采油机械——有杆泵采油
采油装置中的“三抽设备”
采油装置中的“三抽设备”深井泵采油装置最常用的是游梁式抽油机——抽油泵装置，它包括抽油机、抽油井井口装置的地面部分和包括抽油杆、抽油泵、油管等井下部分组成，其中抽油机、抽油杆、抽油泵是这种抽油装置最主要的部件，即所谓的“三抽设备”。
1．抽油机抽油机是抽油井地面机械传动装置，它和抽油杆、抽油泵协作使用，可以将井下原油抽到地面。
因抽油机的结构和工作原理不同，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。
游梁式抽油机按结构不同，可分为一般式和前移式（前置式）。
一般式的支架在驴头和曲柄连杆机构之间，前移式的曲柄连杆机构位于驴头和游梁支架之间。
抽油机的工作原理是电动机将其高速旋转运动传递给减速箱的输出轴，经中间轴后带动输出轴，输出轴带动曲柄作低速旋转运动。
同时，曲柄通过连杆经横梁后臂拉着游梁后臂（或前臂）摇摆（或者是连杆直接拉着游梁后臂）。
游梁前端装有驴头，活塞以上液柱及抽油杆柱等载荷均通过悬绳器悬挂在驴头上。
由于驴头伴同游梁一起上下摇摆，游梁驴头便带动活塞作上下、垂直的往复运动，将油抽出井筒。
2．抽油泵抽油泵也称深井泵，是有杆机械采油的一种专用设备，泵位于油井井筒中动液面以下肯定深度，依靠抽油杆传递抽油机动力，将原油抽出地面。
因在井内安装的方式不同，可分为管式泵和杆式泵两种。
现场应用较多的是管式泵。
管式泵泵径较大，排量较大、结构简洁、价格低廉，适用于产量高、油井较浅、含砂较多、气量较小的井使用；杆式泵泵径小，排量低、检泵便利，适用于产量低的深井。
抽油泵的工作原理是地面上的抽油机通过抽油杆带动泵的活塞上下往复运动，不断将油顶到地面。
泵的一次上下运动叫一个冲程，一次冲程的排液量理论上等于抽油泵活塞向上运动让出的体积。
实际上，抽油井生产时受各种因素影响，油井产液量并不等于理论排量，抽油井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效，抽油机的泵效是一个重要的管理指标。
影响泵效的因素有三方面：（1）地质因素，如油井出砂、气体的影响、油井结蜡、原油高粘度以及原油中含有的腐蚀性水和气体；（2）泵的制造安装质量；（3）泵的工作参数选择。
采油设备
采油技术设备引言采油是石油工业上游中继钻井之后的工作流程。
在油田开发过程中由于油层自身特点不同，所用的采油方法、采油设备也不同。
而在采油过程中采油设备起到了致关重要的作用。
本文就针对采油设备及相关方面内容进行介绍。
采油法及与之对应的设备一、自喷采油机设备自喷采油：油层物性好、压力高的油井，油气可自喷到地表。
二、自喷原理自喷井的四种流动过程1、渗流：从油层流到井底，流体在多孔介质中渗虑。
如果井底的压力大于油的饱和压力，为单向渗流；如果井底的压力小于油的饱和压力，为多向（混气）渗流。
2、垂直管流：从井底流到井口，流体在油管中上升，一般在油管某断裂处压力已低于油的饱和压力，故属于单项流或多项流。
3、嘴流：通过控制自喷井产量的油嘴，一般流速较高。
4、水平管流：沿地面管线流到转油站，一般为多相管流。
四种流动过程是互相联系、制约的，是一个统一的动力学系统。
对于某一油层，在一定的开采阶段，油层压力稳定于某一数值不变，这时油井压力变大，油井的产量就会减少；油井压力变小，油井的产量就会增加。
可见，在油层渗流阶段，井底压力是阻力，而对于垂直管流阶段，井底压力是把油气举出地面的动力。
井口油管压力对于垂直管流是阻力，而对嘴流是动力。
垂直管流中能量的来源与消耗1、单向垂直管流的能量的来源是井底流动压力，能量消耗在克服井深的液柱压力，及液体从井底流到井口过程中垂直管壁之间的摩擦力。
2、多向垂直管流的能量的来源：1、进入井底的液气所具有的压力（流压）；2、随同油流进入井底的自由气及举升过程中从油中分离出来的天然气所表现的气体膨胀能，能量消耗：1、气体作用于液体上，垂直的推举液体上升，2、气体与液体之间的摩擦作用，携带液体上升。
三、基本设备1、井口设备(1)套管头：在井口装置的下端，作用连接井内各层套管并密封套管间的环形空间。
(2)油管头：装在套管头的上面，包括油管悬挂器和套管四通。
油管悬挂器作用是悬挂油管管柱，密封油管与油层套管间的环形空间；套管四通作用是正反循环洗井，观察套管压力以及通过油套环形空间进行各项作业。
