设计计算
游梁式抽油机专家数据库的建立
何 迪 周思柱 华 剑 纪永超 袁新梅
(江汉石油学院机械工程系)
摘要 根据设计计算的要求，搜集现有抽油机生产厂家生产的抽油机尺寸数据，建立了一套行之有效的游梁式抽油机专家数据库系统。简要介绍了游梁式抽油机专家数据库的内容、建库方法以及相应的编制专家数据库软件的技术，给出了该数据库应用的实例，说明了数据库技术在工程实际中的应用。该数据库已投入企业运行1a，使用效果良好，操作简单，数据准确，便于实现抽油机产品的快速设计。
关键词 游梁式抽油机 专家数据库 程序设计 应用效果
抽油机的运动、动力分析计算过程复杂，且抽油机种类多，牵涉大量的数据。为了满足实际的需要，提高计算速度及精度，笔者做了一些有益的尝试，根据设计计算的要求，搜集现有抽油机生产厂家生产的抽油机尺寸数据，建立了一套行之有效的游梁式抽油机专家数据库系统。
数据库建立的技术
1 专家数据库
专家数据库系统(EDS)综合了专家系统(ES)与数据库管理系统(DBMS)的技术，用于开发要求共享信息的面向知识处理的应用系统。今天,ES与DBMS的集成是一个正在形成的研究领域。
专家知识是人类专家解决某一领域问题所运用的一组原理和过程。一个ES是围绕这种专家知识的直接表示所建立的应用系统。
DBMS是开发要求访问共享信息的应用系统的软件工具。负责管理物理数据存取、重叠操作的交替、系统故障的恢复以及控制存取权限。同时也可以在控制数据的冗余度与分布以及使应用程序更易于开发和维护方面提供一些有利条件。考虑到关系数据库Access灵活方便、界面友好的特性，采用其作为数据库。
2 数据库应用程序
采用Delphi可视化编程软件设计用户界面，用其提供的数据控制页上的控件来与用户交互，满足访问权限的用户可以查询、修改数据库中的内容，可进行相关数据的报表打印；采用ADO作为访问数据库的机制，来与存储在数据库中的信息进行交互。
数据库的内容、功能及特点
在数据库的设计过程中，笔者根据生产实际的需要，使该数据库基本上囊括了游梁式抽油机的几何尺寸数据和技术规范，也考虑到提高数据访问的速度，易于生成报表等因素，设计了2个主表,4个子表，并为其建立了索引字段，作为数据查询的依据，同时为了控制冗余，加快访问速度，在满足设计需要的基础上删减了一些应用中不需要的数据。
主要的数据库表如表1、表2所示。
各子表与主表之间通过型号关键字相关联。该数据库中收集了大安、玉门、徐州、兰通、江汉等13个厂家共计93种型号的游梁式抽油机。设有数
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2004年 第32卷 第1期
石 油 机 械
CHINA PETROLEUM M ACHINERY
何 迪，女，生于1980年,2001年毕业于江汉石油学院计算机及应用专业，现为江汉石油学院机械系在读硕士研究生。研究方向：机械设计及理论。地址:(434023)湖北省荆州市。电话:(0716)8472595。
(收稿日期:2003-03-28)本文为河南石油勘探局重点攻关项目的研究成果。
据库接口，数据库管理员可以根据需要进行记录的更新，其自带的帮助功能将引导管理员完成数据的
更新操作，同时其合法性验证将拒绝不合法记录的入库。可完成单字段、多字段要求的数据查询。
表1 游梁式抽油机技术规范
字段名型号制造厂悬点最大载荷
冲数胶带轮直径结构不平衡重字段类型文本
公海
文本
长整型单精度型
长整型
单精度型单位
kN min -1
mm kN
曲柄重心单块曲柄质量
平衡块数量
单块平衡块质量
长整型长整型长整型长整型mm
kg
块
kg
表2 游梁式抽油机几何尺寸
字段名型号制造厂a b L H H -G I r R 字段类型文本
文本
长整型长整型长整型长整型长整型长整型长整型长整型单位
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
