1、學(xué)號： 201272117長江大學(xué)專業(yè)學(xué)位開題題目：式抽油機(jī)綜合性能的優(yōu)化設(shè)計學(xué)科領(lǐng)域：方向：所屬院系：機(jī)械工程先進(jìn)鉆采機(jī)械設(shè)計理論機(jī)械入學(xué)年月：2012 年 9 月導(dǎo)師：教授高級工程師：填表時間：2014 年 4 月 20 日類別（）工程農(nóng)業(yè)推廣體育支撐科研課題來源（）國家級橫向自選課題類型（）基礎(chǔ)應(yīng)用綜合其它經(jīng)費(fèi)來源（）課題資助自籌1 選題背景及其意義式抽油機(jī)是有桿抽油系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,是機(jī)械式采油設(shè)備的重要組成部分。式抽油機(jī)在油田中應(yīng)用廣泛，占油田采油設(shè)備總數(shù)的 90%以上。游抽油機(jī)的作用是通過箱、曲柄連桿或其他桿件機(jī)構(gòu)等，將動力機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)槌橛蜅U和抽油泵的往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)抽油泵的吸

2、油和排油過程，并懸掛抽油桿，承受載荷。經(jīng)過一百多年的實(shí)踐和不斷的改進(jìn)創(chuàng)新，抽油機(jī)不管是結(jié)構(gòu)形式還是在使用功能上，都產(chǎn)生了很大的變化。特別是近幾十年來，世界對原油的需求量不斷加大，對油田深度開采的能力有了更進(jìn)一步的要求，在很大程度上加快了抽油機(jī)技術(shù)發(fā)展的速度。常規(guī)抽油機(jī)自誕生以來，歷經(jīng)數(shù)百年的使用，經(jīng)歷了各種工況和各種地域油田生產(chǎn)的考驗(yàn)，經(jīng)久不衰。常規(guī)抽油機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、耐用、操作簡便、維護(hù)費(fèi)用明顯優(yōu)勢，而區(qū)別于其他眾多抽油機(jī)類型，一直占據(jù)著有桿泵采油地面設(shè)備的主導(dǎo)地位。但是常規(guī)機(jī)的平衡效果較差，曲柄凈扭矩波動大，負(fù)扭矩不能消除、工作效率不高、載荷率小、耗能大。隨著油田的開發(fā)，抽油機(jī)的投入量日益

3、增加。發(fā)展高效、節(jié)能、可靠性高的抽油機(jī)是石油機(jī)械裝備工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，也是生產(chǎn)廠家始終追求的目標(biāo)。國內(nèi)外的者采取了兩個途徑：一個是在常規(guī)抽油機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)革新和創(chuàng)造，繼承其優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)，從平衡方式上著手攻關(guān)，按照變矩平衡原理，研制開發(fā)了許多新型抽油機(jī)，于是傳統(tǒng)的游抽油機(jī)又呈現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力；另一個是從原理到結(jié)構(gòu)形式上另辟新徑，研制開發(fā)非四連桿機(jī)構(gòu)的新型節(jié)能抽油機(jī)，如立式無 抽油機(jī)，電動潛油螺桿泵和無桿泵等。依靠技術(shù)，挖潛增效，節(jié)能耗是油田開發(fā)和持續(xù)發(fā)展的不變 ，同時也是抽油機(jī)的研發(fā)方向。但提高節(jié)能效果及整機(jī)的節(jié)能型的前提是保證抽油機(jī)的可靠性。過猶不及，單單強(qiáng)調(diào)降低節(jié)能效果和降低整機(jī)價格，

