液压回收修井机研究及起重机仿真外文文献翻译、中英文翻译

附录 1：外文翻译液压回收修井机研究及起重机仿真摘要：本文研究了一种先进的节能型石油机械，即液压回收装置。这台钻机的设备功率仅为普通钻机的 1/3，而且该钻机还可以回收利用管道中释放的潜在能量。本文介绍了该钻机的特殊工作原理。并且进行了节能分析。分析表明，当把重达 260 克的管弦降低时，这个钻机所能恢复的能量是 240106J。建立提升管弦的数学模型，并进行了仿真分析。通过仿真，得出了一些结论:（1）管道越轻，管道的吊装时间越短;（2）节流阀路径的面积越小，管道吊装时间越长;（3）空气容器体积越小，管道吊装时间越短。实际的测量结果表明，仿真结果是正确的。关键词：节能，修井设备，能量回收，起重，仿真1 介绍通常用于石油开采的普通钻井平台有一种不合理的巨大能源浪费。如下所示:（1） 从油井中提升管道的工作是一个连续的循环过程。重达数十吨的管状管被吊到地上，一根接一根。在一个循环中，从井中抬起管道的时间只有大约四分之一的时间，而在这里， 电动机在一个高功率下工作。把管道从管道中移走的时间是 3/4，在这里电动机工作在低功率下。普通钻机的大功率电机大多在低功率下工作，因此不经济。（2）从油井中移到地面的管道将大量潜在的能量储存起来，当管道被放低到井里时，沉积的势能就会释放出来。普通钻机只是通过制动来浪费这种能量，这种能量是无法恢复的。因此，开发了一种液压回收修井机。该钻机具有由电动机和大蓄能器驱动的液压泵。当提升管弦时，蓄电池在辅助时间（拆卸和定位单管的时间）内储存电机能量，并在提升时释放它，以帮助电机提升管道。因此，这种钻机的配备能力只有平常的三分之一。例如，当额定吊钩负载为 300k N 时，该装置的配备功率为 45kW，普通的功率为 150kW。该钻机可以恢复降低时由油管道释放的潜在能量。2 工作理论：简介2.1 液压系统理论介绍。液压回收修井机液压系统如图 1 所示。液压油源由泵 1 和蓄能器组成。特别建造的大型蓄电池由空气容器 5 和储油缸 4 组成。空气容器的容积是1.68 m3。储油缸的容积是 0.19m3。复合气缸 11 具有 q1，q2，q3-三室。液压方向阀 6,7,8 分别控制 q1，q3，q2 与高压油（泵和蓄能器）或低压油（油箱）相连。当 q1 和 q2 腔室与高压油相连接时，由柱塞 12 上的油压产生的力就向上，当 q3 室连接高压油时，柱塞 12 上的油压产生的力向下。连接高低压油，不同的三室组合模式，决定不同的力等级，以满足提升和降低不同负荷的需要（见表 1）。节流阀 9,10 控制升降速度并用作制动器。- 24 -2.2 .复合缸提升部件的介绍。如图 2 所示，复合气缸的柱塞 3 的顶部连接到行驶支架 4。四个移动块 5 安装在支撑件中，并且两个顶块 2 安装在复合气缸体中。两个钢链中的每一个在两个移动块和一个顶块中卷绕。钢链的一端与钩连接，另一端固定在基座上。当柱塞被驱动时，行驶块及其支撑件同步上升，带有管道的钩子以柱塞的四倍速度上升。当柱塞再次被驱动时，钩子和管道以柱塞的四倍速度下降。2.3 进一步介绍。表 1 中计算吊钩起重载荷的方程式为F=p(A1+A2-A3)/4式中：F 是吊钩起重载荷，p 是油压，A1 是 q1 室的面积，A2 是 q2 室的面积，A3 是 q3 室的面积。对于同一个力的级别，如果复合气缸的一个腔室与高压油相连，其面积计算如公式1，否则不按公式 1 计算，也就是说，使其面积为 0，以力级 2 为例，q2 室与低压油相连，然后在计算吊钩负荷时，根据公式 1 计算，A2 为 0。在提升操作中，如果所选的力等级大于管道的重量，则管道可以从井中升起。例如，当管道的重量是 210 k N 时，如果选择了 6 级，管道可以被提升。在下降操作中，如果所选的力等级小于管道重量，则可以将管道降至井底。例如，当管道重量为 210k N 时，如果选择强度等级 5，则可以降低管道，同时柱塞 12 被迫缩回。因此，一些高压油被压入蓄能器以节省，实现了管道势能的恢复。3 能量回收分析如前所述，在降低操作中，如果所选的力等级小于管道的重量，管道可以下降，一些高压油被压入蓄能器以节省，实现管道势能的恢复。回收的能量如表 2 所示，其中A1 是 q1 室的面积，A2 是 q2 室的面积，A3 是 q3 室的面积，s 是单根管道的长度。表2 中的值是在 A1 = 603.1cm2，A2=490.9cm2，A3=289.8cm2，s=9.6m 的条件下降低单管的回收能量，这个值就是在降低单个管道时压入蓄能器中的油的体积。如表 2 所示，当管道重量 G3 小于等于 38KN 时，0 级力被用在降低管道，因为这里复合缸的每个腔室都不与蓄能器连接，所以能量不能在 0 等级下恢复。随着管道重量的增加，当 G3 大于38KN 时，根据管道重量，可以选择等级 1 到等级 5 力级较低的管道。此时，一些高压油将被压入蓄能器。与此同时，发动机可以关闭，恢复的能量可以用于辅助工作。在发动机关闭时管道下降期间，由于管道势能变成蓄能器的液压能量，因此不能发生“打滑”，也就是说，这时蓄能器作为制动器。另外也可以在下降速度高的情况下使用节流阀。现场操作显示节流阀在下降管道时很少使用。以 2 级力为例子介绍降低单根管道的计算。在 2 级力下降的管道重量范围为 66110KN，所以在 2 级力下降的管道的总重量为 44kN。单根油管的重量 1269.6=1209.6KN，所以在 2 级力可以下降管道数量为 36。当降低重量为 260 k N 的管道时，蓄能器中回收的油的总体积为V=230.0483+360.0752+230.1187+410.1447+600.193=24（m3）- 25 -在蓄能器中回收的总能量为(油压 p 为 10MPa)E=vP=1010624=240106 （J）240106 J 的能量相当于 100 k W 的柴油发动机运行约 40 分钟的能量。4 起重机的数学模型液压能量回收修井机具有不同的数学模型，用于在不同的力等级下提升管道。但推理过程是类似的。以下以 5 级力为例子计算，计算过程中不考虑通过各个管道和阀门的压