【正文】 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 目錄 摘要 …… .................................................................................................... I 第 1 章 緒論 ............................................................................................. 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ........................................................ 1 本課題研究的主要內(nèi)容 ................................................................ 3 本課題研究的理論意義及應(yīng)用價(jià)值 ............................................ 3 第 2章 游梁式抽油機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì) ............................................................. 4 游梁式抽油機(jī)的工作原理 ............................................................ 4 現(xiàn)有游梁式抽油機(jī)存在的主要問題 ............................................ 5 優(yōu)化設(shè) 計(jì)簡介 ................................................................................ 6 對抽油機(jī)主體參數(shù)設(shè)計(jì)的要求 .................................................... 6 運(yùn)動指標(biāo) ........................................................................................ 8 能耗指標(biāo) ...................................................................................... 11 動力指標(biāo) ...................................................................................... 12 優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù) ...................................................................... 12 10 型抽油機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型 .................................................. 12 設(shè)計(jì)變量 ............................................................................... 13 目標(biāo)函數(shù) ............................................................................... 13 約束條件 ............................................................................... 19 第 3 章 用 MATLAB 對模型進(jìn)行求解 ................................................. 21 MATLAB 簡介 .............................................................................. 21 優(yōu)化設(shè)計(jì)的程序 .......................................................................... 21 優(yōu)化結(jié)果分析 .............................................................................. 23 第 4 章 結(jié)論 ........................................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 26 致謝 ......................................................................................................... 27 第 1章 緒論 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 抽油機(jī)是將石油從地下開采到地上的采油設(shè)備，它的產(chǎn)生和使用由來已久，已有百年歷史。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。常規(guī)游梁 式 抽油機(jī) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 摘要 游梁式抽油機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)必須充分考慮抽油機(jī)載荷的特殊性。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。其中應(yīng)用最早、普及最廣的是游梁式抽油機(jī)，早在130 年前就誕生了。隨著生產(chǎn)的需要，將來還會有更大載荷的抽油機(jī)出現(xiàn)。隨著油田的開發(fā)，抽油機(jī)的投入量日益增加，提高抽油機(jī)的效率，降低抽油機(jī)的能耗問題顯得越來越突出，于是各式各樣的新型抽油機(jī)便應(yīng)運(yùn)而生。 本課題研究的主要內(nèi)容 通過對游梁式抽油機(jī)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，以 10 型抽油機(jī)為模型，確定各個(gè)變量，選出目標(biāo)函數(shù)并對其它變量進(jìn)行約束，最終達(dá)到各個(gè)目標(biāo)參數(shù)的優(yōu)化，使抽油機(jī)的效率達(dá)到最佳狀態(tài)。在 下沖過程時(shí)，抽油機(jī)桿柱轉(zhuǎn)動對電動機(jī)做功，使電動機(jī)處于類似發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。 現(xiàn)有游梁式抽油機(jī)存在的主要問題 常規(guī)游梁式抽油機(jī)自誕生以來，經(jīng)歷了各種工況和各種地域油田生產(chǎn)的考驗(yàn)，經(jīng)久不衰，目前仍在國、內(nèi)外普遍使用，其原因是常規(guī)游梁式抽油機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、耐用、操作簡便、維護(hù)費(fèi)用低等明顯優(yōu)勢，故而一直 占據(jù)著有桿泵采油地面設(shè)備的主導(dǎo)地位。波動系數(shù)變大，致使均方根扭矩值變大，電機(jī)輸出功率變大； 6 （ 3）由于工作制度為對稱循環(huán)，極位夾角一般在 0176。它能綜合處理并最大限度的滿足 從各個(gè)不同角度提出的甚至互相矛盾的技術(shù)要求。由于游梁式抽油機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中，受到制造質(zhì)量、安裝質(zhì)量，以及砂、蠟、水、氣、稠油和腐蝕等多種因素的影響，所以，實(shí)測懸點(diǎn)載荷同懸點(diǎn)位移之間的關(guān)系曲線圖的形狀很不規(guī)則。DD，此時(shí)活塞與泵筒開始發(fā)生相對位移，游動閥被頂開，泵開始排液，故 DA 為排出過程 A W PS /B B C D SP S /D S ? 8 圖 23 靜載荷和慣性載荷模型示功圖 考慮到慣性載荷的理論示功圖是將慣性載荷疊加在靜載荷上，結(jié)果因慣性載荷的影響使靜載荷理論示功圖被扭曲一個(gè)角度，并且變?yōu)椴灰?guī)則四邊形，如圖 23 所示，為靜載荷和慣性載荷模型示功圖。 當(dāng) ?0?? 時(shí) ， 11 ??? 2 02m a x s i n )s i n( ???? blaK ra A （ 213） 式中， 222222222 4 ])([4s in lb rKlblb ?????? ， )(2 )(a r c c o sa r c s in222rKb lrKbKI ? ?????? ?? 當(dāng) ?180?? 時(shí)， ??? 2 02m a x s in )s in( ??? blaK ra A （ 214） 式中， 222222222 4 ])([4s i n lb rklblb ?????? ， )(2 )(a r c c o sa r c s i n222rKb lrKbKI ? ?????? ?? 減小最大懸點(diǎn)加速度 maxAa ，可以增加抽油泵柱塞向上運(yùn)動的平穩(wěn)性，使上行程時(shí)的抽油桿柱， 柱塞及液柱的平均運(yùn)動速度降低，這有助于井液的吸入，增加抽油泵的充滿系數(shù)和提高泵效。在油田推廣使用這種節(jié)能降耗的采油設(shè)備無疑具有十分巨大的經(jīng)濟(jì)利益。這里選用減速器有效輸出扭矩 eM 為。在設(shè)計(jì)空間中 每一組設(shè)計(jì)變量的具體值就是一個(gè)點(diǎn)，代表一個(gè)設(shè)計(jì)方案。即通過約束條件對峰值扭矩 maxM 和最大扭矩絕對 值 maxM? 進(jìn)行限制。得 ）（）（）（）（NLWW4 1 6 6 97 8 5 09 3 %601 7 0 07 8 5 09 3 %401 7 0 01s1rrf?????????????? ?? (217) 忽略 沉沒度 ，則 HL? 。 抽油機(jī)的平衡計(jì)算，就是在一定抽 汲參數(shù)條件下，計(jì)算為使抽油機(jī)工作在平衡狀態(tài)下所需要的平衡物的重量或確定一定平衡重量物的位置。 ? ?? ? ? ?? ? ? ???????? ????????? ?? LCPCLLR 2c o s(s i ns i n2 22211 ） ? ?? ? ? ?? ?PCKRRKPC 2c o s2c o s 22221 ??? ?????? ? ? ?KI1sin ??? , 22 HIK ?? 18 ? ?? ? 2122 c o s2 ?? ???? KRRKL ? 為曲柄與垂線的夾角。 R為最 短桿。即 ???? （ 4）游梁擺角限制： ?? 5740 ??? ? 。在歐美等國家的高校， MATLAB 已成為線性代數(shù)、自動控制理論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)字信號處理、時(shí)間序列分析、動態(tài)系統(tǒng)仿真等高級課程的基本教學(xué)工具。 ，減速器峰值扭矩（ mNM .49044m a x ? ），最大負(fù)扭矩 ? ?? ?mNmNM .7 8 6 a x ?? 同樣低于其它方案。 特在此表示感謝！ 28 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位 論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。 本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。 最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。 最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老 33 師。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我