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1、1第三部分 有杆泵采油2有杆泵采油有杆泵一般是指利用抽油杆上下往复运动所驱动的 柱塞式抽油泵。3有杆泵采油概述有杆泵采油的典型特点是地面能量通过抽油杆、抽 油泵传给井下流体。有杆泵采油常规有杆泵采油：地面驱动螺杆泵采油抽油机旋点的往复运动通过 抽油杆传给井下柱塞泵井口驱动头的运动通过抽 油杆传给井下螺杆泵4有杆泵采油概述l有杆泵采油占主导地位，占人工举升方式的90l发展时间长l技术较成熟 工艺比较配套 设备装置耐用，故障率低 抽深和排量能够覆盖大多数井抽深和排量不及水力活塞泵和射流泵，单独排量不及电潜泵对出砂、高气油比、结蜡或流体中含有腐蚀性介质的井会降低 效率和寿命常规有杆泵采油是我国目前最
2、主要的采油方式，大约有80%以上的油井采用该举升方式。目前我国大约有抽油机8万多台。耗电量为油田开发总用电量的1/4。系统效率为20%左右。优点：结构简单、耐用、操作方便、维修方便缺点：系统效率低，大马拉小车，能耗高主要内容：一、有杆泵抽油装置二、抽油机悬点运动规律与载荷分析三、游梁式抽油机的平衡四、泵效分析与计算五、有杆抽油系统工况分析有杆泵抽油装置有杆泵抽油是用油管把深井泵泵筒下入到井内液面以下，在泵筒下部装有吸入阀，用抽油杆柱把柱塞下入泵筒，柱塞上装有排出阀（游动阀）。通过抽油杆柱把抽油机驴头悬点产生的上下往复直线运动传递给抽油泵向上抽油。抽油装置示意图有杆泵抽油装置抽油装置示意图抽油泵
3、有杆泵 抽油装置抽油机抽油杆抽油装置设备组成其它附件举升设备抽油泵传动设备抽油杆驱动设备抽油机一、抽油机带动动力设备减速机构经皮带产生高速 旋转运动变为曲柄轴的 低速旋转运动换向机构抽油杆柱变为驴头的 上下摆动经悬绳器上下往复 直线运动一、抽油机工作原理：工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄，带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往复运动。常规型游梁式抽油机异型游梁式抽油机旋转驴头游梁式抽油机调径变矩游梁式抽油机链条式抽油机皮带式抽油机链传式抽油机天轮式抽油机直线往复式抽油机一、抽油机是有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能
4、转化为 机械能，包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。抽油机技术发展历程木制磕头机常规游梁式抽油机前置式、异相、空气平衡式无游梁抽油机（链条、皮带）20世纪70年代又回到四连杆机构（可变）异型 、弯梁、 调径变矩、杠铃游梁20世纪80年代后四连杆机构：由四个杆或机件通过转动联接起来。若能 成为四连杆机构，其充要条件是：最长杆的长度必须小 于其余三个杆长度之总和。让我们建构 一个简单的 机构。首先 找到一长厚 纸板，然后 裁成四个长 条，如图a 所示。简易四连杆机构的制作找到四 只大头 钉，然 后将其 组成如 图b所 示简易四连杆机构的制作现在，先握 住6吋之长 条，使其固 定不动，然 后转动動
5、3 吋长条。此 进，你可看 出4吋的长 条会产生往 复运动。简易四连杆机构的制作普通式抽油机结构简图 (一)游梁式抽油机1.游梁式抽油机的分类：游梁式抽油机普通式前置式基本型变型变型抽油机为适 应长冲程做成前 臂长，驴头端重基本型游梁的前臂和后臂接近等长(一)游梁式抽油机1.游梁式抽油机的分类：游梁式抽油机普通式前置式基本型变型变型抽油机为适 应长冲程做成前 臂长，驴头端重基本型游梁的前臂和后臂接近等长结构特点：曲柄轴中心 基本位于游梁尾轴承的 正下方。(一)游梁式抽油机1.游梁式抽油机的分类：游梁式抽油机普通式前置式基本型变型变型抽油机为适 应长冲程做成前 臂长，驴头端重基本型游梁的前臂和后