4、而犧牲整機(jī)的可靠性和安全性只會不利于生產(chǎn)的進(jìn)行。在充分考慮抽油機(jī)的動力性能、重量及能耗的條件下，運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計的方法，設(shè)計出結(jié)構(gòu)緊湊、能耗低及動力性能好的抽油機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)，從而提高抽油機(jī)的設(shè)計質(zhì)量，增強(qiáng)抽油機(jī)的市場競爭力。國內(nèi)外 動態(tài)國內(nèi)動態(tài)我國的抽油機(jī)發(fā)展已經(jīng)有近 70 年的歷史，20 世紀(jì) 50 年代我國的抽油機(jī)市場以進(jìn)口為主、修配為輔，主要進(jìn)口前CKH 常規(guī)型式抽油機(jī)。到七十年代，的基礎(chǔ)上制造出常規(guī)型式抽油機(jī)，1975 年制定并完善了國產(chǎn)抽油機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。從 80 年代起，抽油機(jī)實(shí)現(xiàn)了全部，不僅實(shí)現(xiàn)了滿足自給，而且有部分出口。在此期間內(nèi)，我國抽油機(jī)技術(shù)有了飛躍發(fā)展，國內(nèi)公司瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水準(zhǔn)，等

5、效采用或部分采用API 標(biāo)準(zhǔn)，并引進(jìn)金(Lufkin)公司先進(jìn)技術(shù)，使我國的抽油機(jī)躋身世界先進(jìn)行列，成功地打入了國際市場。目前，國內(nèi)抽油機(jī)制造廠有數(shù) 10 家，產(chǎn)品類型多樣化，共有 6 大類 45 種抽油機(jī)，但式抽油機(jī)仍處于主導(dǎo)地位。每年約有 30 種新型抽油機(jī)專利，10 多種新試制抽油機(jī)，基本滿足了陸地油田開采的需要。各種新型節(jié)能式抽油機(jī)如雙驢頭式抽油機(jī)、前置式抽油機(jī)、異相曲柄平衡抽油機(jī)、前置式氣平衡抽油機(jī)、下偏杠鈴系列節(jié)能抽油機(jī)和用窄 V 形帶傳動的常規(guī)抽油機(jī)等均已在各個油田推廣應(yīng)用，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。我國抽油機(jī)設(shè)計制造發(fā)展也很快，吸取了前和API 標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，依據(jù)我國油田開發(fā)的特點(diǎn)

6、，逐步形成了我國抽油機(jī)的新系列。目前，國內(nèi)外各油田使用的抽油機(jī)有很多種，總體上可分為:式、無式。常規(guī)式抽油機(jī)、前置式抽油機(jī)、偏置式抽油機(jī)、膠帶傳動抽油機(jī)、下偏杠鈴抽油機(jī)、偏輪式抽油機(jī)、雙驢頭式抽油機(jī)等。二、無式抽油機(jī)：鏈條式無抽油機(jī)、抽油機(jī)、數(shù)控抽油機(jī)、寬帶長沖程油油機(jī)、摩擦式抽油機(jī)、直線電機(jī)抽油機(jī)、連續(xù)桿抽油機(jī)、自動化抽油機(jī)等2.2 國外動態(tài)目前, 世界上生產(chǎn)抽油機(jī)的國家主要有、俄羅斯、法國、和羅馬尼亞等。全世界生產(chǎn)抽油裝置的公司有 300 多家, 其中生產(chǎn)抽油機(jī)的公司有 150多家。抽油機(jī)品種規(guī)格齊全, 技術(shù)水平先進(jìn), 質(zhì)量較好和較穩(wěn)定, 應(yīng)用范圍較廣泛。Lufkin 公司是生產(chǎn)抽油機(jī)最早