螺杆泵采油的优点和缺点
采油工况中会运用螺杆泵来工作，与其他机械采油相比，螺杆泵兼具容积泵和离心泵的优点，作为一种人工举升方式，它具有以下优点：
1.螺杆泵运动部件少，结构简单，一次性投资小。
2.螺杆泵可以连续举升介质，工作时负载稳定，机械损失小，效能高，是机械采油中能耗最小、效率最高的方式之一。
3.螺杆泵适用范围广，可用于粘度小于8000mPa·s的稠油、高含砂量的砂浆、高含气量的气井等等。
4.螺杆泵占地面积小，可以下放至斜井段，因此可以用于海上油田水平井和丛式井中。
虽然螺杆泵有诸多优点，也被广泛应用于各大油田，但与常规机采方式相比，螺杆泵采油设备也存在一些不足：
1.螺杆泵中的定子内部为橡胶，因此不宜应用于高温注汽井；而且定子容易损坏，增加了检泵的次数，相应增加检修费用。
2.螺杆泵作业时需要流体润滑，缺少润滑将会导致泵体过热，定子橡胶弹性体老化，甚至烧毁。
3.与其他机采方式相比，螺杆泵的总压头较低。
目前大多应用在1000米左右深的井中。
当下泵深度超过2000米时，螺杆泵扭矩增大，杆断脱率增高，井下作业难度增加。
第三章 有杆泵采油
第三章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。
有杆泵采油具有结构简单、适应性强和寿命长的特点，是目前国内外应用最广泛的机械采油方式。
本章将系统地介绍游梁式抽油机有杆抽油装置、采油原理、工艺设计及油井工况分析方法。
第一节有杆抽油装置典型的有杆抽油装置主要由三部分组成，如图3-1所示。
一是地面驱动设备即抽油机；二是安装在油管柱下部的抽油泵；三是抽油杆柱，它把地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵柱塞使其上下往复运动，使油管柱中的液体增压，将油层产液抽汲至地面。
就整个有杆抽油生产系统而言，还包括供给流体的油层、用于悬挂抽油泵并作为举升流体通道的油管柱、井下器具（油管锚、气锚、砂锚等）、油套管环形空间及井口装置等。
图3-1 典型的有杆抽油生产系统1-吸入阀；2-泵筒；3-排出阀；4-柱塞；5-抽油杆；6-动液面；7-油管；8-套管；9-三通；10-盘根盒；11-光杆；12-驴头；13-游梁；14-连杆；15-曲柄；16-减速器；17-动力机（电动机）一、抽油机抽油机（pumping unit）是有杆抽油的地面驱动设备。
按其基本结构抽油机可分为游梁式和无游梁式两大类，目前国内外应用最为广泛的是游梁式抽油机（俗称磕头机）。
游梁式抽油机主要由游梁—连杆—曲柄（四连杆）机构、减速机构（减速器）、动力设备（电动机）和辅助装置等四部分组成，如图3-2所示。
游梁式抽油机工作时，传动皮带将电机的高速旋转运动传递给减速器的输入轴，经减速后由低速旋转的曲柄通过四连杆机构带动游梁作上下往复摆动。
游梁前端圆弧状的驴头经悬绳器带动抽油杆柱作上下往复直线运动。
根据结构形式不同游梁式抽油机分为常规型（普通型），异相型、前置型和异型等类型。
常规型和前置型是游梁式抽油机的两种基本型式。
1.常规型抽油机常规型游梁抽油机如图3-2所示。
它是目前油田使用最广的一种抽油机。
其结构特点是：支架位于游梁的中部，驴头和曲柄连杆分别位于游梁的两端，曲柄轴中心基本位于游梁尾轴承的正下方，上下冲程运行时间相等。
有杆泵抽油实验报告
有杆泵抽油实验报告篇一：有杆泵采油分析与系统的设计东北石油大学高等教育自学考试毕业设计（论文）专业：石油工程考号：姓名：题目：有杆泵采油分析与系统的设计指导教师：2010 年9 月19 日东北石油大学高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书题目：有杆泵采油分析与系统的设计专业：石油工程考号：姓名：本题目应达到的基本要求：主要内容及参考资料：签发日期：2010 年 6 月完成期限：2010 年9 月指导教师签名：摘要有杆泵采油是最广泛最主要的传统机械采油技术。
有杆泵采油包括游梁式有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油两种方法。
其中游梁式有杆泵采油方法以其结构简单、适应性强和寿命长等特点。
世界抽油机技术发展较快，科研人员研究开发了多种新型抽油机，特别无梁式抽油机的出现解决了很多常规机出现的弊端。
