液压抽油机介绍
石油工程与装备课件第八章有杆抽油设备-第三节液压抽油机
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3. 三循环方案(相当于三个缸) 克服上两种不足。(单:缸径大;双:高)
活塞
(1)结构特点:
两缸:驱动缸(上)+平衡缸(下)。 工作缸(独立)。
活塞
(2)工作过程:
①阀左位:下冲程 驱动缸上腔进油,驱动、平衡活塞下行, 空气包储能。工作缸活塞自重下,下行。 ②阀右位:上冲程 驱动缸下腔进油,活塞上行,抽油杆上行 ,空气包帮助举升。 (3)优点:高度较双循环低。 (4)缺点:结构复杂。
下 上 冲 冲
加、减速、制动和停止。
④两缸下腔室连通:一缸下行, 另一缸必上行。反之相反。
(二)工作过程 (ΑΓΗ 双油缸叠加液压抽油机)
1.油杆缸上腔进油 杆缸活塞下行,即下冲程。
下 冲 上 冲
杆缸下腔油进管缸下腔,管缸活塞上行, 管柱和泵筒上冲程。
柱塞下冲程,泵筒上冲程,抽油泵(泵筒 )排油(游阀开)。 2.油管缸上腔进油 管缸活塞下行,油管和泵筒,下冲程。 管缸下腔油进杆缸下腔,杆缸活塞上行, 杆柱和泵柱塞上冲程。 柱塞上冲程,泵筒下冲程,抽油泵(泵筒 )吸油(定阀开,地面出油。)。
(2) 气系统 压风机(9) ;
气缸 活塞
45
气缸-平衡缸(10); 空心活塞—平衡缸活塞(11 );
压力开关( 12 )(电接
触压力表) 压力开关:指针与电源 相接,两个触点(37) 、(38),分别与二位
低压触 点 高压触 点
四通电磁阀线圈相接。
【低气压时,开始下冲 程。高气压时, 开始上冲 程。】
抽油泵
×
二、方案及原理 1.单循环方案
(1)结构:泵、阀、缸、
活塞杆连光杆,闭式系统。 (2)工作原理
①换向阀左位:上冲程。
液压抽油机设计
液压抽油机设计摘要一种液压传动式石油开采抽油机,由包括液压泵、马达、控制阀、管路辅件在内的液压元件及相关机械零件装配组连为一个整体构成液压传动部件,通过其中的液压传动部件中的液压马达传动轮的轮面式或者齿式或者槽式传动结构与相对应的一端与采油油井的抽油泵连接杆相接的带式或者链式或者绳索式柔性传动件相配合,构成该机的往复工作机构。
通过由机、电、液元器件装配组连所构成的工作冲程和冲次调整控制系统来调整和控制该机往复工作机构,牵引石油油井的抽油泵按设定的冲程和冲次连续往复工作。
电动机的动力输出轴端与液压泵的转子轴端直接或者经由连轴构件实现配合连接,经由液压控制阀、工作液过滤器、管路、附件将工作液容箱和液压泵之间组连成液压控制和工作回路,构成该液压传动部件的液压动力源部分。
一种滑块式盘传动低速大扭矩液压马达的传动盘的外周直接装配轮面备有与绳或者带或者链式柔性传动件相对应配合的传动结构的传动轮,即构成该部件的动力转换和传动部分。
其特点是:结构简单,制造、使用、维护成本低,明显节能。
关键词:液压泵,液容箱,控制阀,传动轮Hydraulic pumping unit designABSTRACTA hydraulic drive type oil pumping unit, by including hydraulic pumps, motors, control valves, piping accessories, including hydraulic components and mechanical parts associated with the assembly as a whole constitutes a group of hydraulic components, through which the hydraulic parts of the hydraulic motor drive wheel or gear wheel surface, or trough-type structure corresponding to the transmission side and the oil wells pump connecting rod connecting the belt or chain or rope-style flexible transmission parts matched to form reciprocating machine working bodies.Through the mechanical, electrical, hydraulic components, the assembly constituted by the work group with stroke and rushed