7、和最大的公司，目前生產(chǎn) B、C、 M、A 等 4 種系列抽油機(jī)。俄羅斯生產(chǎn) 13 種規(guī)格抽油機(jī)、20 種規(guī)格曲柄搖臂式抽油機(jī)以及 06M 型、驅(qū)動型、平衡液缸型等無抽油機(jī)。法國 M公司生產(chǎn)了 12 種規(guī)格曲柄平衡抽油機(jī)、H 系列長沖程驅(qū)動抽油機(jī)、立式斜井抽油機(jī)和液缸型抽油機(jī)。生產(chǎn)液、電、氣組合一體式 HEP 抽油機(jī), 懸點(diǎn)最大載荷 72-103.9kN, 沖程長度 1.63-4.27m, 具有較好的使用性能。由于世界各油田地質(zhì)儲油構(gòu)造、石油成分和伴生物不同, 再加上世界各國技術(shù)基礎(chǔ)與技術(shù)水平不同, 采用的機(jī)械采油裝備也不一樣, 研制與應(yīng)用的新型抽油機(jī)也具有各自的特點(diǎn)。世界新型抽油機(jī)主要有以下性

8、能特點(diǎn)：1、為了適應(yīng)各種地質(zhì)油藏條件和含砂、含氣(H2S、CO2、O2) 、含水、含蠟、含膠質(zhì)、含石膏等石油以及稠油和低滲透油層采油的工況, 研制與應(yīng)用了 缸式抽油機(jī)、氣壓缸式抽油機(jī)、長沖程低沖次抽油機(jī)和螺桿泵采油系統(tǒng)等。2、為了滿足陸地、城市、農(nóng)村水利噴灌區(qū)、山區(qū)、沼澤、森林地帶、沙漠地區(qū)、淺海和海灘、海洋地區(qū)和更復(fù)雜地區(qū)抽油的需要, 研制與應(yīng)用了低矮型抽油機(jī)、城市抽油機(jī)、前置式抽油機(jī)、前置式氣平衡抽油機(jī)、緊湊型抽油機(jī)、兩點(diǎn)式抽油機(jī)和井架型抽油機(jī)等。3、為了適應(yīng)垂直井、斜井、叢式井和水平井抽油工況, 研制了斜井抽油機(jī)、叢式井抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)和高效能叢式井抽油機(jī)等。4、為了滿足稠油和深井開

9、采的需要,研制與應(yīng)用了各種大型抽油機(jī)。5、為了提高抽油系統(tǒng)效率, 減少抽油機(jī)動載荷與振動載荷, 研制了增大沖程 抽油機(jī)和增大沖程無 抽油機(jī)及長沖程無抽油機(jī)。6、為了提高采油經(jīng)濟(jì)效益, 降低能源消耗,減少抽油成本, 研制與應(yīng)用了各種新型節(jié)能抽油機(jī)和節(jié)能部件。節(jié)能部件有: 高轉(zhuǎn)差率電 、天然氣發(fā)動機(jī)、抽油機(jī)節(jié)能控制柜、窄 V 聯(lián)組膠帶、同步膠帶、齒型膠帶等。上述抽油機(jī)和部件能節(jié)電 10%-50% 。7、為了提高抽油機(jī)精確平衡效果, 達(dá)到節(jié)電和提高抽油機(jī)運(yùn)動平穩(wěn)性與使用, 研制與應(yīng)用了各種平衡方式抽油機(jī)。如變平衡力矩抽油機(jī)、氣平衡抽油機(jī)、氣囊平衡抽油機(jī)、雙井平衡抽油機(jī)和自動平衡抽油機(jī)等。8、為了滿足

10、邊遠(yuǎn)地區(qū)沒有電源的抽油井試油或采油以及間歇抽油的需要, 研制與應(yīng)用了車裝式抽油機(jī), 具有使用移動靈活等特點(diǎn)。9、為了提高采油效率, 實(shí)現(xiàn)自動化開采石油, 研制與應(yīng)用了各種自動化抽油機(jī)和智能抽油機(jī), 采用先進(jìn)的微機(jī)系統(tǒng)控制、檢測和抽油機(jī)運(yùn)行與故障, 以確保高效安全經(jīng)濟(jì)抽油。總之, 隨著科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步, 還將出現(xiàn)新型抽油機(jī)。3 抽油機(jī)的發(fā)展方向?yàn)榇_保能夠?qū)崿F(xiàn)油田的高效生產(chǎn)狀態(tài)，現(xiàn)階段對抽油機(jī)的要求主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是急需發(fā)展采用長沖程抽油機(jī)，提高油井的產(chǎn)液量；二是為了降低油井的 生產(chǎn)成本，對抽油機(jī)的節(jié)能性提出了更高的要求。當(dāng)前的發(fā)展趨勢主要如下：1、加大 的投入，吸收和利用世界先進(jìn)設(shè)

