《石油工程与装备课件第八章有杆抽油设备-第二节链条梁抽油机(新3)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石油工程与装备课件第八章有杆抽油设备-第二节链条梁抽油机(新3)（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第二节 链条式抽油机为了减轻游梁式抽油机重量、减小动载、加大冲程，设计了无游梁抽油机，有：链条式：用轨迹链条带动抽油杆往复运动，抽油。液压式：用油缸驱动抽油杆往复运动，抽油。顶部电机驱动式（新）：用电机正反转，带动抽油杆往复运动，抽油。直线电机驱动抽油机（最新）：往复运动的电机带动抽油杆往复运动，抽油。 导轮配重箱活塞外配重箱导向轮抽油杆图A 链式液压抽油机系统原理天车轮活塞杆一.链式液压抽油机系统工作原理油缸活 塞活 塞 杆一、链式液压抽油机系统工作原理活塞杆上端连接导轮，绕过导轮的链条一端固定在机架的上端，另一端过天车轮与抽油杆连接。当活塞向上，抽油泵下冲程，内、外配重抬高储能。当活塞向
2、下，抽油泵上冲程，配重帮助升举，抽油杆链条增程机构实现长冲程。双重力平衡箱，一个通过导轮与活塞杆端部的导轮链条连接；另一个外重力平衡箱通过2个导轮用链条连接，安装在机架外侧。1.导向轮 2.外配重箱 3.电液换向 阀 4.蓄能器和溢流阀 5.变量油泵 6.抽油杆 7.液压单体支柱 8.配重 箱 9.导轮 10.天车轮（新）链式液压抽油机系统原理图工作原理: 电动机转动驱动变量油泵时, 机械能转换为从油泵输出的油液的压力能, 通过二位四通换向阀控制驱动油缸直线往复运动。当活塞向上运动时, 抽油机杆6连接的链条通过天车轮10活塞杆上端部连接的导轮9与机架固定, 实现了抽油杆的向下运动。当活塞向下运
3、动时, 带动活塞杆和端部的导轮向下运动, 因链条一端固定在机架的上端,导轮的运动, 使连接抽油杆链条增程机构实现了长冲程。利用活塞面积差实现抽油杆下冲程速度小于上冲程速度, 以满足常规稠油开采时节能的要求。滚珠丝杠平衡箱滚珠螺母负荷皮带悬绳器机架底座皮带铰接头电动机皮带传动滚筒顶部护罩图B 螺旋传动电机换向抽油机结构简图二、螺旋传动电机换向 抽油机二、螺旋传动电机换向 抽油机传动原理螺旋传动电机换向抽油机 的传动分为两部分：一部分是，立式电机通过 皮带传动，直接驱动螺旋丝 杠转动。滚珠螺母与平衡箱 固定在一起，螺旋丝杠转动 时滚珠螺母会带动平衡箱沿 螺旋丝杠做直线运动。将电 机的旋转运动转化为
4、平衡箱 和抽油杆的直线运动。另一部分是，采用皮带滚筒形式，负荷皮带的一端与平衡箱铰接在一起，另一端绕过设在抽油机顶部的滚筒通过悬绳器挂接抽油光杆，使平衡箱的直线运动传递给抽油光杆。滚株丝杠3光杆卡子及光杆；4机架；5柔性联接系统；6上部传感器；7天轮系统；8电机次级上部固定与调节装置；9电机次级；10上部减震器及刹车系统；11电机初级及配重；12下部减震器图C 直线电机抽油机结构示意三、直线电机抽油机电机的初级是抽 油机的动力也是抽 油机配重箱的组成 部分。电机的初级通过 钢绳绕过天车轮与 光杆相连，磁力作 用下，往复运动。次级初级初级=定子；次级=转子由江汉石油机械厂与中国石油大学（华东）机
5、电工 程学院研制的“直线电机抽油机。 直线电机抽油机直线电机的原理并不复杂。设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这 就成了一台直线感应电动机。在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级。初级中通以交流，次级在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。这时初级要做得很长，延伸到运动 所需要达到的位置，而次级则不需要那么长。实际上，直线电机既可以把初级做得很长，也可以把次级做得很长；既可以初级固定、次级移动， 也可以次级固定、初级移动。 相当于旋转电 机的定子相当于旋转电 机的转子可以是初级短次级长；也可是初级长次级短。1.直线电动机的结构 2.直线电
