logo
  • Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
    • Збори та фінансування
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Контакти
  • uk
    • English

Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ

  • Подати статтю
  • Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
    • Джерела фінансування
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Редакційні збори
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Пошук
  • Контакти

Стаття

Кінематичний аналіз характеристик кривошипно-шківного верстата-гойдалки

Віктор Харун, Василь Попович, Іван Петрик, Зіновій Одосій
Анотація

Нафтовидобувні підприємства в Україні переважно використовують традиційні балансирні приводи, які впродовж багатьох років експлуатації підтвердили свою надійність. Нові схеми приводів, з точки зору ефективності, потребують проведення порівняльної оцінки їх характеристик з балансирними приводами. З метою порівняльного аналізу та розрахунку кінематичних параметрів кривошипно-шківного приводу, який експлуатувався в Нафтогазовидобувному управлінні «Охтирканафтогаз» Публічного акціонерного товариства «Укрнафта» з 1993 по 2021 рр., у роботі наведено розробку його математичної моделі. Для цього використано геометричні залежності, які дозволили розрахувати довжину канату, який виступає гнучкою ланкою, і відповідно, переміщення штангової підвіски. Диференціюючи графік переміщення отримано відповідні кінематичні характеристики – швидкості та пришвидшення, які виступають складовою для розрахунку моменту сил опору, зведених до кривошипа виконавчого механізму. Коефіцієнти середньоквадратичного відхилення, розраховані для традиційних балансирних верстатів-гойдалок та кривошипно-шківного приводу, дозволили провести порівняльну оцінку якості їх зрівноваження. Порівняння їх характеристик проведено за навантаженням виконавчого механізму типовою статичною динамограмою, оскільки прийнята швидкість обертання кривошипа верстатів-гойдалок є меншою за 8 об/хв. Визначено, що середньоквадратичне відхилення крутного моменту кривошипно-шківного приводу склало 9,47 кН×м, що на 33,6 % менше, ніж у традиційного балансирного приводу. За допомогою розробленої математичної моделі, у якій використано метод векторного контуру, отримано систему лінійних рівнянь для визначення залежності кута повороту j2 нижньої траверси, до якої кріпиться канат, та кута повороту j3 рухомого шківа від кута j1 повороту кривошипа. Встановлено, що рухомий шків змінює свій напрямок руху двічі за один оберт кривошипа виконавчого механізму, що може бути причиною пришвидшеного зносу привідного канату

Завантажити статтю

Отримано 15.07.2025

Доопрацьовано 03.11.2025

Прийнято 08.12.2025

https://doi.org/10.63341/pdogf/2.2025.36
Взято з Том 25, № 2, 2025
Сторінки 36-47

ЦИТУВАТИ

Kharun, V., Popovych, V., Petryk, I., & Odosii, Z. (2025). Kinematic analysis of the characteristics of a crank-pulley rocking machine. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, 25(2), 36-47. https://doi.org/10.63341/pdogf/2.2025.36