6、臂接近等长常规型游梁式抽油机(一)游梁式抽油机1.游梁式抽油机的分类：游梁式抽油机普通式前置式基本型变型变型抽油机为适 应长冲程做成前 臂长，驴头端重基本型游梁的前臂和后臂接近等长变型游梁式抽油机(一)游梁式抽油机1.游梁式抽油机的分类：游梁式抽油机普通式前置式基本型变型变型抽油机为 适应长冲程做 成前臂长，驴 头端重基本型游梁的前臂和后臂接近等长结构特点：曲柄轴中心与游梁尾轴承 存在一定的水平距离； 曲柄平衡重臂中心线与曲柄中心线存 在偏移角（曲柄平衡相位角）。(一)游梁式抽油机1.游梁式抽油机的分类：游梁式抽油机普通式前置式基本型变型变型抽油机为 适应长冲程做 成前臂长，驴 头端重基本型游
7、梁的前臂和后臂接近等长前置式气动平衡抽油机结构简图(一)游梁式抽油机1.游梁式抽油机的分类：游梁式抽油机普通式前置式基本型变型变型抽油机为 适应长冲程做 成前臂长，驴 头端重基本型游梁的前臂和后臂接近等长后置式抽油机结构简图前置式气动平衡抽油机结构简图前置型抽油机与后置式抽油机的不同游梁和连杆的连接位置不同。平衡方式不同后置式多采用机械平衡；前置式多采用气动平衡。运动规律不同后置式上、下冲程的时间基本相等；前置式上冲程较下冲程慢。新型抽油机：为了节能和加大冲程异相型游梁式抽油机异形游梁式抽油机双驴头游梁式抽油机节能链条式抽油机宽带传动式抽油机液压抽油机加大冲程新型抽油机：为了节能和加大冲程异相
8、型游梁式抽油机：又称偏置型抽油机， 其主要特点是耗电量低，节能效果好。一般 可节约电量15左右。普通的抽油机的曲柄 中心线与平衡装置的中心线重合，而异相抽 油机的曲柄中心线与平衡重的中心线有一个 相位角。同时，曲柄中心轴承与游梁、连杆 的连结销不在一条垂直线上。这样的改进使 曲柄上冲程时的转角大于190度，下冲程小于 170度，从而降低了上冲程时的加速度，降低 了上冲程时悬点的惯性载荷，以达到节能效 果。 新型抽油机：为了节能和加大冲程异 相 型 游 梁 式 抽 油 机异型游梁式抽油机新型抽油机：为了节能和加大冲程异形游梁式抽油机：包括双驴头抽油机、弯游梁抽油 机和对常规游梁抽油机节能改造的机
9、型等机型。 异形游梁式抽油机是以常规抽油机为基础模式而 研制出的新机型，它采用变径圆弧状的游梁后臂，游 梁与横梁之间采用柔性件连接结构，在主要结构上具 有常规游梁式抽油机简单，牢靠，耐用等特点，在性 能上易于实现长冲程，并且具有突出的节能特点。驴头是装在游梁近井 口端的一个带弧面构件， 由钢板或三角铁焊接制成 。驴头的作用：是在游梁 摆动的情况下保证光杆始 终对准井口中心位置。2.游梁式抽油机的结构：(1)驴头(2)游梁游梁的作用：游梁安装在 支架轴承上，作用是绕支点 轴承作摇摆运动来传递动 力，同时也是承受负荷的主 要构件。游梁安装的要求：为了校 准驴头中心与井口中心一致, 往往在游梁上焊上
10、24个顶 丝，并且将游梁上的“U”型卡子的孔开成长方形的。(3)横梁横梁的作用：是连接连杆 与游梁之间的桥梁，动 力经过横梁才能带动游 梁作摇摆运动 横梁的形式一般有三种： 一种是直形横梁，另一 种是船形横梁，还有 一种是翼形横梁。 横梁结构：多采用型钢焊 接结构，如船形横梁( 图a)，也有少数铸造 横梁，如翼形横梁(图 b) (4)连杆连杆与横梁连接(如图所示)： 在连杆的上部焊有接头，连 杆与横梁用销轴铰接，下接 头靠曲柄销4与曲柄连接，曲 柄销与连杆连接的一端装有 双列自位滚珠轴承，另一端 与锥形套配合固定在曲柄销 孔内，用冕形螺帽6固紧，并 加开口销锁住。(5)曲柄曲柄的位置：曲柄安装
11、在 减速器输出轴两端共 两个。 曲柄的结构：曲柄上有4 8个圆孔，调节冲程 时可将曲柄销子固定 在任何一个适当的孔 里。图为曲柄和平衡 块的安装图。3、游梁式抽油机型号表示的意义CYJ 12-3.3-70(H)B(Y;B;Q)平衡方式F:复合平衡 Y:游梁平衡 B:曲柄平衡 Q:气动平衡减速箱曲柄轴最大允许扭矩(kN.m)悬点最大负荷,10KN光杆最大冲程,m游梁式抽油机系列代号CYJ 常规型CYJQ前置型CYJY异相型减速箱齿轮形状代号： H点啮合双圆弧齿； 渐开线人字型齿省略；轻型Pmax100 KN短 冲 程Smax6 m 低冲次nmax15 min1小扭矩Mmax60 KN.m抽 油
