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基于改进NSGA-Ⅱ算法的间歇采油制度优化
1
作者 姜民政 武靖淞 +4 位作者 杨胡坤 董康兴 李艳春 屈如意 赵鑫瑞 《石油机械》 北大核心 2024年第3期1-9,共9页
对于低渗透率油井,采用间歇采油制度能有效避免空抽磨损,并减少电能消耗量。为此通过分析沉没度和地层流压随抽油机井生产时间变化的规律,从系统节能的角度出发,建立以采油总产量最大、能耗最低为目标的间歇采油制度多目标优化模型。引... 对于低渗透率油井,采用间歇采油制度能有效避免空抽磨损,并减少电能消耗量。为此通过分析沉没度和地层流压随抽油机井生产时间变化的规律,从系统节能的角度出发,建立以采油总产量最大、能耗最低为目标的间歇采油制度多目标优化模型。引入NSGA-Ⅱ并改进该算法对间歇采油制度多目标优化模型求解,运用改进算法得到的Pareto最优解的多样性和收敛性,合理优化抽油机的最优停机时间,最大效率地提升采油效率的同时,最小化电能消耗量。试验结果表明,基于Pareto多目标遗传算法的间歇采油机制优化具有明显的优势,在优化系统效率的同时能够有效减少电能消耗。研究结果可为油井间歇采油机制的改进和优化提供有力的技术支持。 展开更多
关键词 低渗透率油井 间歇采油制度 节能优化 多目标优化 采油效率 NSGA-Ⅱ
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细长压杆屈曲实验平台设计及其在实验教学中的应用
2
作者 董康兴 孟博 +2 位作者 姜民政 常思远 程天才 《力学与实践》 北大核心 2023年第4期891-898,共8页
实验教学是培养工科大学生实践和创新能力的重要手段,如何在有限的实验条件下开展丰富的教学实验、关联更多的理论知识点是力学实验亟需解决的问题。本文以材料力学中常见的压杆屈曲问题为例,构建了压杆屈曲实验平台,主要包括压杆屈曲... 实验教学是培养工科大学生实践和创新能力的重要手段,如何在有限的实验条件下开展丰富的教学实验、关联更多的理论知识点是力学实验亟需解决的问题。本文以材料力学中常见的压杆屈曲问题为例,构建了压杆屈曲实验平台,主要包括压杆屈曲实验和力学仿真两个模块,通过压杆屈曲实验案例展示了该平台用于开展教学实验的过程。结果表明,该实验装置可操作性强,学生能够直观地观察到压杆由稳定到正弦屈曲再到螺旋屈曲的全过程,同时能够测试压杆径向位移、应变等多个参数,仿真实验能够在不受时空、设备限制下更直观地实现实验过程的再现和拓展。本实验具有一定的趣味性和专业性,利用教学实验能够激发学生对材料力学的学习兴趣,加强学生对多个关联知识的理解,也能够锻炼学生的动手实践能力。 展开更多
关键词 细长压杆 实验平台 力学仿真 实验教学
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有杆泵同井注采系统工况诊断方法研究 被引量：15
3
作者 姜民政 张迪 +2 位作者 段天玉 刘金堂 董康兴 《石油机械》 北大核心 2018年第1期78-82,共5页
与常规的单泵系统相比,有杆泵同井注采系统结构更加复杂,井下工况更加恶劣,现有技术不再适应其井下故障诊断的需要,严重影响了油田的产量和经济效益。鉴于此,根据现场实际工况,从Gibbs模型出发,提出了一种反推计算方法,建立并求解动载模... 与常规的单泵系统相比,有杆泵同井注采系统结构更加复杂,井下工况更加恶劣,现有技术不再适应其井下故障诊断的需要,严重影响了油田的产量和经济效益。鉴于此,根据现场实际工况,从Gibbs模型出发,提出了一种反推计算方法,建立并求解动载模型,进一步结合实测悬点示功图,绘制采出泵和注入泵示功图。现场18口井的应用中,对注入泵故障的判断结果与检泵结果符合度为91.3%,验证了计算模型的正确性。该诊断方法为有杆泵同井注采系统的现场应用提供了必要的理论指导。 展开更多