11、計制造技術(shù)。加大 ，提高對抽油機(jī)的研發(fā)力度，促進(jìn)石油機(jī)械裝備的均衡化發(fā)展趨勢，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)研用的良性循環(huán)。2、 開發(fā)適應(yīng)不同特性油層的抽油機(jī)。新設(shè)計開發(fā)的抽油機(jī)應(yīng)該適應(yīng)該油井、該地區(qū)的自然環(huán)境和生產(chǎn)條件的要求，根據(jù)該地區(qū)的地層特點(diǎn)和油層特性，考慮流體物性條件和物理成分對懸點(diǎn)載荷的影響，優(yōu)化抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸和安裝條件。3、加大對長沖程無 式抽油機(jī)開發(fā)力度，在降低能耗上下功夫。長沖程、低沖次、低功耗的無 式抽油機(jī)是今后抽油機(jī)發(fā)展的主要方向。4、開發(fā)智能控制監(jiān)護(hù)的新型抽油機(jī)。利用變頻控制系統(tǒng)實(shí)時調(diào)整工作參數(shù)，提高電機(jī)功率因數(shù)，減小供電電流，還可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟起動，減小沖擊，并可根據(jù)油井供液能力實(shí)時調(diào)整沖次

12、頻率，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)節(jié)能效果；另外，開發(fā)機(jī)電抽油裝置，根據(jù)抽油機(jī)井特性實(shí)時控制和改變抽油狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高效智能化采油。5、研發(fā)大型、高適應(yīng)性的叢式井抽油機(jī)。現(xiàn)代大型抽油機(jī)應(yīng)具備有高適應(yīng)性，以適應(yīng)多種惡劣環(huán)境和地層油層的變化。4 抽油機(jī)優(yōu)化的狀況常規(guī)抽油機(jī)是油田中使用量最大的抽油機(jī)。但是由于常規(guī)機(jī)的結(jié)構(gòu)特征，決定了抽油機(jī)的平衡效果差，曲柄凈扭矩波動大，負(fù)扭矩不能消除、工作效率不高、載荷率小、耗能較大等缺點(diǎn)。我國油田在用的常規(guī)型式抽油機(jī)系統(tǒng)效率只有 16%-23%，優(yōu)化較好的常規(guī)機(jī)系統(tǒng)效率也不到 30%，的常規(guī)型抽油機(jī)雖然系統(tǒng)效率較高，但也僅為 46%。在采油成本中，抽油機(jī)電費(fèi)占 30%左右，年耗電量占油田

13、總耗電量的 20-30%，為油田電耗的第二位，僅次于注水。懸點(diǎn)載荷作用在曲柄軸上的扭矩的波峰、波谷與曲柄平衡塊作用在曲柄軸上的扭矩的波谷、波峰抵消效果不好，平衡效果差。在一個周期內(nèi):上沖程時，懸點(diǎn)帶動抽油桿和油液柱運(yùn)動，需要電機(jī)輸出較大的正向轉(zhuǎn)矩；下沖程時，輸出軸被抽油桿重正向拖動，電機(jī)受到負(fù)向轉(zhuǎn)矩的作用，處于發(fā)電狀態(tài)，此時抽油桿下落所的勢能一部分轉(zhuǎn)變成了電能反饋到電網(wǎng)，由于由反向拖動產(chǎn)生電能再傳入電網(wǎng)的過程中有很大損耗。由于目前常規(guī)機(jī)的平衡效果很難使凈扭矩達(dá)平穩(wěn)的直線狀態(tài)，因此，常規(guī)機(jī)通常能耗較大。負(fù)轉(zhuǎn)矩的存在會導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài)，造成了能量的浪費(fèi)。同時負(fù)轉(zhuǎn)矩也對曲柄銷的起到了一定的破壞