有杆泵采油的系统设计，新投产或转抽的油井，需要合理地选择抽油设备；油井投产后，还必须检验设计效果。
当设备的工作状况和油层工作状况发生变化时，还需要对原有的设计进行调整。
进行有杆泵采油井的系统选择设计应遵循的原则是：符合油井及油层的工作条件、充分发挥油层的生产能力、设备利用率较高且有较长的免修期，以及有较高的系统效率和经济效益。
关键词：有杆泵采油；游梁式；新机型；抽油机；系统设计目录第1章绪论............................................................... (1)有杆泵采油的现状............................................................... . (1)有杆泵采油存在的问题............................................................... . (1)第2章有杆泵采油的简介分析............................................................... . (2)有杆泵采油井的系统组成............................................................... .. (2)泵的工作原理............................................................... . (5)第3章有杆泵采油的泵效影响因素............................................................... .. (6)抽油杆和油管弹性伸缩的影响............................................................... (6)气体和充不满的影响............................................................... . (8)漏失的影响............................................................... .. (9)提高泵效的措施............................................................... (9)第4章有杆泵采油系统选择设计............................................................... . (10)井底流压的确定............................................................... . (11)沉没度和沉没压力的确定............................................................... . (11)下泵深度的确定............................................................... .. (11)冲程和冲次的确定............................................................... . (12)抽油泵的选择............................................................... (12)抽油杆的选择............................................................... (13)抽油机、减速箱、电动机及其它附属设备的选择 (16)设计的意义............................................................... (16)第5章结论............................................................... . (17)参考文献............................................................... . (18)致谢............................................................... . (19)第1章绪论有杆泵采油的现状大庆油田是全国最大的油田，目前油田常用的抽油机包括：常规游梁式抽油机、前置式抽油机、异相曲柄抽油机、偏置式抽油机、摆杆式抽油机、双驴头式抽油机、复合轮式抽油机、摩擦换向式抽油机、六连杆增程式抽油机、偏轮式抽油机、B游梁式抽油机等等。
