《[工学]石油工程与装备课件第八章有杆抽油设备-第二节链条抽油机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[工学]石油工程与装备课件第八章有杆抽油设备-第二节链条抽油机（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第二节 链条抽油机 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。,（第5次课）,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,.链式液压抽油机系统工作原理,.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、
2、外配重抬高储能。,当活塞向下，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。,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,.螺旋传动电机换向 抽油机,.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
3、运动转化为平衡箱的直线运动。,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。,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,.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。,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）机电工程学院研制
4、的“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，次级就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.直线电动机原理,直线电动机是由
5、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。 初级通以交流，列车就沿导轨前进。列车上装有磁体，磁
6、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。悬浮列车运行平稳，无颠簸，噪声小，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 （五大部分）,传动部分
7、,换向部分,平衡部分,悬吊部分,二、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、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），通过悬绳器（卡子）与光杆带动抽油泵抽油。,四、链抽悬点运动分
8、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. 静载：游梁抽油机中已
9、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。
10、 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（
11、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：【（7）中 , 】,（8）,（7）,（3） 设计原则：为满足扩大使用范围，下泵越深， 也增加。 为使链抽结构紧凑（ 小），采用 。 必须了解 下，动载大小及计算原则。,均发生在匀速段。 等速段：OO，OO 往返架即悬点的速度等于轨迹链轮切向速度。,加速度：,将 ， 代入（6），得动载计算式如（8）式：,（9）,结论：当 ，只有 ，无惯性载荷； 动载计算同 ； 正比于 ； 静变形 一定，只要满足 为定值，选 大和 小或 小和 大，均使动载为定值。,