注:a 为游梁前臂长度;b 为游梁后臂长度;L 为连杆长度;H 为支架轴承中心至底座底面之高度;G 为减速器输出轴中 心至底座底面之高度;I 为减速器输出轴中心至支架轴承中心之水平距离;r 为曲柄最大旋转半径;R 为驴头曲率半径。
抽油机专家数据库编程
1 数据库注册
出于数据库安全性的考虑，为防止数据信息在存储和传输过程中被非法修改、破坏和丢失，要对本系统进行操作和访问，必须经授权，获取授权用户名和密码，非授权者将无法进入本系统。即进行数据操作时要先注册，同时为了保证口令的安全性，将edit_passw ord 的Password Char 属性设置为一个星号 *!。
2 数据模块
内向英文为使应用程序的层次分明，更有利于管理和维护不可见的数据库组件，在建立数据库应用程序时，将所有不可见的数据库组件都放置在一个数据模块(Data M odule)中，这也有利于应用程序在不同数据库组件及不同操作系统间的转移。
3 设置数据源
手工设置数据源的步骤虽不复杂，却给软件应用人员带来一定的不便，尤其当其对设置数据源并不了解时，故编程实现ODBC 数据源的设置，其程序框图如图1所示。
图1 设置数据源程序框图
4 建立数据库连接
使用TAOD Connection 组件建立数据库的连
接，不必为每一个数据集都单独建立数据库的连接，这可减少资源消耗，还可建立跨越多个数据集的事务，其connection String 属性用于指定数据库的连接信息[1]
简单线条画。另外，为了处理突发性异常操作，以实现对程序的异常保护，设置了数据库未能连接上的异常操作。
5 查询语句
数据库中的数据要被调用，笔者采用SQL 语句来实现。SQL 语言是构造和访问不同种类与硬件平台上的关系型数据库管理系统的标准语言。作为一种通用的结构式查询语言，它已经被众多的数据库管理系统所采用，具有简单易学的优点。
6 数据插入中的合法性验证
当向一个数据库表中插入新记录或修改原有记录时，程序必须能够确保输入的数据是有效的。为此,Delphi 通过3种不同的途径用来验证输入的数据是否有效:
(1)基于数据库表的合法性验证;(2)基于字段的合法性验证;(3)基于记录的合法性验证。
该系统中主要采用第二种方法，为记录中需要设置合法性验证的字段编写Onvalidate 事件处理过程[2]。这样，每当该字段的值被修改时，该字段的Onvalidate 事件处理过程都会被调用，进而对被修改的字段值进行验证。
7 报表的打印
在使用数据库应用程序时，最终总要生成报表，并且用打印机打印。采用Delphi 的QuickRe port 库可以大大简化用户应用程序的打印工作。该
(下转第47页)
24 石 油 机 械2004年 第32卷 第1期丁丁猫
接箍长度之半。对 139 7mm汉廷SEAL LOCK HT套管而言，从理论上讲接箍长度之半为108mm，实际现场接箍长度之半可以按110mm考虑丈量套管长度。
(4)螺纹连接质量的判定 上扣扭矩曲线符合汉廷扣扭矩图形，台肩扭矩明显，峰值突出，紧扣扭矩值介于最大和最小值之间，即螺纹连接质量合格。否则应卸开重新检查螺纹情况，发现问题不准下井。
(5)特殊情况的处理 错扣后要及时卸开，检查外、内螺纹是否损坏，若发现损坏应及时剔除，并作上标记。在井口不正的情况下，套管对扣尽可能采取扶正措施，上扣时钳臂与尾绳要调整成直角，入井管柱较轻时应打上内钳。上扣时一般情况下接箍应均匀变热，正常温度在20∀左右，发现局部过热应卸开检查是否粘扣。
现 场 应 用
2002年4月, 139 7mm HT特殊螺纹套管在中原油田白庙气田白44井正式投入现场应用，井深4220mm，钻井液密度1 70，施工顺利，未发现套管密封质量问题。从压裂投产情况看，未发现套管密封失效等套管损坏问题。现场应用证明，应用HT特殊螺纹套管解决高压气井螺纹密封失效是非常成功的。据统计，截至2003年1月底，已在中原油田下井使用8口井，全部为定向井。在这些定向井中，有4口井为大斜度定向井，井斜一般在30#以上，最大井斜达到45#。在中原油田的采油四厂、采油六厂白庙气田、天然气总厂文23气田，推广应用了H T特殊螺纹套管，应用效果较好。经过压裂应用后，未发现套管质量问题，目前均正常生产。