第3章有杆泵采油
2.异相型抽油机
运动特点：使得上冲程的曲柄 转角明显大于下冲程，从而降 低了上冲程的运行速度、加速 度和动载荷，达到减小抽油机 载荷、延长抽油杆寿命和节能 的目的
后置式抽油机结构简图
3．前置型抽油机
不同点： ①游梁和连杆的连接位置不同。 ②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。
➢异相型 ➢前置型
常 规 型 游 梁 式 抽 油 机
异 型 游 梁 式 抽 油 机
旋
调
转
径
驴 头 游 梁 式 抽 油 机
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
主要组成：
游梁—连杆—曲柄（四连杆）机构 减速机构（减速器） 动力设备（电动机） 辅助装置等四部分
第四节 抽油机平衡计算
一、平衡方式及其原理
游梁式抽油机平衡采用气动平衡和机械平衡两种方式。
其中，机械平衡又分为： 1）游梁平衡（beam balance） ； 2）曲柄平衡（crank balance）； 3) 复合平衡（combined balance）。
平衡的基本原理：下冲程过程中以某种方式把抽油杆柱所 放出的能量、电动机提供的能量储存起来，到上冲程时再 释放出来帮助电动机做功。
– 上下冲程电机电流峰值相等 – 或减速器扭矩峰值相等 方法：测量下行电流和上行电流比值，0.8～1之间平衡
第四章 有杆泵采油
第一节 有杆抽油装置
抽油机 抽油泵 抽油杆柱
一、抽油机
游梁式抽油机主要由游梁—连杆—曲柄（四连杆）机 构、减速机构（减速器）、动力设备（电动机）和辅助装 置等四部分组成。
关于油井机械采油方法的选择探讨
关于油井机械采油方法的选择探讨在油井的采油过程中，机械采油方法的合理选择是油井采油各个环节中最为重要的一个环节，机械采油方法的选择对油管的采油质量以及采油效率都有很大的影响，文章主要针对有杆泵机械采油方法以及水利泵采油方法的优缺点进行了分析，对机械采油方法的优选进行了阐述，希望能为我国机械采油选择的发展提供有利的参考。
标签：油井机械;采油方法;选择要想在采油过程中更改接机械采油方式需要消耗大量的人力物力，其过程非常复杂，因此，在油田的生产开采过程中要配备业务能力出众的技术人员来进行机械采油方式的选择，这样才能满足实际的采油需求，才能保证油田采油工作的顺利进行。
1油井机械采油方法分类我们目前比较经常使用的机械采油方式因为技术等方面的原因主要分为两种，一种为有杆泵采油法，一种为水利泵采油法。
两种方法都有自身的优点和不足的方面，所以我们要对两种机械采油方法的优点和不足进行充分的研究，才能最终确定选择哪种机械采油方法更适合。
下面我们主要将两种机械采油方法的特点分别进行介绍：1.1油井机械采油过程中的有杆泵采油方法的特点有桿泵机械采油的工作原理是经过抽油杆上下式的往复运动产生的驱动力，从而达到机械采油的效果。
有杆泵机械采用方法在实际的生产情况中表现出来的优点和不足具体有以下几点：（1）针对有杆泵采油的应用优势进行分析有杆泵机械采油方式一般在没有什么特殊要求的油井施工中都能够使用，应用的范围比较广泛，采用有杆泵采油方法对采油的现场环境没有特殊需求，与其方法配套使用的设备具有结构简单操作方便等优点。
在油井的开采中选用有杆泵采油方法能够有效降低开采压力，采油过程中产生的气体通过泵的采油工作一部分可以被有效排除，避免了气体对机械采油的干扰和影响。
油井的相关参数在采油过程中时刻发生变化，有杆泵采油方法根据油井环境参数的变化调节有杆泵的相关参数，从而达到保障采油工作平稳进行的目的。
有杆泵采油方式还能够对腐蚀和污垢等问题起到一定的预防作用。
采油工程第三章有杆泵采油13
二、抽油泵
抽油泵是有杆泵抽油 系统中的主要设备
1、泵的结构
泵筒
四大部分
吸入阀(固定阀) 活塞
排出阀(游动阀)
2、泵的类型
