柴油機作為石油鉆修機的動力心臟,其工作狀態(tài)直接影響鉆修井作業(yè)運行的安全性和可靠性。功率作為評價柴油機動力性能的重要指標(biāo),在柴油機出廠和維修過程中,都需對其功率進行測量和評定。柴油機自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工作時缸體內(nèi)部溫度高、壓強大、振動劇烈,經(jīng)長時間作業(yè)后,其動力性能會逐漸下降,從而出現(xiàn)功率不足的現(xiàn)象。若柴油機的功率下降過多,將帶來較大的安全隱患,須立刻停工對其進行檢修。因此,為了保證鉆修井機安全生產(chǎn),非常有必要對柴油機功率測試進行研究。然而,柴油機功率測試技術(shù)在生產(chǎn)現(xiàn)場的推廣應(yīng)用面臨兩大困難:一是現(xiàn)有的成熟的功率測試儀器無法直接應(yīng)用在作業(yè)現(xiàn)場;二是受限于現(xiàn)場柴油機工作環(huán)境,高精度的小型功率測試儀器的研制存在較大困難。因此,本文根據(jù)柴油機功率現(xiàn)場測試技術(shù)要求,開展柴油機功率測試關(guān)鍵技術(shù)研究及系統(tǒng)研制,并進行測試試驗及結(jié)果分析。研究結(jié)果如下:(1)在柴油機無負(fù)荷測功技術(shù)基礎(chǔ)上,針對柴油機當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量現(xiàn)有測試方法的不足,根據(jù)剛體定軸轉(zhuǎn)動定律,提出了一種基于“倒拖法”的柴油機當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量測試新方法,分析了本測試方法的基本原理,進一步建立了柴油機平均功率計算模型。(2)根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場布局特點及測試系統(tǒng)便攜性要求,分別研制了基于“倒拖法”的柴油機當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量測試系統(tǒng)和柴油機瞬時轉(zhuǎn)速信號采集系統(tǒng),首先利用柴油機當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量測試系統(tǒng)開展了多種工況下的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量測試試驗,針對原始數(shù)據(jù)特征,建立了基于滑動平均原理的數(shù)據(jù)處理算法;然后利用柴油機瞬時轉(zhuǎn)速信號采集系統(tǒng)進行了柴油機無負(fù)荷功率測試試驗,建立了基于最小二乘法的線性擬合算法模型。(3)采用Visual C++語言編制了柴油機當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量數(shù)據(jù)處理軟件,實現(xiàn)了當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量測試試驗原始數(shù)據(jù)的高效處理計算,通過對計算得到的多組當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量值進行分析,得到了采樣頻率、加速范圍等6項因素對測試結(jié)果穩(wěn)定性的影響規(guī)律,對柴油機曲軸軸系的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量進行理論計算,通過對比理論值與測試值,驗證了本柴油機當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量測試方法的準(zhǔn)確性;通過對柴油機無負(fù)荷功率測試試驗數(shù)據(jù)進行線性擬合及平均功率計算處理,得到了柴油機的平均功率;最后,通過開展柴油機功率測試的臺架試驗,并將臺架試驗功率測試值與本測試系統(tǒng)功率測試值進行對比分析,驗證了本功率測試方法的可行性和正確性。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE93
【部分圖文】：

圖１－１鉆修井機常見動力傳動系統(tǒng)??１、２、３—柴油機；４、５、６—萬向軸；７、８、９一液力變矩器；??１０、１１、１２—變速器；１３、１４、１５—離合器；１６—鏈條并車箱；??

圖１－４水力測功機試驗臺架??（２）電渦流測功機??

圖１－６電力測功機試驗臺??上述三種基于帶負(fù)荷測功技術(shù)的測功機具有測量精度高、可直接丨丨小柴汕機扭矩數(shù)??
【參考文獻】

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本文編號：2874305