Computational nanotechnologyComputational nanotechnologyComputational nanotechnology2313-223X2587-9693YUR-VAK28256910.33693/2313-223X-2024-11-4-130-134GXHVZZКОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯCOMPUTER MODELING AND DESIGN AUTOMATION SYSTEMSResearch ArticleDynamic rod pump modelДинамическая модель штангового насосаhttps://orcid.org/0000-0001-8514-6671MisyuraNatalia E.МисюраНаталья Евгеньевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Eng.); associate professor, Department of New Materials and Technologies

кандидат физико-математических наук; доцент, Институт новых материалов и технологий

n_misura@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7337-1492MityushovEvgenii A.МитюшовЕвгений Александрович
Russian Federation

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of New Materials and Technologies

доктор физико-математических наук, профессор, Институт новых материалов и технологий

mityushov-e@mail.ruUral Federal University named after the first President of Russia B.N. YeltsinУральский федеральный университет имени первого президента России Б.Н. Ельцинаru24092024202411413013406032025Copyright ©; 2024, Yur-VAKCopyright ©; 2024, Юр-ВАК2024Yur-VAKЮр-ВАКhttps://journals.rcsi.science/2313-223X/article/view/282569

On the basis of full kinematic analysis in terms of position functions and velocity analogues, a dynamic model of the drive of rod deep well pump PSHGN8-3-5500 is proposed, containing the main geometrical kinematic, inertial and power parameters. Integration of differential equations of the dynamic model is carried out under the condition that the pump is driven by the asynchronous motor 4AR180M3 U3. The influence of the number of swings per minute on the main parameters of the rod pump operation is investigated. The laws of change of angular velocity and angular acceleration of the driving crank in starting and steady-state modes are determined.

На основе полного кинематического анализа в терминах функций положения и аналогов скоростей предложена динамическая модель привода штангового глубинного насоса ПШГН8-3-5500, содержащая основные геометрические кинематические, инерционные и силовые параметры. Интегрирование дифференциальных уравнений динамической модели осуществляется при условии, что насос приводится в движение асинхронным двигателем 4АР180М3 У3. Исследовано влияние числа качаний в минуту на основные параметры работы штангового насоса. Определены законы изменения угловой скорости и углового ускорения ведущего кривошипа в пусковом и установившемся режимах.

simulation modellingreduced moment of inertiareduced static momentmechanical characteristicrod pumpимитационное моделированиеприведенный момент инерцииприведенный статический моментмеханическая характеристикаштанговый насосZakharov A.V., Lebeshkov M.E., Zakharov I.V. Dynamics equation of rod depth pumping installations for oil production. Bulletin of the State Technical University named after P.O. Suhoy: Scientific-Practical Journal. 2010. No. 1. Pp. 3–8. (In Rus.). EDN: PYMQLB.Захаров А.В., Лебешков М.Е., Захаров И.В. Уравнение динамики штанговых глубинных насосных установок для добычи нефти // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого: научно-практический журнал. 2010. № 1. С. 3–8. EDN: PYMQLB.Bubnov M.V., Zyuzev A.M. Methods for RBPU balancing. In: Proceedings of the Third Scientific and Technical. Conf. Young Scientists of the Ural Energy Institute. Ekaterinburg: UrFU, 2018. Pp. 246–249. EDN: YYBWWT.Бубнов М.В., Зюзев А.М. Способы уравновешивания ШГНУ // Труды Третьей науч.-техн. конф. молодых ученых Уральского энергетического института. Екатеринбург: УрФУ, 2018. C. 246–249. EDN: YYBWWT.Galeev A.S., Nurgaliev R.Z., Bikbulatova G.I. et al. The criterion of balance of the low-speed drive of a borehole sucker rod pumping unit to improve reliability. Machines, Units and Processes of the Oil and Gas Industry. 2019. Vol. 17. No. 6. Pp. 96–101. (In Rus.). DOI: 10.17122/ngdelo-2019-6-96-101.Галеев А.С., Нургалиев Р.З., Бикбулатова Г.И. и др. Критерий уравновешенности тихоходного привода скважинной штанговой насосной установки для повышения надежности // Машины, агрегаты и процессы нефтегазовой отрасли. 2019. Т. 17. № 6. C. 96–101. DOI: 10.17122/ngdelo-2019-6-96-101.Sadov V.B. On the issue of automatic control of the drive of a deep-well sucker rod pump. Bulletin of the South Ural State University. Series: Computer Technologies, Control, Radio Electronics. 2013. Vol. 13. No. 3. Pp. 46–53. (In Rus.). EDN: RBSPGH.Садов В.Б. К вопросу автоматического управления приводом глубинного штангового насоса // Вестник ЮУрГУ. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2013. Т. 13. № 3. С. 46–53. EDN: RBSPGH.Torgaeva D.S., Sukhorukov M.P., Shurygin Yu.A. et al. Simulation modeling of a sucker rod pump installation for oil production. Proceedings of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics. 2019. Vol. 22. No. 3. Pp. 71–78. (In Rus.). DOI: 10.21293/1818-0442-2019 -22-3-71-78. EDN: UAIABA.Торгаева Д.С., Сухоруков М.П., Шурыгин Ю.А. и др. Имитационное моделирование установки штангового глубинного насоса для добычи нефти // Доклады ТУСУР. 2019. Т. 22. № 3. С. 71–78. DOI: 10.21293/1818-0442-2019-22-3-71-78. EDN: UAIABA.Zyuzev A.M. Mathematical models of the mechanical part of electric drives. Handbook. 2nd ed., cor. Yekaterinburg: Publishing House of the Ural University, 2024. 156 p.Зюзев А.М. Математические модели механической части электроприводов: учебное пособие. 2-е изд., испр. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2024. 156 с.Nikishenko S.L. Oil and gas field equipment. Study guide. Volgograd: In-Folio, 2013. P. 416. EDN: QMYNZJ.Никишенко С.Л. Нефтегазопромысловое оборудование: учебное пособие. Волгоград: Ин-Фолио, 2013. C. 416. EDN: QMYNZJ.Kloss M. Starting torque of three-phase motors. The Electron. 1980. Vol. 2. P. 18.Kloss M. Starting torque of three-phase motors // The Electron. 1980. Vol. 2. P. 18.Misyura N.E., Mityushov E.A. Modeling of the mechanical characteristics of an asynchronous motor. News of Higher Educational Institutions. Electromechanics. Vol. 65. No. 4. 2022. Pp. 38–43. (In Rus.). DOI: 10.17213/0136-3360-2022-4-38-43. EDN: JIZVYJ.Мисюра Н.Е., Митюшов Е.А. Моделирование механической характеристики асинхронного двигателя // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2022. Т. 65. № 4. С. 38–43. DOI: 10.17213/0136-3360-2022-4-38-43. EDN: JIZVYJ.