第二节 抽油机悬点运动规律 运动规律：位移 S、速度 v 、加速度 a 的变化规律
悬点：抽油杆通过悬绳器及毛辫子连接在驴头上的
悬挂点。
固定杆：游梁支点与
四 曲柄轴中心的连线 连 杆 机 构 游动杆：曲柄、连杆
、游梁后臂
悬点运动可以简化为简谐运动和曲柄滑块运动
一、简化为简谐运动时的悬点运动规律
条件： r/l→0 r/b→0
3.加重杆
抽油杆柱在向下运动时，由于阻力和浮力作用，抽油杆发生 弯曲，为改善抽油杆柱的工作状况，延长抽油杆柱的工作 寿命，采用在泵以上几十米的杆柱直径加粗，称为加重杆。 加重杆的结构如图所示，是两端带抽油杆螺纹的实心圆钢杆， 一端车有吊卡颈和打捞颈，杆身直径有Φ35、Φ38、Φ51 mm 三种。
4、悬绳器 悬绳器是连接光杆与毛辫子的工具。悬绳器在抽油机工 作时，承担整个工作载荷，在测示功图时安装测试传感器。
点B的运动可以看 作简谐运动，即认为B 点的运动规律和D点做 圆周运动时在垂直中 心线上的投影（C点） 的运动规律相同，即B 点和C点的运动规律相 同。
驴头在下死点 曲柄垂直向上
0C
B点经过时间t时的位移 sB 为：
sB sC r r cos r(1 cos )
根据相似三角形关系可知，悬点位移
1—天车滑轮；2—上钢丝绳；3—上链轮；4— 往返架；5—特殊链节；6—轨迹链条； 7—主动链轮；8—减速箱；9—皮带传动； 10—电机；11—平衡气缸；12—平衡柱塞； 13—平衡链条；14—平衡链轮；15—油底壳； 16—底座；17—机架；18—导轨； 19—滑块；20—主轴销；21—悬绳器；22—光 杆
有杆泵抽油原理
一、绪论（3）
（二）、有杆泵采油法的分类
• 有杆泵采油法分为：杆驱往复泵抽油系统及杆驱 螺杆泵抽油系统等。
典型杆驱往复泵抽油系统 典型杆驱螺杆泵抽油系统
地面驱动采油螺 杆泵，主要由地 面驱动装置和井 下螺杆泵两部分 组成。地面驱动 装置将井口动力 通过抽油杆的旋 转运动传递到井 下，驱动井下泵 工作，它依靠转 子在定子中旋转， 形成一系列空穴， 从吸入端向排出 端渐进，连续完 成从井底吸油和 向井口排油。
二、杆驱往复泵抽油原理 （一）、基本原理（2）
• 示功图： • 对于悬点载荷的测试及分析现场使用 的是示功图的方法。 • 示功图是悬点载荷与悬点距上冲程起 点（下止点）的位置关系。
• 现场测试，利用示功仪----诊断仪----自 动化监测仪。
二、杆驱往复泵抽油原理 （一）、基本原理（3）
• 动力平衡： • 由于抽油机悬点功为周期性的正负功，并且 正功大负功小。这样对抽油机系统及电网的 不平衡冲击较大，一方面对设备的抗负荷能 力要求高----额定负荷高----造价高；另一方 面，机械及电路的能量损耗大。 • 对于电网来说，最节能的方式是：追求均匀 的电功率负荷。 • 因此，在抽油系统的设计上，一是机械的方 法，包括抽油机的力的平衡、时间的变化， 电路的无功补偿，井下泵力的平衡等。以尽 可能在不增加总功的情况下实现电功的相对 均匀。 • 抽油机的设计、现场测试都集中在：抽油机 输出的扭矩上----扭矩分析。
• 解决思路是自动监测-----间隙生产。普遍采用的是抽油杆载荷监测。
三、杆驱往复泵抽油研究方向 （三）、抽油泵及配套装置（2）
• 气体进泵： • 气体影响，气锁降低泵效。一直以来以井下油气分离 为目的-----追求的是气锚（井下油气分离器）的高效。 • 但实际上，油管内液柱中如果混气，则可减轻液柱压 力，起到气举的作用。 • 两工帽空心凡尔杆抽油泵泵； • 附加凡尔垫抽油泵。 • （防砂、防气锁）
第三部分有杆泵采油
（二）泵的工作原理
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。
1.链条式抽油机结构:主要由六大系统组成
动 力 传 动 系 统 电
控 系 统 换 向 系 统
链条式抽油机
平 衡 系 统
润滑 系统
悬 重 系 统
链条式抽油机结构示意图
链条式抽油机
2.链条式抽油机的特点
• 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
第三部分
有杆泵采油
1
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。
2