revision control system to adjust and control the aircraft reciprocating body traction pump oil wells set by the stroke and the rushing back and forth consecutive working . Motor power output shaft and the pump rotor shaft directly or through a coupling componentto achieve with the connection, via the hydraulic control valve, the working fluid filters, piping, accessories will be the working fluid between the tank and pump together into groups and work-loop hydraulic control, hydraulic components that make up the hydraulic power source part.One kind of slider-style disk drive low speed high torque hydraulic motor drive plate assembly wheel peripheral surface with a direct and flexible rope or belt or chain drive transmission parts corresponding with the structure of the drive wheel, which constitute the components of the power conversion and transmission parts. It features: simple structure, manufacture, use, maintenance costs low, clear energy.KEY WORDS:hydraulic pump , the tank liquid , the control valve , wheel drive目录前言一种液压传动式石油开采抽油机,由包括液压泵、马达、控制阀、管路辅件在内的液压元件及相关机械零件装配组连为一个整体构成液压传动部件,该部件与底座、支架及其连接构件装配组合构成的机架部分一道构成该机的主体结构,通过其中的液压传动部件中的液压马达传动轮的轮面式或者齿式或者槽式传动结构与相对应的一端与采油油井的抽油泵连接杆相接的带式或者链式或者绳索式柔性传动件相配合,构成该机的往复工作机构,通过由机、电、液元器件装配组连所构成的工作冲程和冲次调整控制系统来调整和控制该机往复工作机构牵引石油油井的抽油泵按设定的冲程和冲次连续往复工作,其特征是:通过连接底座将一种滑块式具有变排量、变流向结构和功能的液压泵与相匹配的动力电动机装配组合,电动机的动力输出轴端与液压泵的转子轴端直接或者经由连轴构件实现配合连接,工作液容箱安装于连接底座的上部,经由液压控制阀、工作液过滤器、管路、附件将工作液容箱和液压泵之间组连成液压控制和工作回路,构成该液压传动部件的液压动力源部分;于一种滑块式盘传动低速大扭矩液压马达的传动盘的外周直接装配轮面制备有与绳或者带或者链式柔性传动件相对应配合的传动结构的传动轮,即构成该部件的动力转换和传动部分;将此两个部分安装于装配有升降导向轮、配置有用于安放由数块配重块叠加组合构成的组合体托架的架体之上,通过液压管路沟通这两部分之间的液压回路,即构成该传动部件的完整结构;在其内部结构中,所采用的液压泵是一个由变量、换向液压泵与组合配流阀一体化的泵、阀组合体,其组合配流阀的具体结构是,于泵的壳体的体内沿壳体内腔轴心线方向平行设置有两阀腔,两阀腔的中部,各有一径向通液孔与壳体内腔沟通,与工作液进、回液管路相接的进、回油口沿水平方向、平行、并列、垂直于两阀腔轴线的方向设置于阀腔壁的外部,两油口的底孔分别将两阀腔垂直交汇贯通,阀腔的内置件的构成及由内向外的装配顺序依次是,由内阀体、内阀芯、内压缩弹簧、内腔依次装配中心阀芯和外压缩弹簧再由限位卡环限定的中间阀体和外端部设置有液压管路接口的外阀体构成;该组合配流阀在泵的工作过程中的配流规律是,当一阀腔的径向通液孔沟通的是泵的吸液工作腔,则该阀腔的内阀芯被吸外移,开通进液油口与该吸液工作腔的液流通道,中间阀体连同内腔处于关闭状态的