关键词 有杆泵 同井注采 Gibbs模型 泵示功图 工况诊断
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直井抽油杆柱磨损机理及原因 被引量：5
4
作者 姜民政 刘长海 +1 位作者 姜道民 许厚娟 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2002年第2期84-86,138,共3页
探讨了抽油杆柱的磨损机理 ,研究了抽油杆柱与油管由于弯曲而相互接触摩擦的原因 ,结果表明 ,抽油杆柱与油管的磨损属于粘着磨损 .分析了影响粘着磨损程度的几种因素 ,并提出了相应的防止磨损措施 ,为现场采取防止抽油杆柱磨损措施提供... 探讨了抽油杆柱的磨损机理 ,研究了抽油杆柱与油管由于弯曲而相互接触摩擦的原因 ,结果表明 ,抽油杆柱与油管的磨损属于粘着磨损 .分析了影响粘着磨损程度的几种因素 ,并提出了相应的防止磨损措施 ,为现场采取防止抽油杆柱磨损措施提供了理论指导 . 展开更多
关键词 直井抽油杆柱 磨损机理 原因 采油 弯曲 防磨损措施
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潜油电泵井系统的优化设计 被引量：8
5
作者 姜民政 朱君 蔡利 《石油机械》 EI 北大核心 1997年第4期21-24,共4页
潜油电泵井系统由油井、潜油电泵机组和管路三个子系统组成，三个子系统既有区别又相互联系。对潜油电系井系统进行优化设计应以系统效率最高为目标函数，综合考虑油井、潜油电泵机组和管路三者的相互关系，通过优选泵型、级数和电动机... 潜油电泵井系统由油井、潜油电泵机组和管路三个子系统组成，三个子系统既有区别又相互联系。对潜油电系井系统进行优化设计应以系统效率最高为目标函数，综合考虑油井、潜油电泵机组和管路三者的相互关系，通过优选泵型、级数和电动机型号等使潜油电泵井系统效率达到最高和节能。最后给出了优化设计的具体方法及两口井的设计计算实例。 展开更多
关键词 电动潜油泵 油井 优化设计 节能 油田
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直线电机驱动抽油机的研究 被引量：23
6
作者 姜民政 王建萍 +3 位作者 郑雪锋 刘金荣 孙慧峰 张德实 《石油矿场机械》 2006年第1期38-41,共4页
介绍了直线电机驱动抽油机的工作原理、结构和特点,对其悬点运动、载荷及平衡重的计算作了分析,研究了修井作业时应注意的事项。直线电机驱动抽油机主要解决了现有抽油机无功消耗大、成本高、整体移运效率低等问题,通过对直线电机驱动... 介绍了直线电机驱动抽油机的工作原理、结构和特点,对其悬点运动、载荷及平衡重的计算作了分析,研究了修井作业时应注意的事项。直线电机驱动抽油机主要解决了现有抽油机无功消耗大、成本高、整体移运效率低等问题,通过对直线电机驱动抽油机的悬点运动和悬点载荷分析,并与常规抽油机进行比较,阐述了直线电机驱动抽油机具有更加完善的运动性能、动力性能和平衡性能。 展开更多
关键词 抽油机 直线往复运动 悬点运动 载荷 平衡重
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基于SVM的机采井区块系统效率计算方法研究 被引量：4
7
作者 姜民政 高启明 +1 位作者 冯子明 曾宪来 《节能技术》 CAS 2017年第2期151-155,共5页