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： 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
活塞
下游动阀罩
下游动阀 压帽
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
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）。
(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 基本型 变型 前置式
采油工程第3章有杆泵采油(1-1)
节能
双驴头游梁式抽油机
链条式抽油机 宽带传动抽油机 液压抽油机
加大冲程
抽
常 规 型 游 梁 式 抽 油 机
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
抽
油
机
链条式抽油机
皮带式抽油机
抽
油
机
链传式抽油机
天轮式抽油机
直线往复式抽油机
一、抽油装置
游梁式抽油机系列型号表示方法
CYJ
12—3.3—70(H) F(Y，B，Q)
F：复合平衡
Y：游梁平衡 平衡方式代号 B：曲柄平衡 Q：气动平衡 减速箱齿轮形代号， H 为点啮合双 圆弧齿轮，省略渐开线人字齿轮 减速箱曲柄轴最大允许扭矩,kN.m
光杆最大冲程，m 悬点最大载荷，10 kN
游梁式抽油机系列代号
WA dV A a 2 r cos t dt b
抽油机四连杆机构简图
简谐运动时悬点位移、速度、 加速度曲线
一、抽油机悬点运动规律
(二)简化为曲柄滑块机构时悬点运动规律
假设条件：0<r/l<1/4
把B点绕游梁支点的弧线运动近似地看做 直线运动，则可把抽油机的运动简化为曲柄滑 块运动。 a A点位移： S A r (1 cos sin 2 ) 2 b
不同点：
①游梁和连杆的连接位置不同。
②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。
前置式气动平衡抽油机结构简图 后置式抽油机结构简图
③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。
有杆泵采油工作原理
有杆泵采油工作原理有杆泵采油是一种常见的油田采油方式，其工作原理是利用泵杆将泵在井底的油液抽到地面。
有杆泵采油是一种传统的采油方式，其优点是成本低、操作简单，但也存在一些缺点，如效率低、易受井深、井壁等因素的影响。
有杆泵采油的工作原理是利用泵杆将泵在井底的油液抽到地面。
泵杆是一根长杆，由多节钢管组成，通过井口的泵杆头与泵相连。
泵杆头是一种特殊的连接器，能够将泵杆与泵的各个部件连接起来。
泵杆头的设计和制造对于有杆泵采油的效率和安全性都有着重要的影响。
有杆泵采油的泵是一种离心泵，其工作原理是利用离心力将油液抽到地面。
泵的各个部件包括泵体、叶轮、轴承、密封件等，这些部件的设计和制造对于泵的效率和寿命都有着重要的影响。
泵的选型和安装也是有杆泵采油的关键环节之一。
有杆泵采油的井口设备包括井口阀、泵杆头、泵杆卡等。
井口阀是一种特殊的阀门，能够控制油液的流量和压力。
泵杆头是一种特殊的连接器，能够将泵杆与泵的各个部件连接起来。
泵杆卡是一种特殊的夹具，能够固定泵杆，防止泵杆在工作过程中发生断裂等事故。
有杆泵采油的工作过程是由地面控制的。
地面的控制系统包括控制台、电机、变频器、传感器等。
控制台是一种特殊的电子设备，能够控制电机的启停、转速等参数。
电机是一种特殊的动力设备，能够将电能转化为机械能。
变频器是一种特殊的电子设备，能够控制电机的转速和输出功率。
传感器是一种特殊的检测设备，能够检测泵的运行状态和油液的流量、压力等参数。
有杆泵采油是一种传统的采油方式，其工作原理是利用泵杆将泵在井底的油液抽到地面。
有杆泵采油的泵是一种离心泵，其工作原理是利用离心力将油液抽到地面。
有杆泵采油的井口设备包括井口阀、泵杆头、泵杆卡等。
有杆泵采油的工作过程是由地面控制的，地面的控制系统包括控制台、电机、变频器、传感器等。
采油机械——有杆泵采油3-1
用故障率 。
（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。
组合泵筒式管式泵结构图
3.管式泵的结构特点