中心阀芯一道整体被吸内移,开通回液油口经由外阀体的径向通液孔和外端管路接口与所连接管路之间的通道;与此同步,另一阀腔的径向通液孔沟通的必定是泵的排液工作腔,此时该阀腔的内阀芯关闭、中间阀体封闭外阀体的径向通液孔,即进、回液油口与泵工作腔的通路同时关闭,中间阀体内腔的中心阀芯被工作液推动外移,开通泵的排液工作腔与外阀体外端的管路接口所连接管路之间的通路;该泵的工作液排量和流向的变换是通过其体内变位定子零件的轴心线相对于转子回转轴线的径向位移量的变化实现的,即,径向位移量增大,则排量增大,径向位移量减小,则排量减小,径向位移由转子回转轴线的一侧移动至另一侧,则该泵改变工作液流向;变位定子的径向位移是通过径向相对装配于该泵的壳体上的两只平衡液缸的活塞杆受到控制液交替往复推动实现的,位移量值的确定,即泵工作排量的调定是通过调整液缸盖上的限位螺钉限定活塞复位位置来实现的,平衡液缸的液压动力是由液压系统中的控制回路提供的;在总体上,液压传动部件的整个液压系统是一个开式泵控马达容积调速及换向的液压系统,由液压动力传动工作回路和液压控制回路两部分构成;液压动力传动工作回路的基本构成是,工作液自工作液容箱经由供液管路、进液油口、组合配流阀进入液压泵的工作腔加压后,再经由组合配流阀、液压管路进入液压马达的工作腔,驱动马达旋转后,再经由液压管路、组合配流阀、工作液回液油口、工作液回液管路、回液过滤器过滤后返回工作液容箱,完成整个工作循环;液压控制回路的基本构成是,于泵的端盖上装配有工作液压力继电器、手动节流阀和二位四通电磁换向阀,端盖的体内设置有阀腔、装配有梭阀芯、预制有相关通液孔道、设置有两端和中间这三个油口构成梭阀结构,经由控制管路将组合配流阀的两只外阀体外端管路接口处分别与梭阀两端油口接通,梭阀的中间油口经由端盖的体内孔道分别与压力继电器的控制液接口和电磁换向阀进液口接通,该换向阀的两控制液油口经由盖体体内孔道、控制管路分别与径向相对装配于泵的壳体上的两平衡液缸的油路接口接通,该换向阀的回液口经由端盖体内孔道与节流阀的一端口接通,该节流阀的另一端口经由端盖的体内孔道与泵的工作泄漏液容腔接通,由此构成本系统的控制回路;该控制回路在工作状态下的适时控制状态是,分别自液压动力传动工作回路中与液压马达进、排油口相通的液压管路引入的工作液至梭阀的两端接口,经梭阀调控后,由梭阀中间接口输出压力控制液,该控制液一路至压力继电器,根据该控制液的实际工作压力相对于压力继电器设定的工作液压力额定值的超、欠状况自动控制动力电动机的运转或者停止;该控制液另一路至电磁换向阀,当电磁换向阀受电控换向,则与该阀相通的两平衡液缸中的工作液压力状态同时转换,即高压变低压、低压变高压,变为高液压力平衡液缸的活塞杆推动泵的变位定子向变为低液压力状态下的平衡液缸的方向移动,直到变为低液压平衡液缸的活塞受到限位螺钉的限制停止,移动的速度取决于节流阀对变为低压的平衡液缸的工作液回流施行节流强度的大小,当节流强度大,则移动速度小,与之相应的是液压马达的转换旋转方向的过程平滑缓慢,当节流强度小,则移动速度大,与之相应的是液压马达的转换旋转方向的过程相对迅速。
Hydra—Lift智能型双井模式液压抽油机研究
Hydra—Lift智能型双井模式液压抽油机研究近些年石油企业为降低油田开发成本,越来越多地采用丛式井组开采模式,便于集中管理,降低油田开发成本。
液压抽油机具有长冲程、低冲次,且冲程、冲次和平衡参数容易调节,体积小,质量轻,智能化程度高等优点,一套动力装置可同时实现对多口井的控制,创造很好的采油经济性。
标签:液压式抽油机;双井模式;智能控制;节能降耗液压传动是现代工业必不可少的能量密集型传动方式,它可以最大限度地减小设备的体积和重量。
随着我国油田不断开发,我国东部大部分油田已进入注水中后期,为了提高稠油井的产量和油藏开采效率,需要采用“小泵深抽”和“大泵提液”的采油工艺,这样就要求采油设备必须具备长冲程和大载荷的特点,以液压传动技术为特征的液压抽油机可以最大限度地发挥油井产能和延长地面和井下设备的使用寿命,具有很好的采油经济性。
1 国内外研究现状和发展趋势国内液压抽油机的研究始于60年代,由北京石油学院矿机教研室提出一种“液压泵—液压缸”构成的结构方案。
80年代,为满足“大负荷、长冲程”的工艺需求,1987年吉林工业大学研制了一种液压缸驱动的平衡式YCJ—Ⅱ型液压抽油机,在1989年进行了现场应用性试验。
1992年兰州石油机械所研制成功了YCJ12-10-2500型液压抽油机,并于1993年通过了部级鉴定验收。
2000年左右相继申报了一批专利,如CN87104623和CN2118839U等。
国外对液压抽油机的研发起步比较早,技术相对成熟。