为了提高油田机采井区块系统效率计算的准确度,节约测试成本,客观评价区块节能降耗技术的实施效果,在分析目前油田管理中区块效率计算方法所存在问题的基础上,提出了采用支持向量机(SVM)进行区块系统效率的计算方法。基于SVM基本原理建... 为了提高油田机采井区块系统效率计算的准确度,节约测试成本,客观评价区块节能降耗技术的实施效果,在分析目前油田管理中区块效率计算方法所存在问题的基础上,提出了采用支持向量机(SVM)进行区块系统效率的计算方法。基于SVM基本原理建立系统效率与采油参数组之间的预测模型,后代入区块油井生产数据进行回归预测。实验结果显示,该法所得预测值同传统方法相比,准确度更高,且具有相当的稳定性,能够在一定程度上减少被测区块每月机采井的测试工作量,减轻油田的生产运行负担。 展开更多
关键词 机采井 区块 系统效率 计算方法 支持向量机
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套损井碾压整形修复时修复力的理论计算 被引量：4
8
作者 姜民政 李春红 +1 位作者 王素玲 朱君 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2004年第6期42-43,47,共3页
套损井在碾压整形修复时经常凭经验确定修复力,如果修复力过大则易损伤修复处的套管.分析了基于Hertz接触理论的套管整形处的应力,给出了确定修复力的理论计算公式.计算实例表明,目前碾压整形工艺所采用的钻压远远大于理论计算值,从而... 套损井在碾压整形修复时经常凭经验确定修复力,如果修复力过大则易损伤修复处的套管.分析了基于Hertz接触理论的套管整形处的应力,给出了确定修复力的理论计算公式.计算实例表明,目前碾压整形工艺所采用的钻压远远大于理论计算值,从而降低修复后套管的承载能力,建议采用文中提出的确定最小钻压的方法指导碾压整形修井工艺. 展开更多
关键词 套管损坏井 碾压整形 HERTZ接触理论 修复力
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抽油泵能耗机理数值仿真研究 被引量：3
9
作者 姜民政 孙振旭 +1 位作者 戴彧昕 王丽丽 《流体机械》 CSCD 北大核心 2011年第5期35-39,共5页
应用CFX软件,建立了三维抽油泵仿真模型,利用动网格技术,对抽油泵进行了瞬态仿真分析,模拟计算了抽油泵整个冲程在不同工况时,泵阀水力损失、柱塞间隙容积损失和柱塞摩擦损失。计算结果表明冲次、井液含水率、泵径、泵间隙级别对抽油泵... 应用CFX软件,建立了三维抽油泵仿真模型,利用动网格技术,对抽油泵进行了瞬态仿真分析,模拟计算了抽油泵整个冲程在不同工况时,泵阀水力损失、柱塞间隙容积损失和柱塞摩擦损失。计算结果表明冲次、井液含水率、泵径、泵间隙级别对抽油泵水力损失功率、容积损失效率和摩擦损失功率有不同的影响。 展开更多
关键词 抽油泵 水力损失 容积损失 摩擦损失 数值模拟
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游梁式抽油机与驱动电机的耦合模型 被引量：5
10
作者 姜民政 蔡玉苗 +2 位作者 冯子明 张德实 王丽丽 《石油机械》 北大核心 2013年第12期80-83,共4页
为了解决游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配问题,分析了游梁式抽油机的运动、动力特性和驱动电机的工作特性,建立了完整的游梁式抽油机与驱动电机的耦合模型,提出了采用循环迭代的方法求解抽油机与驱动电机之间的高度耦合问题。利用仿... 为了解决游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配问题,分析了游梁式抽油机的运动、动力特性和驱动电机的工作特性,建立了完整的游梁式抽油机与驱动电机的耦合模型,提出了采用循环迭代的方法求解抽油机与驱动电机之间的高度耦合问题。利用仿真软件得到抽油机与驱动电机匹配的动态变化规律,通过实测数据和仿真结果的对比分析,验证了抽油机与驱动电机的耦合模型及其求解方法的准确性和实用性。抽油机与驱动电机的耦合模型为抽油机与驱动电机合理匹配原则的提出奠定了理论基础。 展开更多