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抽 油杆柱通过油管下入泵中。 管式泵的特点是结构简单，成本低，在相同油管直
高时，在下冲程过程中下部抽油杆柱的受力条件大大恶化。
下冲程过程中整个抽油杆柱上的受力分析如下：
0
' P杆
P
' P杆
Pf
中和点
Pfg1
Pfs1 Pfg 2 Pfs 2
中和点以上 杆柱受拉
中和点以下 杆柱受压
L
中和点以下杆柱受压示意图 下冲程杆柱受力图
Pfs1 油管中液体对杆柱的液 体摩擦力（粘滞力或称 湿摩擦力）； Pfs2 液体对游动阀的液体摩 擦力；
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。
(4)连杆
用弹性锥形套的目的是为了便 于拆卸和防止曲柄孔磨损与 挤坏，同时也为了能够得到 良好的配合。 安装时要注意曲柄孔、曲柄孔 键槽、锥形套和键等应有良 好的配合，否则易滚键或断 曲柄销。
(2)根据抽油杆在杆柱中起的作用，抽油杆又可
分为光杆、普通抽油杆和加重杆。
1.光杆
光杆是抽油杆柱中最上端的一根抽油杆，
有杆与无杆采油设备概述及对比
有杆采油装备与无杆采油装备概述及对比人类有着1600年左右的石油开采历史，直到1848年俄国工程师F.N. Semyenov在巴库东北方的Aspheron半岛开采了第一口现代油井后，人类才步入了现代化的石油开采时代。
其中机械采油装备经过了一百多年的发展，逐渐形成了当今有杆采油装备和无杆采油装备两大体系。
据统计，全世界约有100万口左右的在产油井，其中使用有杆采油装备的约占到90%以上，这些有杆采油装备的驱动装置采用游梁式抽油机的约占到80%以上。
（兰石以往出口抽油机型全部为游梁式抽油机。
）一. 机械采油装备概述机械采油装备基本可归纳为两大类，有杆采油装备和无杆采油装备。
1.有杆采油设备：位于地面的动力设备通过一系列的机械传动带动抽油杆柱，再由抽油杆柱带动井下抽油泵活塞上、下往复运动或旋转运动，将井内原油抽至地面的采油设备。
可分为：1) 杆式抽油泵：检泵方便，但结构复杂，制造成本较高，在相同的油管直径下允许下入的泵径较管式泵要小，适用于下泵深度较大，产量较小的油井。
该泵地面驱动装置为游梁式或非游梁式抽油机。
2）管式抽油泵：结构简单，成本低，在相同油管直径下允许下入的泵径比杆式泵大，因而排量大。
但检泵时必须拆卸油管，修井工作量大，故适用于下泵深度不大，产量较高的井。
该泵地面驱动装置为游梁式或非游梁式抽油机。
3）地面驱动螺杆泵：能够输送高粘度、高含砂量的原油，适应高气油比、中等深度低产井原油的需要，工艺简单、管理方便、低生产成本、具有高举升性能。
但螺杆泵缺点为油井抽油杆易断脱、油管漏失、结蜡严重、螺杆泵定子脱落、磨损严重等故障频繁。
该泵的驱动装置为螺杆泵电机，安置在地面采油树上。
2.无杆采油设备：不用抽油杆柱传递能量，而是用电缆或高压液体传递能量的采油设备统称为无杆采油设备。
其中可细分为：1）电泵类：a.电动潜油离心泵：是一种井下工作的多级离心泵，排量大、操作简单、管理方便、在防蜡方面有一定作用。
在有些高凝油、稠油情况下还需要加装一套原油稀释系统，由稀释管线向井下油层注入稀释液。
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(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2—4个 顶丝，并且将游梁上的 “U”型卡子的孔开成长方 形的。亦有在抽油机支架 上焊上2—4个顶丝，用来 调节小轴的轴承位置。
安装时要注意曲柄孔、曲柄孔 键槽、锥形套和键等应有良 好的配合，否则易滚键或断 曲柄销。
(5)曲柄
曲柄的位置：曲柄安装在 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。
(5)曲柄
曲柄的安装:曲柄一端有开口 的大孔,是用它把曲柄安装 在减速器的输出轴上。安 装时键槽孔要对正,然后将 键打入键槽,再将孔旁的差 动螺丝或T型螺丝上紧。曲 柄两侧的两个大铁块叫平 衡块，平衡块是用T型螺丝 与曲柄紧固在一起。平衡 块上面标的箭头处是平衡 块的中心线，它是供调平 衡时应用的。
(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)