14、作用，使箱的齒輪經(jīng)常處于正、反向反動，產(chǎn)生交變負(fù)荷，降低抽油機(jī)曲柄銷的使用壽命。衡量抽油機(jī)動力性能的主要指標(biāo)是由抽油機(jī)機(jī)構(gòu)特性所決定的最大扭矩因數(shù)、懸點(diǎn)最大 度以及由油井負(fù)荷和抽油機(jī)機(jī)構(gòu)特性所共同決定的曲柄軸最大扭矩、最小扭矩的大小和曲柄軸扭矩曲線波動的大小。常規(guī) 式抽油機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、易損件少、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但同時又具有動力性能較差、平衡效果差、載荷率低、結(jié)構(gòu)笨重以及能耗高等缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高 式抽油機(jī)的工作效率、可靠性并改善受力狀況，尤其是為了節(jié)能降耗，應(yīng)對 式抽油機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。隨著對抽油機(jī)數(shù)學(xué)模型的深入 ，抽油機(jī)的優(yōu)化涉及到抽油機(jī)的運(yùn)動、動力性能指標(biāo)及能耗指標(biāo)等方面，是一個具有不等

15、式約束多目標(biāo)函數(shù)的非線性規(guī)劃問題。單個目標(biāo)尋優(yōu)往往側(cè)重于抽油機(jī)的某一性能，由于選取的目標(biāo)函數(shù)、約束條件不同，優(yōu)化結(jié)果也不相同，很難得到全局優(yōu)解，甚至次優(yōu)解。因此，將抽油機(jī)運(yùn)動及動力性能、綜合性能指標(biāo)結(jié)合在一起，兼顧若干設(shè)計目標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，更全面地 抽油機(jī)的設(shè)計優(yōu)劣，最終求得全局的最優(yōu)解。在抽油機(jī)的動力學(xué)仿真的基礎(chǔ)上，對抽油機(jī)各個桿件尺寸及曲柄平衡扭矩進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，通過改善抽油機(jī)的運(yùn)動及動力學(xué)特性，以期提高抽油機(jī)的工作效率、可靠性及節(jié)省能耗。近些年來，國內(nèi)的學(xué)者對抽油機(jī)做了大量的優(yōu)化，了不少關(guān)于式抽油機(jī)優(yōu)化設(shè)計的文章。、嘉、韓致信、崔振華、李樹臻等大批的 學(xué)者根據(jù)優(yōu)化設(shè)計理論，選擇合理目標(biāo)函數(shù)、約

16、束條件、優(yōu)化設(shè)計變量對不同類型的抽油機(jī)做了優(yōu)化設(shè)計工作，并比較了優(yōu)化設(shè)計后的抽油機(jī)的效果。這些學(xué)者從不同的方面豐富了 式抽油機(jī)的設(shè)計理論，提高了 式抽油機(jī)的設(shè)計水平，但是由于不同的學(xué)者 目標(biāo)函數(shù)、約束條件、優(yōu)化設(shè)計變量等都是不盡相同，所得優(yōu)化結(jié)果也各有差別。一般來說，在對抽油機(jī)優(yōu)化時，目標(biāo)函數(shù)的選擇主要是以以下幾種為主：1、以懸點(diǎn)上沖程最大扭矩因數(shù)最小為目標(biāo)函數(shù)，以改善抽油機(jī)的曲柄扭矩特性；2、以懸點(diǎn)上沖程最大度最小為目標(biāo)函數(shù)，以獲得較小的動載荷；3、以曲柄均方根扭矩最小為目標(biāo)函數(shù)，以獲得波動最小的曲柄扭矩曲線；4、以抽油機(jī)能耗最小為目標(biāo)函數(shù)。在對某一型號的抽油機(jī)進(jìn)行設(shè)計時已知的設(shè)計參數(shù)主要有