例如DynaPump和哈里伯顿以地面安装的液压抽油机为主。
威德福、国民油井(NOV)、Cameron、力士乐及Lufkin都以井口安装型液压抽油机为主。
目前,智能液压抽油机在美国、墨西哥、中东地区原油开采都得到了成功的应用。
2 双井模式液压抽油机的工作原理双井方案的液压抽油机适用于丛式井开发方案中的2口井或4口井同时采油。
它利用一口井下行程时光杆的能量,辅助第二口井的上行程,同时相互提供能量平衡。
液压式抽油机的设计 毕业论文
液压式抽油机的设计摘要:本文根据液压抽油机的基本参数和机构性能特点,以常规游梁式抽油机为基础模型,对其进行技术性改进,而得到具有新型节能特点的液压式式抽油机。
该机具有无极调节冲程长度、冲次,悬点震动载荷小,控制灵活、方便等优点,可以适应不同的油井状态,同时在最大限度内保持了常规游梁式抽油机结构简单、操作、维修方便的优势,适合在各种工况的原油开采,是一种综合性能比较好的液压抽油机。
文章在液压式抽油机基本理论的基础上,做了以下计算:液压式抽油机驴头悬点载荷的计算、液压系统原理图的设计、液压缸的设计和电动机的功率计算等。
最后介绍的是各零部件设计的尺寸计算与校核,液压式抽油机通过液压系统驱动抽油杆上下往复运动;平衡系统主要用于控制和调节工作行程换向和抽油杆柱运动的平衡,是电机的负载均匀,达到节省能源的目的。
,并且有利于改善构件的受力状况,减少抽油机事故的发生,从而提高抽油机的综合效益。
对平衡的配置进行分析和优化设计,满足所要求的工况需要。
关键词:液压抽油机;液压系统;液压缸The design of hydraulic pumping unitAbstract: According to the basic parameters of hydraulic pumping units and agencies of the performance characteristics of a conventional beam pumping unit for the base model, its technical improvements, and get a new energy-saving features of the hydraulic pumping unit. The machine has limitless adjustment stroke length, stroke, shock suspension point load of small, flexible control and easy, well you can adapt to different states, while the maximum extent possible to maintain the conventional beam pumping unit of simple structure, operation, the advantages of easy maintenance, suitable for a variety of working conditions in crude oil production, is a relatively good overall performance hydraulic pumping unit. Article in the hydraulic pumping unit based on the basic theory, do the following calculation: the first ass hydraulic pumping rod load calculations, schematic design of the hydraulic system, hydraulic cylinder design and motor power calculation. Finally, the design is the size of the parts calculation and check, hydraulic pumping unit driven by the hydraulic system of the upper and lower reciprocating rod; balance system is mainly used to control and adjust the work schedule for movement to and sucker rod balance the electrical load evenly, to save