6、动机原理 直线电动机是由旋转电动机演变而来的。 当初级的多相绕组通入多相电流后，也会产 生一个气隙磁场，这个磁场的磁感应强度按通 电的相序顺序作直线移动，该磁场称为行波磁 场。 在行波磁场切割下，次级导条将产生感应电势和电流，所有导条的电流和气隙磁场相互作用，产生切向电磁力F。 结果初级是固定不动的，那么，次级就顺着行波磁场运动的方向作直线运动。2.直线电动机原理磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的。 磁悬浮列车是将列车用磁力悬浮起来，使列车与导 轨脱离接触，以减小摩擦，提高车速。列车由直线电 机牵引。直线电机的一个级固定于地面，跟导轨一起延伸到 远处；另一个级安装在列车上。初级通交流电，列车就沿
7、导轨前进。列车上所装磁 体随列车运动时，使设在地面上的线圈（或金属板） 中产生感应电流，感应电流的磁场和列车上的磁体（ 或线圈）之间的电磁力把列车悬浮起来。悬浮列车所 需牵引力很小。悬浮列车减速时，磁场的变化减小，感应电流也减 小，磁场减弱，造成悬浮力下降。悬浮列车也配备了 车轮装置，它的车轮像飞机一样，在行进时能及时收 入列车，停靠时可以放下来，支持列车。 1.传动部分：（电机、带、轮、减速 箱）2.换向部分：（主、被动链轮、往返 架、轨迹链条）3.平衡部分：（平衡缸、平衡链轮、 链条、压缩机）4.悬吊部分：（天车、 钢绳或宽带、悬绳器） 5.机架 （一）链条抽油机结构组成四、链条式抽油机悬
8、吊部分换向部分平衡部分传动部分（一）链条抽油机结构组成四、链条式抽油机LPJ12 型链条胶带抽油机主要参数名称参数名称参数最大载荷(kN) 冲程(m) 最高冲次(min - 1) 最大高度(m) 宽度(m) 厚度(m) 减速器扭矩 (kNm)11717 5 48137 1194 3142 18质量(t) 横向导向轮直径(mm) 纵向导向轮直径(mm) 往返架质量(t) 外挂平衡块质量(t) 箱内平衡块质量(t) 电动机功率(kW)13 200 120 618 215 413 30导向轮平衡块平衡箱特殊链节往返架载荷胶带上滚筒机架上 链 轮链条主动链轮减速器电机工作过程：主动链轮带动链 条传动，
9、特殊链节带动往返 架上下移动，通过绕过滚筒 的皮带使抽油杆实现上下冲 程而工作。链皮（一）链条抽油机结构组成胜利油田高原公司：皮带（链条式）抽油机它是一种纯机械传动的链条皮带抽油机，特别适合于有杆泵的大泵提液 、小泵深抽、稠油开采 。在胜利、大港、辽河、中原、江汉、新疆、西北局等油田有五千多台皮带抽油机在良好运转 。高原公司皮带（链条式）抽油机机械平衡 （一）链条抽油机结构组成胜利油田高原公司：皮带（链条式）抽油机主要优点：（1）长冲程，低冲次长冲程使泵充满系数高，液 压冲击小；低冲次使井下设备 磨损小，操作成本低。（2）皮带传动采用长寿命重载皮带传递动 力，其弹性缓冲作用可减小换 向冲击，使
10、抽油杆柱运行平稳 。（3）要求扭矩低由于扭矩臂仅0.46米，极大 降低了扭矩要求，可选用小功 率电机及小型减速箱，节能10 40%。高原公司皮带（链条式）抽油机机械平衡 皮带链条抽油机安装胜利油田高原公司：皮带（链条式）抽油机参考视频启、停皮带抽油机启动游梁式抽油机新一代石油工人抽油机井工作原理安装胜利油田高原公司：皮带（链条式）抽油机型号、参数（美国原有 ）11001000900800700600500冲程长长度m887.37.06.05.04.5悬悬点负负荷td 22.72016.31412108最高冲次min-14444455最低冲次min-1可非常小平衡箱重t6.14.64.22.72