第4堂开始
普通式抽油机结构简图
2.游梁式抽油机的结构：
(1)驴头
驴头的安装形式： 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：
在游梁摆动的情况 下保证光杆始终对准井 口中心位置。
驴头的类型:
根据移开井口的方式可分为: 上翻式(图a)：修井时可把驴头上翻到游梁上。这种
驴头由于修井作业时可以用大钩提放，较为方便迅 速，但缺点是笨重、不安全； 可拆卸的驴头(图b)：一般只用于小型抽油机； 侧转式驴头(图c)：俗称歪脖子，由于移开井口操作 时不需爬上游梁，故安全可靠，但缺点是不灵活, 侧转费力。
游梁式抽油机系列代号
CYJQ－前置型
CYJY－异相型
(二)链条式抽油机
1.链条式抽油机结构:主要由六大系统组成
链条式抽油机结构示意图
动力 传动 系统
换向 系统
平衡
链条式抽油机 系统
电控 系统
润滑 系统
悬重 系统
2.链条式抽油机的特点
• 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
抽油泵
一、抽油机
产生高速 旋转运动
动力设备
经皮带
抽油杆柱
经悬绳器
上下往复 直线运动
变为曲柄轴的 低速旋转运动
减速机构
带 动
换向机构
（四摇杆机构）
将旋转运动 变为驴头的 上下摆动
(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
基本型游梁的前臂 和后臂接近等长
变型抽油机为适 应长冲程做成前 臂长，驴头端重
（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。
组合泵筒式管式泵结构图
3.管式泵的结构特点
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抽 油杆柱通过油管下入泵中。
管式泵的特点是结构简单，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。但检泵 时必须起下管柱，修井工作量大，故适用于下泵深度不 大，产量较高的井。
定筒式顶部固定杆式泵结构图
4.杆式泵的结构特点
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。
(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。
(4)连杆
用弹性锥形套的目的是为了便 于拆卸和防止曲柄孔磨损与 挤坏，同时也为了能够得到 良好的配合。
第一节 有杆泵抽油装置
有杆泵抽油是用油管（或抽油杆）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（固定阀），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。抽油机
抽油杆
有杆泵 抽油装置
抽油装置示意图
第三章 有杆泵采油
第一节 第二节 第三节 第四律与载荷分析 游梁式抽油机的平衡 泵效分析与计算 有杆抽油系统工况分析
第三章 有杆泵采油
机械采油法的概念： 通过给井中原油补充机械能将油采到地面的方
法称为机械采油法。 机械采油法分类：
机械采油法分为有杆泵采油和无杆泵采油
杆式泵的特点是检泵时不需要起 下油管，检泵方便，但结构复杂，制 造成本高，允许下入的泵径小，适用 于下泵深度大，产量较小的油井。
(二)新系列抽油泵标准代号
CYB □/□ G L Z
软柱塞密封,整体泵筒(无此 代号为金属柱塞,多节缸套)
固定阀可打捞式（无此代号为固 定阀不可打捞，带泄油器）
管式泵(无此代号为杆式泵) 冲程长度,m 泵公称直径,mm 抽油泵系列代号
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 。
(3)游梁式抽油机型号表示的意义
CYJ 12-3.3-70(H)B(Y;F;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
减速箱齿轮形状代号： H表示点啮合双圆弧齿； 渐开线人字型齿省略；
减速箱曲柄轴最大允许扭矩(kN.m)
光杆最大冲程,m 悬点最大负荷,10KN
CYJ －常规型