毕业设计_抽油机功率平衡系统的设计 ㊣ 精品文档 值得下载

法游梁式抽油机游梁式抽油机的结构游梁式抽油机工作原理无游梁式抽油机无游梁抽油机的结构无游梁式抽油机工作原理平衡调节方式抽油机的平衡分析与计算抽油机平衡准则抽油机静态平衡分析计算游梁式抽油机扭矩平衡分析计算抽油机曲柄平衡的调节抽油机功率平衡的调节系统数据采集系统硬件简介简介捷尼特简介系统软件简介编程软件软件简介东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页指令简介数据采集编程实现功率平衡调节实例结论致谢参考文献附录附录附录附录东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页绪论抽油技术的工业背景及发展随着人类对石油研究的不断深入，到了世纪，石油不仅成为现代社会最重要的能源，而且其五花八门的产品已经深入列人们生活的各个角落，所以，石油被人们称为黑色的金子现代工业的血液，极大地推动了人类现代文明的进程。

采油方法有自喷采油方法和人工举升采油方法两种。

自喷采油法的特点是利用地层本身的能量来举升原油，是最经济的采油方法。

但是随着油田的不断开发，地层能量逐渐消耗，即使在注水开发的油田，它的中后期也出现了水淹和强水淹的现象。

为了保证原油稳产高产，这些油田就不能用自喷法开采。

同时，由于油层的地质特点，有些油井开始就不能自喷对于上述这些不能自喷的油井，就必须人为地用机械设备给油井内液体补充能量，才能将原油从井内举升到地面，这种开采方法称为人工举升采油。

在我国大部分原油开采过程是采用人工举升法，抽油技术也逐渐得到发展。

国内外应用最广泛的抽油设备是游梁式抽油机，或称作有杆抽油设备。

它的结构简单制造容易可靠性高耐久性好维护方便，适应现场工况条件等优点，所以长期使用，经久不衰，在石油机械中占有无可取代的地位。

在今后相当长的段时间内将具有强大的生命力和广阔的发展前景，在该种抽油机中最常用平衡方式是机械平衡。

随着井深和产量的不断增加，同时随着油井开采复杂条件经常出现如高粘多蜡多砂多气水淹和强腐蚀性等条件，采油工艺对有杆抽油设备提出了长冲程低冲次大泵深抽等要求，游梁式抽油机不能满足要求。

首先，游梁式抽油机减速箱输出轴扭矩与冲程长度成正比，加大冲程，抽油机外形尺寸增大，换大扭矩减速箱，都造成整机重量急剧增加，制造成本上升，经济上不能接受其次，游梁式抽油机四连杆机构，决定了驴头运动的不均匀性，悬点产生较大的加速度，为了避免加速度过大，四连秆机构的游梁摆角和曲柄连杆比都不能过大。

当增加冲程长度时，四连杆机构尺寸也随之加大，整机轮廓尺小和至量显著增加，当冲程超过时，抽油机体积和重量增长将成为推广应用的致命障碍。

为了减轻抽油机的重量，采用无游梁式抽油机。

它分为机械式无游梁抽油机和液压式无游梁抽油机即液压式抽油机两种。

它们的共同特点是保留了抽油杆，维持有杆东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页抽油设备的工作方式。

无游梁抽油机，特别是液压式抽油机的采用，可以降低抽油杆柱中的应力和改善它的工作条件，因而扩大了有杆抽油设备的使用范围。

目前采用了几种不同类型的无游梁式抽油机机械式无游梁抽油机包括链条式和曲柄连杆式液压式抽油机包括用油管柱做平衡重的液压是抽油机钢绳式长冲程抽油机等。

为了减少抽油杆事故和克服抽油泵排量降低的缺点，彻底改变有杆抽油设备的工作方式，近年来，大力发展了无杆抽油设备。

无杆抽油设备的特点是取消抽油杆，把发动机移到井下，直接带动抽油泵抽油。

目前，常不同于电容器充放电的周期，这可能引起的电压叠加，并很容易击穿电容器。

虽然电容器可自行恢复，但它会被再次严重击东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页穿，这将最后造成电容器的损害。