12、机 基 本 参 数 及 分 类最大 允许 载荷最大 冲程 长度最大 冲程 次数最大 扭矩(二)链条式抽油机链条式抽油机结构示意图 润滑 系统 链条式抽油机动 力 传 动 系 统 换 向 系 统 平 衡 系 统 悬 重 系 统 电 控 系 统 1.链条式抽油机结构:主要由六大系统组成链条式抽油机 冲程长、冲数低、适用于深井和稠油开采 动载荷小、平衡程度好 节电、系统效率高 节约钢材2.链条式抽油机的特点了解：变形游梁式抽油机：如双驴头式、旋转驴头式、大轮驴头式、大轮式、以及斜直井游梁式抽油机。目的：增大冲程、节能及改善抽油机的结构特性和受力状态。无游梁抽油机（特别超长冲程抽油机）：如链条式、增距
13、式和宽带式抽油机等，主要特点：多为长 冲程和慢冲次，目的：扩大有杆泵抽油的适用范围，适应深井和稠油的特殊需要。二、抽油泵对抽油泵的要求：抽油泵是有杆泵抽油设备的井下部分，是有杆泵抽油装置的最重要的部分。下入深度从几百米到几千米，所抽汲的液体中常含有砂、蜡、水、气及有腐蚀性的物质，其工作环境恶劣，所以要求抽油泵结构简单，便于起下，制造泵的材料耐磨，抗腐蚀性能好，使用寿命长，加工安装质量高，降低使用故障率 。规格类型能满足不同油田的采油工艺需要（排量、温度、砂、蜡、气）。二、抽油泵二、抽油泵（一）抽油泵的结构1.抽油泵的基本组成：抽油泵主要由泵筒、吸入阀、活塞、排出阀四大部分组成。组合泵筒式管式泵
14、结构图 （一）抽油泵的结构组合泵筒式管式泵结构图 外管接箍外管 缸套外管接箍固定阀罩固定阀压紧接头（一）抽油泵的结构组合泵筒式管式泵结构图 上游动阀罩上游动阀 接头活塞下游动阀罩下游动阀压帽（一）抽油泵的结构组合泵筒式管式泵结构图 （一）抽油泵的结构组合泵筒式管式泵结构图 （一）抽油泵的结构1.抽油泵的基本组成：抽油泵主要由泵筒、吸入阀、活塞、排出阀四大部分组成。2.抽油泵的分类：按照抽油泵在井下的固定方式，可分为管式泵和杆式泵。 按抽油泵泵筒结构又分为整筒泵和组合泵（衬套泵） 。组合泵筒式管式泵结构图 管式泵是把外筒、衬套和吸入阀在地面组装好并接在油管下部先下入井中，然后把装有排出阀的活塞用
15、抽油杆柱通过油管下入泵中。优点是结构简单，成本低，在相同油管直径下允许下入的泵径较杆式泵大，因而排量大。缺点是但检泵时必须起下全部管柱，修井时间长，费用高。适用范围：下泵深度较小，产量较高的井。3.管式泵的结构特点杆式泵有内外两个工作筒，外工 作筒上端装有锥体座及卡簧，下泵时 把外工作筒随油管先下入井中，然后 把装有衬套、活塞的内工作筒接在抽 油杆的下端下入到外工作筒中并由卡 簧固定。优点是检泵时不需要起下油管， 检泵方便。缺点是结构复杂，制造成本高， 允许下入的泵径小。适用范围：下泵深度大，产量较 小的油井。定筒式顶部固定杆式泵结构图 4.杆式泵的结构特点（二）泵的工作原理泵的工作原理上冲程
16、图 1. 上冲程：抽油杆柱带着活塞向上运动，活塞上的游动阀受阀球自重和管内压力作用而关闭。泵内由于容积增大而压力降低，固定阀在环形空间液柱压力与泵内压力之差的作用下被打开。井中原油进泵，同时在井口排出液体。 2.下冲程：抽油杆柱带着活塞向下运动，固定阀关闭，活塞挤压泵中液体使泵内压力升高到高于活塞上方压力时，游动阀被顶开，泵中液体排到活塞上方的油管中去。泵的工作原理下冲程图 冲程光杆从上死点到下死点的距离称为光杆冲程长度，简称光杆冲程或悬点冲程。冲次曲柄转一周中，悬点完成一个上冲程和一个下冲程，活塞上下抽汲一次，称为一个冲次。冲速每分钟的冲次数称为冲数或冲速。 泵的质量理论排量，t/d；式中:活塞上下一次，向上抽汲的液体体积为:每分钟排量为: 每日体积排量为: 每日质量排量为: 泵的体积理论排量，m3/d；（三）泵的理论排量三、抽油杆抽油杆的作用：在抽油装置中抽油杆是中间部分，起连接抽油机与抽油泵，并把抽油机的动力传递给抽油泵的作用。抽
