平均功率計(jì)算處理,得到了柴油機(jī)的平均功率;最后,通過(guò)開展柴油機(jī)功率測(cè)試的臺(tái)架試驗(yàn),并將臺(tái)架試驗(yàn)功率測(cè)試值與本測(cè)試系統(tǒng)功率測(cè)試值進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了本功率測(cè)試方法的可行性和正確性。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE93
【部分圖文】：

圖１－１鉆修井機(jī)常見動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)??１、２、３—柴油機(jī)；４、５、６—萬(wàn)向軸；７、８、９一液力變矩器；??１０、１１、１２—變速器；１３、１４、１５—離合器；１６—鏈條并車箱；??

圖１－４水力測(cè)功機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架??（２）電渦流測(cè)功機(jī)??

圖１－６電力測(cè)功機(jī)試驗(yàn)臺(tái)??上述三種基于帶負(fù)荷測(cè)功技術(shù)的測(cè)功機(jī)具有測(cè)量精度高、可直接丨丨小柴汕機(jī)扭矩?cái)?shù)??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2874305