有杆泵采油概要

④根据减速箱曲柄轴的最大允许扭矩Mmax 小扭矩 大扭矩 Mmax＜10kN· m 30kN· m ＜Mmax≤60kN· m
中等扭矩10kN· m ＜Mmax≤30kN· m
超大扭矩 Mmax﹥ 60kN· m
⑤根据抽油机所需的最大功率Nmax 小功率 Nmax≤5kw
中等功率 15kw＜Nmax≤25kw
第三章
有杆泵采油
抽油装置及泵的工作原理
本 章 主 要 内 容
悬点运动规律及悬点载荷 平衡、扭矩及功率计算 泵效计算 有杆抽油系统设计 有杆抽油系统工况分析
有杆泵采油
常规有杆泵采油
抽油机悬点的往复 运动通过抽油杆传 递给井下柱塞泵。
地面驱动螺杆泵采油
驱动头的旋转运动 通过抽油杆传递给 井下螺杆泵。
常规有杆泵采油是目前我国最广泛应用的采油方式。
（3）其他抽油机
（4）抽油机结构简图
游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心的连线 பைடு நூலகம்固定杆，以曲柄、连杆和游梁后臂为三个活动 杆件所构成的曲柄摇杆机构
驴头用来将游梁前端的往复圆弧运动变为抽油杆的垂直 平衡重： 由于游梁式抽油机上、下冲程的载荷很不均匀， 减速箱： 一般使用的减速箱多为两级齿轮式，传动比 横梁及连杆 可分为两种结构：一种是将横梁及连杆制 直线往复运动。驴头弧面半径 R应等于前臂长度。为了保证 上冲程时，驴头需提起抽油杆柱和液柱，而下冲程时，抽油杆 i=25~40左右，在个别情况下也有使用一级齿轮减速箱或链条 造在一起，其特点是连接件很少，结构很简单，用在小型抽 在一定冲程长度下，将圆弧运动变为直线运动，圆弧面长度 游梁 依靠自垂就可以下落，这样就使发动机做功极不均匀。为了使 用型钢组合焊成，也有用普通工字钢制成。它用一 悬绳器： 由卡瓦牙、上下支撑板及顶丝等组成，将 减速箱。由于工作载荷大，一般小功率时采用斜齿，大功率时 支架： 常用型焊钢焊成，特轻型的可用一根圆管作 油机上，它由改变后臂长度来调节冲程长度。另一种结构是 应为： S ＝（1.2～1.3) S 刹车机构： 上、下冲程发动机作功均匀，采用了平衡重的结构；游梁式抽
，则悬点上、下冲程
设曲柄匀速转动的角速度为 所需时间分别为：
t上＝
t下＝
当曲柄匀速转动时，悬点上、下冲程的平均速度不 等，悬点下冲程的平均速度大于上冲程时的平均速度。 将V上与V下的比值K1称为四杆机构的行程速比系数， 则为K1： K1 在近似对称循环抽油机中，一般来说: λ<0.5，K1<1.05 目前，石油矿场广泛应用的常规型抽油机均属于 近似对称循环。
中石油近几年有杆泵采油比例
100%
93%
75%
93%
89%
50%
25%
2013
2014
2015
第一节
抽油装置及泵的工作原理
一、抽油装置
抽油机
抽油杆
抽油泵 其他附件
(一)抽油机
有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化为机
械能，包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。
游梁-连杆-曲柄机构 减速箱 动力设备 辅助装置
大功率 超大功率 25kw＜Nmax≤100kw Nmax＞100kw
（2）按结构分类
①常规式：驴头和曲柄连杆机构分别位 于抽油机支架前后两边。 平衡方式：多采用机械平衡 运动规律：上下冲程的时间基本相等 ②前置式：驴头和曲柄连杆机构都位于 支架的前边
平衡方式：多采用气动平衡 运动规律：冲程较下冲程慢
②近似对称循环
常规抽油机
当游梁处于上、下死点两极限位置B2C2，B1C1时，曲 柄与连杆的重合线分别为A2OB2（悬点上死点）、OA1B1 （悬点下死点）, 直线OA1B1，A2OB2所夹的锐角λ称为四杆 机构的极位夹角
显然悬点上、下冲程所对应的曲柄转角分别为： 上 下
上＝
下 -
②根据悬点最大冲程长度Smax的变化范围
短冲程 Smax<1m
中等冲程 lm ＜Smax≤3 m 长冲程 3m ＜Smax≤6m 超长冲程Smax＞6m
③根据悬点最大冲数nmax的变化范围
-1 低冲数 nmax≤ 6min 中等冲数 6min-1＜ nmax ≤15min-1
高冲数
nmax＞ 15min-1
③非对称循环 异相曲柄平 衡抽油机
异相曲柄平衡抽油机的游梁后臂长度缩短，减 速箱相对于支架的位置后移，从而使四杆机构的 极位夹角增大．目前，异相机的机构极位夹角为 8~15°，行程速比系数K1在1.05~1.20之间，因此， 异相曲柄平衡抽油机具有较快的下冲程，上冲程 平均速度降低，下冲程的平均速度增大，从而使 悬点上冲程的最大加速度降低，有利于减少悬点 惯性负荷和减速箱输出扭矩，因而有较好的节能 效果。
弧 max 个中间短轴和两个轴承支在抽油机支架上。由于游梁负担抽 钢丝绳及光杆连成一体。悬绳器上可以安放示功仪，测悬 采用人字齿。并开始采用圆弧齿轮。减速箱采用圆弧齿轮后， 支架，重型的可做成三腿或四腿的行架。 ,它由改变曲柄和连杆的连 单独横梁，一般用于大型抽油机中 式中 S ― 驴头悬点（挂抽油杆处）的最大冲程长度。驴 油机平衡重分两类：一类为游梁平衡重，装在游梁尾部，一般 抽油机上所用的刹车机构一般为刹车型或闸瓦型。 油机的全部载荷，所以要有一定的强度和刚度。 max 点示工图。 其承载能力比相同参数的渐开线齿轮减速箱体积有所减小，这 接点位置来调节冲程长度。 头用钢板焊成。 作成片状；另一类为曲柄平衡重，装在曲柄上，类型较多。 样也给抽油机其他部分尺寸的缩小创造了条件。
（5）抽油机四杆机构的循环特性
①对称循环
当游梁处于两极限位置 在实际应用 B1C1 (对应于悬点下死点） 中，采用对 B2C2 （对应于悬点上死点）时， 称循环四杆 曲柄与连杆分别重合于直线 OA1机构的抽油 B1，A2OB2上，并且两直 线OA机并不多 1B1，A2OB2共线。显然 悬点上、下冲程所对应的曲柄 转角相等，均为180°，当曲 柄匀速转动时，悬点上、下冲 程所对应时间相等，即上、下 冲程悬点的平均速度相等。
1、游粱式抽油机基本参数
1.驴头悬点（挂抽油杆处）的最大允许载荷Pmax 2.悬点最大冲程长度Smax
3.悬点的最大冲数nmax
4.减速箱曲柄轴最大允许扭矩Mmax
2、游粱式抽油机分类 （1）按基本参数分类
①根据悬点最大允许载荷Pmax的变化范围 轻型 Pmax≤30kN 中型 30kN ＜Pmax≤100kN 重型 Pmax＞100kN