关键词 耦合模型 游梁式抽油机 驱动电机 节能 仿真
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三元复合驱油井结垢分析及防垢剂研制 被引量：15
11
作者 姜民政 朱君 +1 位作者 李金铃 李天德 《石油化工腐蚀与防护》 CAS 2003年第3期25-27,共3页
针对三元复合驱油井结垢严重这一问题 ,分析了三元复合驱油井结垢机理 ,研制了FHE复合防垢剂。通过室内静态挂片试验和动态模拟试验检验了FHE复合防垢剂在不同含量下的防垢率。试验结果表明 :FHE复合防垢剂的最佳用量为 4.0～ 5 .0mg/L ... 针对三元复合驱油井结垢严重这一问题 ,分析了三元复合驱油井结垢机理 ,研制了FHE复合防垢剂。通过室内静态挂片试验和动态模拟试验检验了FHE复合防垢剂在不同含量下的防垢率。试验结果表明 :FHE复合防垢剂的最佳用量为 4.0～ 5 .0mg/L ,其防垢率达 92 .64 % 。 展开更多
关键词 三元复合驱油 油井结垢 防垢剂 研制 防垢率 油田生产
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抽油机井杆柱系统防偏磨装置设计与优化 被引量：10
12
作者 姜民政 李葳 +2 位作者 徐书凡 程天才 董康兴 《石油机械》 北大核心 2019年第8期112-118,125,共8页
针对油田开采过程中抽油机井杆柱系统偏磨问题,设计了一种抽油机井杆柱系统防偏磨装置。该装置安装在悬绳器上板的位置,利用悬点上下运动过程中势能与动能的转换提供动力,通过超越离合器的作用使重锤只在自下而上摆动时带动蜗轮蜗杆传动... 针对油田开采过程中抽油机井杆柱系统偏磨问题,设计了一种抽油机井杆柱系统防偏磨装置。该装置安装在悬绳器上板的位置,利用悬点上下运动过程中势能与动能的转换提供动力,通过超越离合器的作用使重锤只在自下而上摆动时带动蜗轮蜗杆传动,以实现抽油机杆柱系统单向间歇性转动。该装置不仅能防止杆柱系统偏磨、防止抽油杆脱扣,还不必外加动力源,减小了装置的体积。利用ADAMS软件对整个装置进行了动力学仿真,验证了其工作原理及结构设计的合理性;对关键部件进行了优化设计,提高了装置的可靠性,延长了其使用寿命。仿真数据分析表明:该装置可以实现杆柱系统的单向间歇性转动,其主要部件蜗轮蜗杆在仿真过程中传动良好,无较大冲击。所得结论可为新型抽油机杆柱系统防偏磨装置的理论研究和现场应用提供借鉴。 展开更多
关键词 杆柱系统 防偏磨 ADAMS 自动旋转 仿真分析
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气液置换式实心柱塞小直径抽油泵 被引量：4
13
作者 姜民政 程天才 +2 位作者 曾宪来 王新民 董康兴 《石油机械》 北大核心 2018年第9期75-80,共6页
针对低产油井常规抽油泵供采不平衡、泵效低及能耗大等问题,研制了一种泵径为25mm的气液置换式实心柱塞小直径抽油泵。该泵采用实心柱塞结构,能够防止阀罩断裂造成的柱塞断脱事故;在泵筒上增设了气液置换装置,降低了泵腔内的气液比,消... 针对低产油井常规抽油泵供采不平衡、泵效低及能耗大等问题,研制了一种泵径为25mm的气液置换式实心柱塞小直径抽油泵。该泵采用实心柱塞结构,能够防止阀罩断裂造成的柱塞断脱事故;在泵筒上增设了气液置换装置,降低了泵腔内的气液比,消弱了气体影响,提高了泵效,更加适应低产井和沉没度低等供液能力差的工况。同时,利用CFD软件对抽油泵气液置换腔和分流器进行了流体仿真分析,对出油阀罩进行了强度分析,验证了其结构合理性。现场试验数据分析结果表明:试验后的平均泵效相对试验前提高了约7. 3%,合理调节抽汲参数后泵效能够超过70%。气液置换式实心柱塞小直径抽油泵能够满足低产油井的生产需求,为小直径抽油泵采油技术的推广提供了依据。 展开更多
关键词 低产油井 小直径抽油泵 气液置换 气液比 CFD仿真