结 论
(1)推广应用HT特殊螺纹套管，满足了高压气田开发使用要求，解决了套管密封的难题。
高适燕歌行(2)H T特殊螺纹套管下套管作业速度快，引扣方便，不错扣，不粘扣，易上扣，缩短了下套管时间，比普通下套管作业时间节约8~12h，提高了生产时效，降低了钻井成本。
教诲的真正意思(3)H T特殊螺纹套管在大斜度定向井中的应用，很好地解决了高压气井的螺纹密封问题。经过压裂作业考验，不影响密封效果。
小学作息时间表
(4)扭矩范围广，抗过扭矩能力强，保证了螺纹联接的可靠性，特别在遇到复杂情况时，如下套管遇阻的情况下，可以旋转套管处理复杂情况，保证了下套管的施工安全。
(5)推广应用HT特殊螺纹套管，可节约套管成本10%~15%。
(本文编辑 赵连禄)
(上接第24页)
库提供了一个简易编辑器来简化页面的设计，并带有打印预览功能，可在屏幕上显示最终的打印结果，还可把报表保存在磁盘上。
检举信应用实例及结论
以抽油机的优化为例，取某种型号的抽油机时，用SQL语句调出相应型号的抽油机结构尺寸(r,L,b,H-G,I,a)作为复合形的第一个顶点，再由随机函数产生其它顶点，将其中的非可行点调入可行域内来构成初始复合型。并从该初始复合型开始进行结构尺寸优化，再根据尺寸优化的结果做运动分析与动力分析。
该种优化方法采用抽油机运动性能参数作为目标函数进行结构尺寸的优化。选择悬点上冲程最大加速度或上冲程最大扭矩因数作为优化目标，优化设计的目的是使它们最小化。表3为CYJY12 4 2 73型异相游梁式抽油机优化前后尺寸对比。
表3 异相游梁式抽油机优化前后结构尺寸对比
杆件尺寸/mm
r L b H-G I a 优化前118938002700371534004360优化后122141822975408939484582 与利用随机函数来产生复合形的第一个顶点相比，采用该数据库耗时短，计算效率高，达到了目标函数的优化要求。
本文为河南石油勘探局重点攻关项目研究成果，该数据库已投入企业运行1a，使用效果良好，操作简单，数据准确，计算速度快。
参 考 文 献
1 T om Swan Delphi4实用大全 齐舒创作室译 北京：水
利水电出版社,1999:554~578
2 张龙卿 Delphi6 0数据库深入编程技术 北京：希望电
子出版社,2002:69~96
(本文编辑 王志权)
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2004年 第32卷 第1期李 飞等:HT高密封性特殊螺纹套管在气井中的应用
apparatus.After an analysis of the operating principle of the heating system,some of the technolog ical pa rameters are calculated,including the dow nhole elec tric resistance and temperature field produced in heat ing and the heat energy inside the oil bearing forma tion.T he characteristics of the rervoir heating tech nology is analyzed,and the result show s electric resis tance type rervoir heating system performs w ell.