此外，由于抽油机电机工作状态非常复杂，所以补偿电容器是过补偿，在这种情况下，会造成磁路和电压互感器的亏损，加重了负担网络。

同时，电力消费计量方法没有考虑油田在这个方向的电力系统中油回收，它可以减少功率因数，所以补偿直接经济效益下降。

在测量站，连接装置有些固有的缺点。

首先，接触设备所需延时时间来完成这整个运动，但抽油机冲程相当快，在运动状态，接触器无法跟上在工作状态的抽油机运动的改变，所以它也能创造过补偿和欠补偿的现象。

其次，接触器的自由接近可产生定的角度过电流。

当大电流切除，可能突然产生过压。

有时会损坏设备。

不仅如此，这种中央补偿只能够电力线路设备和变压器上面的设备。

抽油机不能得到有效无功功率补偿，所以它不能把无功损失降低到最大程度。

它也不能使整个线路和变压器的有功损失减少到最低限度。

四动态无功补偿的研究通过以上分析和实际情况，为高度非线性的周期性变化的动态抽油机提出了系统无功功率补偿的方法。

该方法采用单片机进行实时的检测跟踪负荷无功功率变化自动补偿电路控制。

它可以实现准确快速的动态补偿。

这是静功补偿系统。

目前，通常通过连接电容的接触器来连接功能元素。

当它在运行时，有非常大的冲击电流和在开关动作时产生高压。

这可能会使接触片熔化或焊接产生强烈的噪音和动作时间延长。

它不能满足在不同的阶段有不同的补偿等级快速和动态跟踪补偿的控制的需求。

有少量用双向晶闸管当作功能组件。

虽然它能达到快速然而安全补偿，但是实现动态补偿抽油机的晶闸管需要更高的投资，因此成本绩效最差。

考虑到油田低压供电系统是经济和实用的，个提出的合理的反应补偿控制系统种适用于油现场。

该系统是基于单片机单片机结构非常简单，成本生产低工作可靠的，适用性强。

这种补偿控制器的核心是单片机，这是种高速数字处理芯片。

适用于不同的高效管理的工业领域。

它有位数据采集系统包含高性能自校验的位模数转换通道，两个位数模转换器，这是单片机的核心。

它支持电压电流信号的收集。

这里面有装料装置调试的软件系统，它使系统可设计可编程调试简单方便。

补偿控制器在补偿之前就采集了电力网络的电流和电压。

东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页整个系统的硬件电路图所示。

图补偿系统框图主要的芯片是和。

系统工作过程如下上电之后，中断使能。

当检测到三相电压的下降沿后，就进入了中段服务模式。

整个系统开始测量无功电流和电网电压，根据其值进算电网的无功功率。

根据计算出来的无功功率值，系统中的继电器就会动作，使电容断开或接入电网中，以此来实现无功补偿。

这个系统的优势就是，当个电容被损害后，可以单独对该电容进行操作。

可以实现在运行过程中部分电容运行而另部分电容并未使用，实现不同的调度。

在该系统中还有键盘电路，它也工作在中断模式，使用中段作为输入。

当键盘上任何个按键按下时，就会进入键盘中段模式。

当按下按键是，就会查询系统的工作状态过电压值过电流值和电网参数。

按下健就会改变系统的运行模式，实现手动和自动的切换。

按下和健时，会改变电压和电流的保护值。

另外还有液晶显示，当没有按钮按下时，就会演示电网的功率因数。

如果有按键按下，就会显示相应的值。

通讯口为端口，可以实现与上位机的通讯。

东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页软件流程图如图所示。

过零中断初始化系统自检中断三相电压值计算补偿值电容动作返回返回键盘中断键盘中断图系统流程图五实验和仿真为了对抽油机进行无功补偿，提高配电网的功率因数，在变压器低压侧安装了的六组设备中，在新的补偿设备的控制下，减少了的无功损失，仿真结果表明，补偿效果是非常好的。

图仿真实验结果东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页六结论通过对抽油机负载特性的分析，考虑到经济和实际的需要，以单片机为核心的智能控制系统结构简单，操作方便，运行可靠并且适应范围广，对于提高功率因数和减少电量损失有重大作用。

目前该系统在大庆油田已经应用，获得了很好的经济效益。

东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页附录图系统接线图东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页附录表捷尼特部分地址列表毕业论文抽油机功率平衡系统的设计系别自动化工程系专业名称测控技术与仪器班级学号姓名任姗指导教师金伟年月日东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页抽油机功率平衡系统的设计摘要我国的油田多为低渗透的低能低产油田，大部分油田要靠注水压油入井，再靠抽油机把油从地层中提升上来。

以水换油以电换油是我国油田的现实，电费在我国的石油开采中占了很大比例。

因此石油行业十分重视节能。

在我国石油开采中，机械采油井占绝大多数，其中有杆采油占总机械采油的以上，所以研究有杆抽油设备的节能对于减少能耗具有重大意义。

由于抽油机载荷的不平衡性，使电机大多数情况下处于轻载状态，电能的利用率低，能耗增加，因此抽油机的平衡对于节能降耗十分重要。

本文诣在通过调整抽油机的平衡提高电能利用率，减少能耗。

首先，在有杆抽油系统的结构和工作原理的基础上，根据抽油机的平衡条件和平衡准则，对油田在役的常规抽油机进行平衡分析和计算。

然后，在对游梁式抽油机进行动力学分析的基础上，根据机械系统的力学原理，将整个系统简化为个等效动力学模型，分析扭矩变化情况。

当抽油机的改变平衡点时，可在扭矩变化的基础上重新调整抽油机的平衡。

最后，组建了个监测抽油机运行情况的系统，该系统以捷尼特为核心器件，可以监测抽油机的电流电压功率因数功率等参数，根据测得参数可以查看抽油机的工作状态，当抽油机的工作状态不平衡时，可以根据上述的扭矩变化情况来重新调整它的平衡。

整个设计的核心是平衡的计算，在不增加成本的基础上，通过调整平衡块的质量和半径，使抽油机处于平衡状态，实现了节能增效。

因此，本成果对调整抽油机平衡有很强的实际意义，成本不变的同时增加了其可行性。

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