Використані джерела

  1. Ahmedov, B., Hajiyev, A., & Mustafayev, V. (2021). Estimation of the equality of the beamless sucker-rod oil pumping unit by the value of the consumption current. Nafta-Gaz, 9, 571-578. doi: 10.18668/NG.2021.09.01.
  2. Ahmedov, B., Khalilov, I., & Hajiyev, A. (2023). Evaluation of the energy efficiency of the new model of sucker-rod pumping unit. Maсhine Science, 2, 28-39. doi: 10.61413/DOVZ1701.
  3. Aliev, T.A., Guluyev, G.A., Rzayev, A.H., Aliyev, Y.G., Rezvan, M.H., Yashin, A.N., & Khakimyanov, M.I. (2022). Ways to increase the efficiency of sucker rod pump units in oil production. Journal of Engineering Research and Sciences, 1(3). doi: 10.55708/js0103001.
  4. Aliyev, A.M., & Aliyeva, S.Y. (2023). Influence of mechanical factors on the performance and aging process of oil pump jack. Nafta-Gaz, 12, 776-785. doi: 10.18668/NG.2023.12.03.
  5. de Oliveira, F.C., & Romero, O.J. (2024). Development of the Rodsim numerical simulator for the study of a sucker rod pump, comparing the Gibbs (1963) and Lea (1990) models. Latin American Journal of Energy Research, 11(1), 12-23. doi: 10.21712/lajer.2024.v11.n1.p12-23.
  6. Feng, D., Qi, Y., Yu, Y., & Zhu, H. (2022). Neural network-based beam pumper model optimization. Computational Intelligence and Neuroscience, 2022(1), article number 8562387. doi: 10.1155/2022/8562387.
  7. Gao, Z.‑W., & Jia, S. (2024). Modeling and control for beam pumping units: An overview. Processes, 12(7), article number 1468. doi: 10.3390/pr12071468.
  8. GE Oil & Gas. (n.d.). Lufkin beam pumping units. Retrieved from https://www.geoilandgas.com/oilfield/artificial-lift-well-performance-services/lufkin-beam-pumping-units.
  9. Han, X., Zhao, P., Zhao, X., & Zi, B. (2025). Review on machine learning-based approaches for the kinematic analysis and synthesis of mechanisms. Frontiers of Mechanical Engineering, 20, article number 11. doi: 10.1007/s11465-025-0827-5.
  10. Kharun, V.R., Senchishak, V.M., Popovych, V.Ya., & Shostakivskyi, I.I. (2021). Comparative evaluation of the executive mechanism of beam pumping unit drive equipped with a long-stroke column. Oil and Gas Power Engineering, 2(36), 57-67. doi: 10.31471/1993-9868-2021-2(36)-57-67.
  11. Malyar, A., & Cieslik, S. (2023). Calculation of processes in the electric drive of the sucker-rod pumping unit with reactive power compensation. Energies, 16(23), article number 7782. doi: 10.3390/en16237782.
  12. Malyar, A., & Malyar, M. (2025). Optimization of pump jack electric drive operation taking into account reservoir flow rate. Technology Audit and Production Reserves, 1(81), 75-78. doi: 10.15587/2706-5448.2025.322457.
  13. Osnastka NPP. (2001). Crank-sheave drive of the sucker-rod pump PKSh56-120-4: Non-counterbalanced pumping unit with crank-shtave converting mechanism. Passport. Kramatorsk: Osnastka NPP.
  14. Savchuk, V.V. (2016). Oil production with high content of sand, asphaltenes and wax using special pump constructions. Scientific Bulletin of Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, 1(40), 20-29.
  15. Shao, J., Ding, K., & Wang, D. (2021). Kinematics analysis of incomplete gear and rack pumping unit. Journal of Physics: Conference Series, 2095, article number 012090. doi: 10.1088/1742-6596/2095/1/012090.
  16. Takacs, G., & Kis, L. (2021). A new model to find optimum counterbalancing of sucker-rod pumping units including a rigorous procedure for gearbox torque calculations. Journal of Petroleum Science and Engineering, 205, article number 108792. doi: 10.1016/j.petrol.2021.108792.
  17. Turchyn, O. (2025). Introduction of neural network technologies to optimise the control of the operating modes of a sucker-rod pump installation. Machinery & Energetics, 16(1), 32-42. doi: 10.31548/machinery/1.2025.32.
  18. Wang, B. (2021). Dynamic strength analysis of the key components of the beam-type pumping unit with dynamic tracking balance. Fracture and Structural Integrity, 15(57), 291-299. doi: 10.3221/IGF-ESIS.57.21.
  19. Wang, J., Guo, Q.-Y., Fu, C.-L., Dai, G., Xia, C.-Y., & Qian, L.-Q. (2025). A novel optimization scheme for structure and balance of compound balanced beam pumping units using the PSO, GA, and GWO algorithms. Petroleum Science, 22(3), 1340-1359. doi: 10.1016/j.petsci.2025.01.007.
  20. Weatherford. (n.d.). Long-stroke pumping unit. Retrieved from https://www.weatherford.com/products-and-services/production-and-intervention/artificial-lift-systems/reciprocating-rod-lift-systems/pumping-units/long-stroke-pumping-unit/.
  21. Xu, J., Li, W., & Meng, S. (2022). Kinematic and dynamic simulation analysis of modified conventional beam pumping unit. Energies, 15(15), article number 5496. doi: 10.3390/en15155496.
  22. Xu, J., Wang, W., Li, W., Zhu, Q., & Lu, H. (2024). Kinematic and dynamic analysis of eccentric balanced positive torque pumping unit. Machines, 12(4), article number 240. doi: 10.3390/machines12040240.
  23. Zhang, R., Yin, Y., Xiao, L., & Chen, D. (2021). A real-time diagnosis method of reservoir-wellbore-surface conditions in sucker-rod pump wells based on multidata combination analysis. Journal of Petroleum Science and Engineering, 198, article number 108254. doi: 10.1016/j.petrol.2020.108254.

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу 76019, вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, Україна

  • nung@pdogf.com.ua