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变速驱动抽油机井运行参数变化规律研究 被引量：14
14
作者 姜民政 王慧 +1 位作者 高源 戴彧昕 《石油矿场机械》 2010年第10期4-7,共4页
利用变频调速智能控制技术对游梁式抽油机冲次进行无级调节,可以改变1个冲程周期内的悬点速度与加速度;建立了抽油机变速运行的数学仿真模型,模拟出悬点示功图和减速箱输出轴扭矩的变化规律。计算结果表明,变速后减小了悬点载荷中的最... 利用变频调速智能控制技术对游梁式抽油机冲次进行无级调节,可以改变1个冲程周期内的悬点速度与加速度;建立了抽油机变速运行的数学仿真模型,模拟出悬点示功图和减速箱输出轴扭矩的变化规律。计算结果表明,变速后减小了悬点载荷中的最大惯性载荷,增大了最小载荷,从而降低抽油机载荷的波动程度;曲柄扭矩峰值降低,可以选用小额定功率电机,使其在较高负荷下运行,达到一定的节能效果。现场试验测试结果也证明了变频调速智能控制技术数学模型的可靠性。 展开更多
关键词 抽油机 变速运行 示功图 曲柄扭矩
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多级封隔器对注水管柱轴向变形的有限元分析 被引量：2
15
作者 姜民政 王新民 +1 位作者 尹兆国 齐波 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2007年第5期78-79,84,共3页
分层注水过程中,注水管柱在多级封隔器的作用下,发生轴向伸缩蠕动,严重时导致封隔器解封或窜动.在考虑注水管柱初始几何缺陷条件下,根据有限变形理论,采用有限元法综合分析多级封隔器管柱的柱塞效应、螺旋弯曲效应、温度效应,以及处于... 分层注水过程中,注水管柱在多级封隔器的作用下,发生轴向伸缩蠕动,严重时导致封隔器解封或窜动.在考虑注水管柱初始几何缺陷条件下,根据有限变形理论,采用有限元法综合分析多级封隔器管柱的柱塞效应、螺旋弯曲效应、温度效应,以及处于非均匀内外压差下的膨胀效应引起的轴向位移,为合理确定多级封隔器的补偿位移提供依据. 展开更多
关键词 分层注水 封隔器 注水管柱 轴向位移 有限元分析
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基于RS-LVQ的同井注采系统故障诊断研究 被引量：3
16
作者 姜民政 段天玉 +2 位作者 张迪 刘金堂 程天才 《石油机械》 北大核心 2018年第3期95-99,共5页
针对有杆泵同井注采系统的非常规结构,提出了一种反推计算方法,建立并求解了其故障诊断模型;然后应用不变矩特征法提取注入泵功图的7个不变矩特征,建立了基于RS-LVQ的有杆泵同井注采系统井下故障诊断系统。在保持分类能力不变的前提下,... 针对有杆泵同井注采系统的非常规结构,提出了一种反推计算方法,建立并求解了其故障诊断模型;然后应用不变矩特征法提取注入泵功图的7个不变矩特征,建立了基于RS-LVQ的有杆泵同井注采系统井下故障诊断系统。在保持分类能力不变的前提下,应用SOM神经网络对原始特征数据进行离散化处理,并应用RS理论对其进行属性约简;建立LVQ故障诊断子系统后,输入约简决策表进行学习训练。实例分析结果表明:SOM神经网络解决了决策系统中连续属性值的离散化问题;RS属性约简不仅可以提高诊断效率,而且简化了故障模式识别的LVQ网络结构;LVQ作为后端,因其有很强的非线性映射能力,保证了诊断结果的精度。因此,该诊断系统能够正确而且高效地对有杆泵同井注采系统进行故障诊断。 展开更多
关键词 有杆泵 同井注釆 故障诊断 RS理论 LVQ
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单螺杆泵特性试验 被引量：6
17