17、以下：曲柄半 R，連桿長度 P， 后臂長度 C， 前臂長度 A， 器輸出軸中心到支架軸承中心的水平距離 I 器輸出軸中心到支架軸承中心的垂直距離（H-G），沖次數(shù) n ，器的額定扭矩 TE，電 的額定功率 PE 。而在優(yōu)化設(shè)計時設(shè)計變量為：曲柄半 R，連桿長度 P， 后臂長度 C， 前臂長度 A， 器輸出軸中心到支架軸承中心的水平距離 I， 器輸出軸中心到支架軸承中心的垂直距離（H-G），等幾大類，其中 前臂長度 A 可由沖程長度和 擺角之間的關(guān)系計算得到，這樣可減少一個設(shè)計變量，減少設(shè)計計算難度。對抽油機(jī)約束條件的考慮主要有以下幾種：1、對抽油機(jī)沖程長的的要求。優(yōu)化設(shè)計的抽油機(jī)經(jīng)計算后沖程長

18、度應(yīng)滿足要求。2、滿足曲柄存在的條件。 式抽油機(jī)是一個曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，那么對于抽油機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足機(jī)構(gòu)是一個曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的條件。同時為了保證抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，對抽油機(jī)各桿件之間的相對長度也應(yīng)有相應(yīng)的現(xiàn)狀。3、對于對稱循環(huán)抽油機(jī)， 擺動應(yīng)滿足對稱于水平線的要求。4、在優(yōu)化設(shè)計中應(yīng)規(guī)定了抽油機(jī)若干特征角度的取值范圍，這些特征角度是傳動角，極位夾角， 最大擺角和基桿 K 的傾斜角。對抽油機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計屬于約束優(yōu)化問題，約束優(yōu)化方法包括：隨機(jī)方向法、復(fù)合型法、懲罰函數(shù)法、幾何規(guī)劃法。但復(fù)合型法的算法思路清晰，容易掌握；不需求導(dǎo)數(shù)，不需作一維搜索，對函數(shù)性態(tài)沒有特殊要求；對初始點(diǎn)要求低，能較快地找到最優(yōu)

19、解，算法較為可靠，是機(jī)械優(yōu)化設(shè)計中較為廣泛的可靠算法之一。二、 內(nèi)容本文在分析目前國內(nèi)外在用抽油機(jī)的情況基礎(chǔ)上，對 式抽油機(jī)的機(jī)構(gòu)尺寸和動力性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，一方面使優(yōu)化后抽油機(jī)的動力性能更差，另一方面提高優(yōu)化后的抽油機(jī)的節(jié)能效果，增加抽油機(jī)的市場競爭力。本文的主要 內(nèi)容如下：1、根據(jù) 式抽油機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)的幾何關(guān)系和運(yùn)動特點(diǎn)，對 式抽油機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)、運(yùn)動參數(shù)、動力特性等進(jìn)行分析，同時對抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷、沖程損失長度計算、平衡扭矩的計算以及抽油機(jī)配備的電機(jī)功率進(jìn)行分析計算。為式抽油機(jī)的運(yùn)動分析和性能 提供必要的理論，也為后續(xù)的 工作提供技術(shù)支持。2、根據(jù)抽油機(jī)運(yùn)行時各構(gòu)件之間的幾何關(guān)系，對抽油機(jī)的

