9机械采油设备_抽油机(新).pptx

AC
A C
R 2
cos
五、游梁式抽油机工作原理
机械采油设备—抽油机
1.游梁式抽油机运动分析（简化） （2）游梁式抽油机悬点运动规律
游梁式抽油机悬点运动规 律的精确求解（复变矢量法） 请参阅《抽油机设计a ↑ v↑） 后半程减速（a ↓v↑）
上冲程：
前半程加速（a ↓ v ↓ ） 后半程减速（a ↑ v ↓ ）
第九章 机械采油设备
第一节 抽油机
➢ 教学目的：
了解抽油机的分类、规格代号，掌握游梁式抽油机的 工作原理，认识各种类型的抽油机。
➢ 教学重点、难点： ✓教学重点
1、抽油机采油的原理； 2、游梁式抽油机曲柄轴扭矩计算；
✓教学难点
1、游梁式抽油机曲柄轴扭矩计算；
一、抽油机采油的原理
机械采油设备—抽油机
5.抽油杆柱和油柱运动产生的振 动载荷，大小和方向变化；
6.各运动部件和介质的摩擦力；
ABCD 悬点静载荷随位移变化规律 A’B’C’D’ 考虑惯性载荷后变化 规律A’ ’B’ ’C’ ’D’ ’ 考虑惯 性载荷后变化规律
五、游梁式抽油机工作原理
3.游梁式抽油机的平衡问题
不平衡原因： 上、下冲程中悬点载荷大
四、游梁抽油机结构组成
机械采油设备—抽油机
8 10
9
12
6
3
5 4
7
11 13
14
2
1
15 16
1—悬绳器； 2 —毛辫子； 3—驴头； 4 — 中轴承；5—游梁；
6—横梁轴承座；7—横梁；
8—下偏杠铃； 9—连杆； 10—曲柄销；11—平衡块； 12—曲柄装置; 13—减速器; 14—支架；
15—底座； 16—水泥基础；
当曲柄半径R比连杆长度P及游粱 后臂长度C小得多时。游粱和连杆的连 接点B可看成简谐运动，即：
YB R(1 cos ) R(1 cost)
以悬点在下死点时的位移为零点，向 上为正，则任意时刻悬点位移、速度、加 速度分别为：
SC
A R(1 cos )
C
VC
A R sin
C
机械采油设备—抽油机 0
五、游梁式抽油机工作原理
1.游梁式抽油机运动分析
机械采油设备—抽油机
游梁式抽油机运动简图
游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心的连 线做固定杆K，以曲柄R、连杆P和游梁后臂C为三 个活动杆件的曲柄摇杆机构。
五、游梁式抽油机工作原理
1.游梁式抽油机运动分析 （1）游梁式抽油机四杆机构 的循环主要有三种形式：
2 双驴头抽油机
双驴头抽油机
通过改变抽油机扭矩因数的变 化规律来加强平衡效果，达到节能 目的。它是以常规机为基础模型， 对其四杆机构进行了关键性的技术 变革，采用了特殊曲线型的游梁后 臂、游梁与横梁之间采用柔性连接 结构，以得到摇杆（游梁后臂）长 度、连杆长度随曲柄转角的变化而 变化的特殊四杆机构，即"变参数四 杆机构"，形成了一种能适应采油实 际工况的新型动力传动的抽油机主 结构。
带动
产生高速 旋转运动
动力设备 （电机）
经皮带
曲柄轴的低 速旋转运动
减速机构 （齿轮减速器）
抽油泵 （往复泵）
经钢丝绳 抽油杆
换向机构 （四杆机构）
上下往复 直线运动
变为驴头的 上下摆动
二、抽油机的分类
游梁式抽油机
常规型游梁式抽油机 前置型游梁式抽油机
抽油机
异相曲柄平衡抽油机
无游梁式抽油机 链条皮带抽油机 液压抽油机
五、游梁式抽油机工作原理
机械采油设备—抽油机
2.游梁式抽油机悬点载荷分析
抽油泵工作时，抽油机驴 头悬点上作用有6项载荷：
1.抽油杆柱自重P杆，方向↓; 2.柱塞上的油柱重P油，方向↓; 3.活塞下端压力P压，方向↑;
4.抽油杆柱和油柱运动过程产生 的惯性力，大小与悬点加速度成 正比，方向与加速度方向相反；
⑴冲次低，达到 1 ～ 2 次 / 分钟； ⑵配套电机功率低，与同型号常规机相比电机功率降低 2 ～ 3 个档次，达到节能效果； ⑶基础与同型号普通常规型抽油机相同，方便用户使用维 护。
特点：
• 低冲次抽油机是针对低 渗透油层开发的节能抽 油机。冲次降低，更适 用于低产井，适合复杂 地理环境，降低管理成 本，提高了抽油机运转 效率。
对称循环型 非对称循环型 近似对称循环型
λ--极位夹角 θ0 —上冲程初始角
非对称循环型：
行程速比系数：
K1
近似对称循环型，θ0 ≤5°如：常规游梁式抽油机； 非对称循环型的行程速比系数更大，θ0 =8°～12°如：异相曲柄平衡抽油机。
五、游梁式抽油机工作原理
1.游梁式抽油机运动分析（简化）
（2）游梁式抽油机悬点运动规律
对称循环型 非对称循环型 近似对称循环型
机械采油设备—抽油机
对称循环型：
当游梁处于上下死点时，曲柄与连杆共线，上、下冲程对应 的旋转角度相等（180°）。当曲柄匀速转动时，上、下冲程对应 的时间相等。
五、游梁式抽油机工作原理
机械采油设备—抽油机
1.游梁式抽油机运动分析
（1）游梁式抽油机四杆机构 的循环主要有三种形式：
不同，造成电动机在上、下冲 程中所做的功不相等。 不平衡的后果：
上冲程中电动机承受着很大 的负荷；下冲程中抽油机带着电 动机运转，造成抽油机能耗高和 “大马拉小车”。
对策： 加平衡重，储存下冲程势能。
机械采油设备—抽油机
八、其它新型游梁抽油机
1 低冲次抽油机
低冲次抽油机主要应用于现有国内外低产油井的开采， 在耗能较小的前提下使大量低产井得到充分开采。该机以常 规机为基础模型，应用抽油机专用大传动比三级减速器来减 低抽油机冲次，除具有常规型游梁式抽油机优点外，还具有 以下优点：
摩擦换向抽油机
机械采油设备—抽油机
平衡方式： 机械平衡 气动平衡
悬点载荷： 轻型（≤30KN） 中型 重型（≥100KN）
冲程长度： 短（≤1m） 中等（1～3m） 长（ 3～6m ） 超长（ ＞ 6m ）
最大冲次： 低（≤6） 中等（6～15） 高（ ＞ 15 ）
三、游梁抽油机型号和代号
机械采油设备—抽油机
CYJ12—3.3—70（H）B
平衡方式代号
F—复合平衡 Y—游梁平衡 B—曲柄平衡 Q—气动平衡
减速箱齿轮形状代号，H为点啮合双圆 弧齿轮，渐开线人字齿轮时省略 曲柄轴最大允许扭矩，KN·m
光杆最大冲程，m
悬点最大允许载荷，12KN
游梁式油机系列代号
CYJ—常规型 CYJQ—前置型 CYJY—异相型