Key word s:heavy oil rec overy,thermal recovery,elec tric heating system,operating principle,characteristic
Zhang Guangw ei(College of Electromechanical and Mater ial Engineer ing,Xi∃an Shiyou Universi ty,Xi∃an).Finite element analysis of body of down hole clo-loop adjustable stabilizers.CPM,2004, 32(1):13~14
A3-D solid model of the body of the dow nhole clo-loop adjustable stablizer is t up by means of advanced CAD softw are UG.Through finite element analysis(FEA)program M SC/NASTRAN,the strength of the stabilizer body is calculated,and the ra tionality of the body structure is verified w ith FEA. T he result of FEA shows that,the maximal stress in the stabilizer body is56.38MPa under various loads, less than the allow able stress,which can meet the de mand of strength.The w eakness of the stabilizer body is found at two ends of the groove and the connection location of the barrel,thereforelocal treatment is need ed.
Key words:adjustable stabilizer,drilling tool, FEA model,strength calculation
Xu Liangbin(College o f Machinery and Electron ic Engineer ing,University of Petr oleum,Dongying City,Shandong Prov ince),Chen Guoming.Plastic collap load analysis of circumferentially cracked
pipes under side force.CPM,2004,32(1):15~18 Shearing strength has great effect on the limit bearing capacity of circum ferentially cracked pipes un der side force.T herefore a mechanical model of plastic collap load analysis of the pipe is established.And e quations are derived to calculate the collap load of the pipe w ith various cracks under tensile force and side force and inner pressure,w hich can be ud for the e valuation of the safety of the circumferentially cracked pipes under various loads.
Key words:circumferentially cracked pipe,side force beading moment,plastic collap load,safety as ssment,crack
Wang Yanpeng(Dr illing Technology Rearch
Institute,Shengli Petr oleum Administration,Dongy ing City,Shandong Province),Zhou Kun,Wan Xi uqi.2-oil-pump-driven hydraulic triplex pump with rotary valve.CPM,2004,32(1):19~22 The existing hydraulic reciprocating pump has the problems of impact of hydraulic system and fluctuation of pump displacement and pressure.Therefore a novel hy draulic triplex pump is schemed.T his new pump adopts a uniformly-moving roatry valve to replace the traditional hydraulic reversing valve,and us2pa rate hydraulic oil pumps for suction and discharge strokes respectively.It can reduce effe
ctively the im pact of the hydraulic system and is able to run w ith constant displacement.The points for attention in the design of the pump are indicated.
Key words:hydraulic triplex pump,reciprocating pump,rotary valve
H e Di(Mechanical Engineer ing Dep t.of Jiang han Petr oleum University,Jingz hou City,H ubei Pr ovince),Zhou Sizhu,H ua Jian,et al.Establish ment of expert databa of beam pumping units. CPM,2004,32(1):23~24,47
According to the requirements of desig n and cal culation,a feasible expert databa of beam pumping units is established by collecting the dimension data of the ex isting pumping units.The contents and func tions and characteristics of the databa and its pro gramm ing method is introduced,and a ca of the ap plication of the databa is prented.U of the databa for one year prove it simple and reliable and convenient for rapid desig n of pumping units.
Key words:beam pumping unit,ex pert databa, programm ing,application effect
Fan Qingzhu(Beij ing University of Chemical Technology,Beij ing),Wang Kuisheng.Diagram method for lecting flexible continuous rod pumping system.CPM,2004,32(1):25~27
The diag ram method for lecting the flexible con tinuous rod pumping system is analyzed.To ensure the flex ible sucker rod falling dow n normally in the dow n stroke,a w eighted rod w ith a certain length is fix ed at the end of the w ire rope,therefore the max imal tting depth of the pump is the sum of the leng ths of the w ire rope and the weighted rod.In addition,according to the charac teristic s of small elastic modulus and large elasticity of the wire line sucker rod,a new calculating theory for de termining the effective stroke of the pump plunger is put forward,w hich is proved correct in the production of a
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