20、各機(jī)構(gòu)的尺寸的計算進(jìn)行說明，按照給定的抽油機(jī)的基本尺寸為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出抽油機(jī)各構(gòu)件的尺寸和大小，找到各機(jī)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系，為 式抽油機(jī)的優(yōu)化設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。3、查閱抽油機(jī)的相關(guān)設(shè)計資料，根據(jù)抽油機(jī)各構(gòu)件之間的關(guān)系，設(shè)置合理的約束條件，確定正確的優(yōu)化目標(biāo)，選用適當(dāng)?shù)牡膬?yōu)化方法，在科學(xué)計算中結(jié)合機(jī)械優(yōu)化設(shè)計理論，對抽油機(jī)四桿機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在中編制出一種優(yōu)化設(shè)計算法，通過計算后得到優(yōu)化設(shè)計的最優(yōu)解。在保證抽油機(jī)結(jié)構(gòu)要緊湊、動力性能好、能耗低的基礎(chǔ)上，力爭使抽油機(jī)的重量最輕。4、選擇合適的計算機(jī)編程操作 ，開發(fā)出常規(guī) 式抽油機(jī)的優(yōu)化設(shè)計計算 ，要求通過 可以較快捷的完成系列的抽油機(jī)的優(yōu)化工作，在

21、中對抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸等幾何參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)等內(nèi)容有明確的說明。通過此可對抽油機(jī)不同機(jī)型進(jìn)行對比分析，并對其優(yōu)化設(shè)計后的效果進(jìn)行驗(yàn)證評價。三、工作特色及其難點(diǎn)，擬采取的解決措施1、本設(shè)計的 難點(diǎn)抽油機(jī)優(yōu)化時約束條件較多，根據(jù)較少的約束條件得到的優(yōu)化結(jié)果不是實(shí)際的最優(yōu)解，過多的約束條件會增加計算難度，得不到優(yōu)化結(jié)果，應(yīng)選擇前擋的約束條件。對抽油機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，評價的的目標(biāo)函數(shù)較多。不同的學(xué)者對抽油機(jī)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)的選擇不同，應(yīng)選擇一種正確的、合理的目標(biāo)作為約束目標(biāo)函數(shù)。3) 抽油機(jī)優(yōu)化設(shè)計的優(yōu)化算法較為復(fù)雜，編程設(shè)計較繁瑣，任務(wù)量較大。2、本設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵在抽油機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、動力性能好、能耗低重量輕等

22、目標(biāo)中選取一種或幾種作為優(yōu)化最合適的目標(biāo)，設(shè)定好抽油機(jī)的約束條件、選擇一種優(yōu)化計算算法對式抽油機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計計算。3、擬解決措施查閱國內(nèi)外的優(yōu)化設(shè)計相關(guān)資料，對他人的優(yōu)化設(shè)計方法進(jìn)行比較，分析不同的優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)、約束條件、算法，選擇其中最合理的方法在中進(jìn)行計算。熟練的掌握一種計算機(jī)編程語言，借鑒前人的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，完成抽油機(jī)優(yōu)化的設(shè)計，使其界面簡潔，操作方便。四、 工作的預(yù)期進(jìn)度計劃（1）2014 年 3 月-2014 年 4 月收集相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)資料，對國內(nèi)外抽油機(jī)優(yōu)化文章和內(nèi)容進(jìn)行調(diào)研分析，歸納整理，撰寫文獻(xiàn)綜述、開題 ，進(jìn)行開題答辯。（2）2014 年 5 月-2014 年 7 月查閱資料和書籍，對 式抽油機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)、運(yùn)動參數(shù)、動力特性等進(jìn)行計算。找到抽油機(jī)各機(jī)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系，明白其計算方法。（3）2014 年 8 月-2014 年 9 月根據(jù)前期準(zhǔn)備工作，對不同的優(yōu)化設(shè)計 方法進(jìn)行比較，選擇正確的方法和理論，學(xué)習(xí)優(yōu)化 的應(yīng)用方法，對抽油機(jī)進(jìn)行