游梁式抽油机运动分析及动态静力分析

王晓

严锦

李滨城（江苏科技大学江苏镇江212003）摘要。本文首先应用矩阵法对游梁式抽油机机构进行了数学模型，在此基础上应用了matlba/simulink软件进行了运动分析及动态静力分析。根据对仿真结果的比较分析，可以更好地了解游梁式抽油机的运动学及动力学性能，从而找出进一步提高其工作效率的设计方案。

关键词：游梁式抽油机matlab/simulink运动分析动态静力析

游梁式抽油机具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点，是目前油田上使用广泛的采油装置，如图1所示。游梁式抽油机的工作过程为首先由电动机经皮带传动将高速旋转运动传递给减速器，再由曲柄连杆机构将旋转运动变为游梁的上、下摆动。挂在驴头上的悬绳器通过抽油杆带动抽油泵柱塞作上、下往复运动，将油液抽至地面完成其工作要求。

本文在应用矩阵法对游梁式抽油机进行运动学及动力学建模的基础上，借助matlab/simulink对设计参量进行了辅助分析，为对其进行进一步的优化设计研究提供了帮助。

图1游梁式抽油机

1、运动分析

建立如图2所示直角坐标系，根据图2所示的矢量封闭多边形得：

（1）

将各矢量分别向x轴和y轴投影，得到投影方程为

（2）将式（2）对时间进行一次求导并整理成矩阵形式，得速度表达式为：

（3）对矩阵（3）进行时间一次求导得加速度表达式为：

（4）

图2游梁式抽油机机构运动简图

图3构件1的受力分析图

2、动态静力分析