energy purposes. And components will help to improve the situation by force, to reduce the occurrence of pumping units, thereby improving the overall efficiency of pumping units. The configuration of the balanced analysis and optimal design, to meet the needs of the required conditions.Key words: hydraulic pumping unit; hydraulic system; hydraulic cylinder目 录1 绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 国外液压抽油机的发展概况 (2)1.3 国内液压抽油机的发展概况 (2)1.4 抽油机的现状~发展方向及其节能技术 (3)1.4.1 现有抽油机主要存在的问题 (3)1.4.2 今后抽油机的发展方向 (4)1.4.3 抽油机节能技术及发展情况 (5)1.5 液压抽油机设计方案及基本原理 (6)2 液压抽油机总体尺寸的确定 (7)2.1 公式推导 (7)2.1.1 几何关系公式 (7)2.1.2 行程计算公式 (8)2.1.3 力矩计算公式 (8)2.1.4 单位功计算公式 (8)2.1.5 油缸最大摆角公式 (8)2.2 方案计算 (8)2.2.1 分别计算10b,r ,α和S 。
液压抽油机介绍
液压抽油机介绍一、前言随着定向井、海陆丛式井和水平井钻井技术的快速推进,现有采油设备已渐渐难以适应时代的发展,因此,液力无杆采油技术逐渐得到重视,早年的水力活塞泵虽因结构复杂而退出市场,但不能因此否定此种原理的可行性,无杆泵的设计成功,正是这种液力采油技术的一种延续、一种更新,它使我们在深井和超深井内采收稠油、高凝油有了可靠的保证。
二、技术特点1,无杆泵是用标准抽油泵的零部件装配而成,所以,其使用寿命和工作环境与普通管式泵等同。
2,举升液活塞与动力液活塞的面积比可随意调节,从而使地面泵的输出压力随意降低。
3,无杆泵是一种集加热和采油为一体的采油工具,工作时可将液压泵内原油加热后输送至无杆泵,这样,可将井下的稠油、蜡油热释降粘后举升到地面,在循环的全过程可保持温度均衡,可实现全井段降粘清蜡。
4,无杆泵动力液为油井采出液,即井内原油。
5,使用无杆泵后,没有机械传动部分,所以,运行效率高,节能节电。
三、工作原理上冲程时,换向阀控制上油腔室的进油孔开启,出油孔关闭,同时控制下油腔室的进油孔关闭,出油孔开启,此时动力液经油管进入上油腔室推动柱塞管上行,使柱塞管上部原油、顶部油腔室内原油和下油腔室内原油流入油套环空,部分原油经油套环空被推向地面,与此同时,底部油腔室内将吸入部分原油,其目的是在降低推油压力的前提下,为下一个冲程做准备(见附图1)。
下冲程:当柱塞管上冲程至上止点时,换向阀自动将上油腔室的进油孔关闭,出油孔开启,并同时控制下油腔室的进油孔开启,出油孔关闭,这时动力液便进入下油腔室推动柱塞管下行,使柱塞管上部空间压力降低,从而,吸进井内原油,与此同时,底部油腔室和上油腔室内原油流入油套环空,部分原油经油套环空被推向地面,此时顶部油腔室吸入部分原油,以降低推油压力(见附图2),完成一个循环过程。
全部抽油过程见动画示意图。
四、主要技术指标项目指标无杆泵总长4900mm无杆泵两端扣型 2 1/2″TBG泵体最大外径:112mm双向作功冲程1400mm动力液活塞直径Φ68mm×Φ68mm举液活塞直径Φ38mm×Φ38mm活塞作用面积比1:0.3举液活塞总重量30Kg无杆泵井下工作时间与管式泵等同五、最小启动压力计算示例:以泵挂深度2000米为例,油压1Mpa,不考虑泵沉没压力,举液活塞上行时,受力为:Φ38柱塞面上的液柱载荷2268.23 Kg,油压产生的压力113.4 Kg,泵筒与活塞的半干摩擦力0.35Kg (参考资料:泵径小于Φ70mm时,单个活塞摩擦力小于1.717N),活塞自重30Kg,动力液水力损失258.6Kg(动力液水力损失每千米1.14 Mpa),合计2670.58 Kg由于作用在动力液活塞上下两个端面的液柱载荷相等,所以动力液自重不作计算,因此,只要动力液活塞上产生的推力大于举液活塞上的合力2670.58Kg,就可使活塞上行。
液压抽油机论文背景怎么写
液压抽油机论文背景怎么写
液压抽油机是以液压为动力,利用电动机或柴油机的动力通过一系列的油路把油压传递到液压缸,使液压缸产生推力推动油轮运转。