作者 姜民政 朱君 +2 位作者 郑福全 白玉 王德金 《石油矿场机械》 1999年第2期30-33,共4页
通过进行单螺杆泵特性参数随泵出口管线结构及吸入口管线结构变化的试验研究，绘出了泵的特性参数与出口压力、吸入口真空度的关系曲线。试验结果表明，改变泵出口管线结构，使泵出口压力在一定范围内工作时，流量变化大，而且泵效率较... 通过进行单螺杆泵特性参数随泵出口管线结构及吸入口管线结构变化的试验研究，绘出了泵的特性参数与出口压力、吸入口真空度的关系曲线。试验结果表明，改变泵出口管线结构，使泵出口压力在一定范围内工作时，流量变化大，而且泵效率较高，可以作为泵调整参数的一种手段；而改变泵吸入口管线结构不宜作为泵的调整参数手段。 展开更多
关键词 螺杆泵 特性参数 调整参数 试验 采油泵
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压裂液在射孔眼处压力损失规律研究 被引量：7
18
作者 姜民政 曹彦鹏 +2 位作者 叶鹏 董康兴 李庆彬 《石油矿场机械》 2011年第3期1-4,共4页
压裂液流经射孔眼处的压力损失对压裂过程中的压力监测及解释有着重要影响。采用非牛顿流体力学理论和有限元法,建立了压裂液流经射孔井眼处的力学模型,对压裂过程中泵入流体在射孔孔眼中流动特性进行了数值模拟,得到了压裂液流经射孔... 压裂液流经射孔眼处的压力损失对压裂过程中的压力监测及解释有着重要影响。采用非牛顿流体力学理论和有限元法,建立了压裂液流经射孔井眼处的力学模型,对压裂过程中泵入流体在射孔孔眼中流动特性进行了数值模拟,得到了压裂液流经射孔眼后流体特性的变化规律。研究了不同压裂液流变性、含砂液的支撑剂浓度对孔眼处压降损失的影响,以及压裂液流体在孔眼处的压降损失与射孔密度、孔眼直径及射孔深度的关系,定量给出了压裂液流经射孔眼处的压力损失,为水力压裂工艺的设计及过程中的压力监测与诊断奠定基础。 展开更多
关键词 压裂液 射孔眼 压力损失 数值模拟
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有杆泵同井注采系统技术应用及节点力学分析 被引量：12
19
作者 姜民政 段天玉 +1 位作者 刘金堂 张怀玉 《石油机械》 2017年第7期97-100,共4页
为了在特高含水油井实现有效的稳油控水,设计了有杆泵同井注采系统。该系统利用重力作用在井下将油水进行分离,分离后的水直接被注入到地层中,分离后的浓缩液举升至地面,从而降低采出液中的含水量。由于同井注采系统结构和受力情况复杂... 为了在特高含水油井实现有效的稳油控水,设计了有杆泵同井注采系统。该系统利用重力作用在井下将油水进行分离,分离后的水直接被注入到地层中,分离后的浓缩液举升至地面,从而降低采出液中的含水量。由于同井注采系统结构和受力情况复杂,基于理论力学方法,由下至上建立了注入泵、密封活塞和采出泵的力学模型,并利用现场实测数据验证了其正确性。同井注采系统现场应用15口井,采出液平均含水质量分数下降7.2个百分点。因此有杆泵同井注采系统能够有效降低采出液含水率,达到节能降耗的目的。 展开更多
关键词 有杆泵 同井注采 力学分析 力学模型 节能降耗
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抽油机系统地面装置效率试验研究 被引量：7
20
作者 姜民政 董康兴 +1 位作者 孙振旭 柏琳 《石油矿场机械》 2011年第4期54-56,共3页
针对油田机械采油系统运行效率普遍偏低的生产现状,试验研究了抽油机系统不同动液面和冲次下电动机、皮带、减速箱和四连杆的能耗损失。结果表明,动液面和冲次对抽油机系统的电动机、皮带、减速箱和四连杆的能耗损失有不同程度的影响。
关键词 抽油机 系统效率 能耗 节能
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