目前游梁式常规机因其结构简单、操作维修方便、使用寿命长等原因,仍为各大油田的主要采油设备,但其运动不平稳、能耗大,不能满足当前“节能降耗”的发展要求。所以基于这些情况,本着投入少,见效快的思想,在保证原抽汲工况不变的条件下,力求改造部位要少,且能达到显著的节能效果。因此,本文提出:在优化常规机主要参数的基础上,在电动机轴上加装一节能装置,加大电动机轴的转动惯量,利用节能装置储存能量和释放能量的功用来调节电动机轴的速度波动,从而减小输出扭矩波动,降低扭矩峰值,使异步电动机与采油工况相匹配,从而改善电机工况,提高电机的功率因数和效率,降低有功功率,实现节能的目的。 本文分析了节能原理;对常规机进行了数学建模,列出目标函数和约束条件,采用复合形法编制优化程序进行设计计算,并进行运动、动力性能分析,绘制性能曲线;以电动机轴为等效构件,建立等效动力学模型;设计了节能装置的结构,根据机械能量守恒定律求解等效动力学模型的最大盈亏功,进而求得节能装置的转动惯量及几何尺寸,并分析加装节能装置前、后电动机轴的运动、动力性能,绘制相关曲线;通过对比相关参数和性能曲线,得出结论。 本文是针对油田实际情况进行的理论设计,如将本方法用于油田,将会取得很好的节能效果,从而获得良好的经济效益。