[发明专利]一种抽油机的功率载荷确定方法、工况诊断方法及装置

权利要求书

1.一种调径变距游梁式抽油机的功率载荷模型确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据曲柄输出轴轴心的受力情况建立第一力矩平衡方程，根据游梁支点处的受力情况建立第二力矩平衡方程；

所述第一力矩平衡方程为：

Tr+W_tr sinθ＝F_pr sinα

其中T为曲柄销处的切线力，单位为kN；r为曲柄半径，单位为m；W_t为曲柄折算到曲柄半径为r处的平衡重，单位为kN；θ为曲柄与竖直向上方向沿顺时针的夹角；α为曲柄和连杆的夹角；F_p为连杆作用在曲柄上的力，单位为kN；其中，曲柄折算到曲柄半径为r处的平衡重W_t为：

其中，W_c为曲柄总重，单位为kN；R_c为曲柄重心半径，单位为m；

所述第二力矩平衡方程为：

(P_A-B)a＝±F′_pb sinβ+m_Wba_Wbl_a+W_bl_Wb

其中，等号右边第一项在上冲程时符号取“+”，在下冲程时符号取“-”；

其中，P_A为悬点载荷，单位为kN；B为不平衡重，单位为kN；W_b为吊臂配重，单位为kN；m_Wb为吊臂配重的质量，单位为kg；l_Wb为吊臂配重重心投影至水平线上的点至游梁支撑中心的距离，单位为m；a_Wb为吊臂配重的重心点的加速度，单位为m/s²；a_A为悬点加速度，单位为m/s²；β为游梁后臂与连杆的夹角；γ为游梁与水平方向间的夹角；为吊臂与游梁间的夹角；l_a为吊臂配重到游梁支点的距离，单位为m；l为吊臂长，单位为m；a为游梁前臂的长度，单位为m；b为游梁后臂的长度，单位为m；g为重力加速度；

其中：

通过受力分析，F_p与F′_p大小相等，方向相反；

根据第一力矩平衡方程和第二力矩平衡方程得到减速箱输出轴扭矩与载荷的关系；

所述减速箱输出轴扭矩M为：

根据电机功率与减速箱输出轴扭矩的关系，结合减速箱输出轴扭矩与载荷的关系，建立功率载荷模型；

所述电机功率与减速箱输出轴扭矩的关系为：

所述功率载荷模型为：

其中，M为减速箱输出轴扭矩，单位为kN·m；N_d为电机功率，单位为kW；n为曲柄轴转速，单位为r/min；η_t为电机至减速箱输出轴的总传动效率。