11、.41.91.7附加平衡块块重量t.8.69.07.27.16.44.83.5抽油机重t26.52219.516.515.512.011.0立起状态态：长长宽宽高7.42.6 13.47.42.4 13.46.62.4 12.46.12.1 11.85.52.1 10.85.51.9 8.95.21.9 8.2运输输状态态：长长宽宽高13.42.6 3.113.42.4 2.812.42.4 2.811.82.1 2.610.82.1 2.58.91.9 2.58.21.9 2.5电电机功率KW75755545372218.5速箱扭矩kNm37373726261813使用温度-40+50电电磁
12、自动动刹车车保护护系统统有有有有有无无注：自动动刹车车保护护系统统可根据用户户要求选选配（二）链条抽油机主要特点1. 采用轨迹链条换向机构有：特殊链节、滑块特殊链节：装有主销轴和滑块滑块：既带往返架上下运动，又可在往返架中水平运动。2. 长冲程、惯性载荷小（匀速、加速度小）特殊链节滑块（三）链条抽油机工作过程电机皮带减速器，驱动链轮旋转轨迹链，通过特殊链节、主销轴、滑块，带动往返架作匀速直线运动。特殊链节自链轮左边下行往返架下行达极限位置特殊链节作复合运动，绕过链轮达链轮右边（完成滑块在往返架中的水平运动）上行达上极限特殊链节又绕过链轮达左边。往返架的横梁，连接着绕过天车的钢绳（或宽带），通过
13、悬绳器（卡子）与光杆带动抽油泵抽油。（四）链抽悬点运动分析悬点运动规律与往返架运动规律完全相同。研究悬点运动规律归结于往返架上、下运动规律。轨迹垂线AOOD，由三段垂线组成。链轮以等 旋转，往返架从上死点A下死点D。架下冲程悬点上冲程。1.AO段： 长速度（正弦）加速度（余弦）简谐运动2. OO 段长两链轮中心距，匀速直线运动。3. OD段长 简谐运动（架上冲 程，悬点 下冲程）（五）链抽悬点载荷分析最大载荷 发生在上冲程静变形结束后的瞬间；最小载荷 发生在下冲程静变形结束后的瞬间。（1）（2）【上：杆伸长、管缩短，油重对杆加重、对管卸载；下：杆缩短、管伸长,油重对杆减重、对管加载】 1. 静
14、载：游梁抽油机中已分析； 杆在油中重2. 动载：两部分二者方向相反； （柱塞开始）运动速度。动载两种情况：和 ； 杆管静变形；【悬点走过 的行程，柱塞与泵筒才开始有相对运动， 静载才全部加到悬点上，动载才开始发生。】图1 链条抽油机 静变形发生在不同 处的意义 图1 链条抽油机静变形发生在不同处的意义 （1）产生在AO段（悬点上冲程开始的简谐段。架下行）产生在DO段（悬点下冲程开始的简谐段。架上行）发生在简谐段，架的运动有： 【悬点的运动规律与往返架的运动规律 相同，（3）式为架AO段运动方程。】 （3） 悬点架架的运动受 滑块控制假如，当 ，某角 时，位移【前提 ，静变形结束时未超出简谐段。
15、在 时，架（悬点）位移等于杆和管静变形之和】 此时有： 由（4）式 ， ，（静变形 终了时的速度、加速度）用 表示 （4） （5） （5）的由来：【 】下冲程静变形结束时，悬点 ， ， 公式（4）， （5）适用。 上冲程：瞬时动载（静变形结束后瞬间悬点载荷） ：威尔诺夫斯，精确解。 静变形终了时的速度 （6 ） （4）式第一式下冲程：瞬时动载（静变形结束后瞬间悬点载荷） 式中， 杆、管变形分配系数，加速度传播速度（5100m/s）流量过流断面扩大影响系数， , 速度、加速度（静变形终了瞬间） （6） 与 有别杆在空气中重（ ， 杆箍重影响）将 、 、 、 、 、 及（5） 代入(6)得到（7）式： 三个系数： ，有表达式：【 ；】 （7） 可（根据 ）计算或查表。 得到 ，即可求 （ ）。 （2）悬点动载全部为 组成（a=0）。（浅井自然 ）动载公式简化为