主要应用于油田开采、机械制造及矿山开采。
由于它工作平稳,对环境无污染,故成为人们理想的动力工具之_。
抽油机又称汽油机、抽排机。
是石油工业中最重要的一种动力机械,被誉为“油井之母”抽油机在油田中的作用是非常大。
它既可以为油田节约大量能源也可以提高生产效率,因此成为当今世界上石油行业必不可少的设备之一。
抽油机是由活塞和曲柄连杆机构组成。
其中又分为单螺杆。
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液压抽油机介绍
一、前言
随着定向井、海陆丛式井和水平井钻井技术的快速推进,现有采油设备已渐渐难以适应时代的发展,因此,液力无杆采油技术逐渐得到重视,早年的水力活塞泵虽因结构复杂而退出市场,但不能因此否定此种原理的可行性,无杆泵的设计成功,正是这种液力采油技术的一种延续、一种更新,它使我们在深井和超深井内采收稠油、高凝油有了可靠的保证。
二、技术特点
1,无杆泵是用标准抽油泵的零部件装配而成,所以,其使用寿命和工作环境与普通管式泵等同。
2,举升液活塞与动力液活塞的面积比可随意调节,从而使地面泵的输出压力随意降低。
3,无杆泵是一种集加热和采油为一体的采油工具,工作时可将液压泵内原油加热后输送至无杆泵,这样,可将井下的稠油、蜡油热释降粘后举升到地面,在循环的全过程可保持温度均衡,可实现全井段降粘清蜡。
4,无杆泵动力液为油井采出液,即井内原油。
5,使用无杆泵后,没有机械传动部分,所以,运行效率高,节能节电。
三、工作原理
上冲程时,换向阀控制上油腔室的进油孔开启,出油孔关闭,同时控制下油腔室的进油孔关闭,出油孔开启,此时动力液经油管进入上油腔室推动柱塞管上行,使柱塞管上部原油、顶部油腔室内原油和下油腔室内原油流入油套环空,部分原油经油套环空被推向地面,与此同时,底部油腔室内将吸入部分原油,其目的是在降低推油压力的前提下,为下一个冲程做准备(见附图1)。
下冲程:当柱塞管上冲程至上止点时,换向阀自动将上油腔室的进油孔关闭,出油孔开启,并同时控制下油腔室的进油孔开启,出油孔关闭,这时动力液便进入下油腔室推动柱塞管下行,使柱塞管上部空间压力降低,从而,吸进井内原油,与此同时,底部油腔室和上油腔室内原油流入油套环空,部分原油经油套环空被推向地面,此时顶部油腔室吸入部分原油,以降低推油压力(见附图2),完成一个循环过程。
全部抽油过程见动画示意图。
四、主要技术指标
项目指标
无杆泵总长4900mm
无杆泵两端扣型 2 1/2″TBG
泵体最大外径:112mm
双向作功冲程1400mm
动力液活塞直径Φ68mm×Φ68mm
举液活塞直径Φ38mm×Φ38mm
活塞作用面积比1:0.3
举液活塞总重量30Kg
无杆泵井下工作时间与管式泵等同
五、最小启动压力计算示例:
以泵挂深度2000米为例,油压1Mpa,不考虑泵沉没压力,举液活塞上行时,受力为:Φ38柱塞面上的液柱载荷2268.23 Kg,油压产生的压力113.4 Kg,泵筒与活塞的半干摩擦力0.35Kg (参考资料:泵径小于Φ70mm时,单个活塞摩擦力小于1.717N),活塞自重30Kg,动力液水力损失258.6Kg(动力液水力损失每千米1.14 Mpa),合计2670.58 Kg
由于作用在动力液活塞上下两个端面的液柱载荷相等,所以动力液自重不作计算,因此,只要动力液活塞上产生的推力大于举液活塞上的合力2670.58Kg,就可使活塞上行。
依此推算出泵挂2000米,地面压力泵的启动压力7.35 Mpa,以此类推,其他泵深的最小启动压力见下表:
泵深m 举升液柱重量Kg 地面泵最小启动压力 Mpa
300 340.2 1.439
600 680.5 2.483
800 907.3 3.179
1000 1134.1 3.875
1200 1360.9 4.570
1400 1587.8 5.266
1600 1814.6 5.962
1800 2041.4 6.658
2000 2268.2 7.353
2200 2495.1 8.049
2400 2721.9 8.745
2600 2948.7 9.441
2800 3175.5 10.14
3000 3402.3 10.83
3200 3629.2 11.53
3400 3856.0 12.23
3600 4082.8 12.92
3800 4309.6 13.62
4000 4536.5 14.31
4200 4763.3 15.01
4400 4990.1 15.70
4600 5216.9 16.40
4800 5443.7 17.10
5000 5670.6 17.79。