9机械采油设备_抽油机(新)

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4 链条皮带式抽油机
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• 主要优点： • 1.长冲程，低冲次长冲程。使泵充满系数高，液压冲击
小；低冲次使井下设备磨损小，操作成本低。 • 2. 链条皮带传动。采用长寿命重载皮带传递动力，其
弹性缓冲作用可减小换向冲击，使抽油杆柱运行平稳。 • 3.要求扭矩低。由于扭矩臂仅0.46米，极大降低了扭矩
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• 矮异形抽油机性能特点：
• 1.改善平衡效果，降低电机型号
•
由于摆角大在同等情况下冲程也就大，游梁前臂就短，
载荷产生的扭矩相应下降，平衡重半径可无级调节因此比较
节能。
• 2.消除负扭矩，减少电机功率损失
•
输出轴静扭矩出现负值，即系统对电机作功，电动机成
为发电机，电能反馈回电网又不能利用，变为热能损失掉。
该机工作时，依靠其游梁后臂有效长度的有规律变化实现负
载大时平衡力矩大，负载小时平衡力矩小的工作状态，从而加强
抽油机的平衡效果，实现节能意图。
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3 下偏杠铃抽油机
主要特点：利用下偏杠铃来平衡和削减抽油机峰值扭矩，可以根据 井况合理匹配下偏杠铃的位置和重量，继承了常规游梁式抽油机的 全部优点，平衡效果好，性能可靠。
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
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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
由于消除了负扭矩，进而减少了电机功率损失。
• 3.降低净扭矩波动，提高电机的运行效率
•
从扭矩曲线可以看出，载荷扭矩曲线变化平稳，电机运
行效率可维持在较高水平。
• 缺点：由于驴头半径比较小，钢丝绳弯曲应力大，易断裂， 由于摆角大，连杆水平拉力分力大，支架振前后向振幅大。25
3 摩擦换向式抽油机
摩擦换向式抽油机是机电一体化、高效节能产品。适用稠油、稀油及聚合物驱 采油各种状况的油井。 驱动系统性能安全可靠，起动换向平稳，冲击小，调整简易，冲程、冲次均可 实现独立无级调节，调防冲距、调平衡简便。上、下行程速度也可分别控制。
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。 8
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）
ARsin
C
AC
AR2
C
c9
os
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《抽油机设计计算与计 算机实现》董世民。
上冲程：
前半程加速（a ↑ v↑） 后半程减速（a ↓v↑）
结构特点：渐开线抽油机采用渐开线轮式结构控制悬点和平衡力臂， 实现抽油机节能。天轮部件的小轮通过后钢丝绳与曲柄销相连，而大轮通过前钢 丝绳与光杆相连。由于大小轮是固联在一起的，因此通过钢丝绳的软传动，实现 了将减速器的旋转运动转变为提升光杆的上下垂直运动，天轮的小轮轮廓采用渐 开线形状。为方便修井作业，本机两前轮采取左右对称布置，修井时不需进行让 井作业，极大地方便了油井的维修。
142 双驴Biblioteka 抽油机15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。
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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。
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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：
要求，可选用小功率电机及小型减速箱，节能10~40%。 • 4.优化结构设计，安全方便。两套独立刹车系统及自动
刹车装置，确保安全；整机封闭设计，整体移位修井， 折叠运输，安全方便。 • 5.可靠性高，无需频繁维修保养。整机设计受力均匀， 刚性好。采用耐磨轴承、长寿命皮带、重型链条，确保 整机的高可靠性；机械平衡、完善的润滑系统、自动保 护装置及整机封闭，使机器无需频繁维修保养。
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
性能特点：结构简单紧凑，整机重量轻。相对常规机，节电率25％左右。
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• 2 矮型异相曲柄平衡抽油机
矮型异相抽油机是中国石油天然气集 团公司推广的机型。采用驴头游梁一 体结构，结构简单、紧凑，游梁摆角 约90°。在驴头尾部和横梁之间采 用尾轴承座传动。该机型传动机构合 理，与常规机比较，体积小，比同型 号常规机总体高度低一米多，总重量 减少近2吨。重量轻、能耗小、效率 高。最大扭矩系数下降17%，具有较 好的节能效果。
节能原理：由于天轮部件的小轮轮廓是采用渐开线形状，它的向径大小与 转角有关，是按一定规律变化的，而大轮轮廓是一圆形，它的向径不与转角的变 化而变化，因此在每一抽吸过程中，轮径比始终是变化的，而这种变化规律正好 与悬点载荷的变化规律相吻合，因而降低了减速器输出轴扭矩峰值，改善运动和 动力特性，实现节能目的。
1． 整机运转平稳，噪音小。
2． 匹配减速器小，较游梁式抽油机扭矩小约50%。
3． 节能效果显著，与游梁式抽油机相比可降低能耗约50%。
4． 电动机装机容量小，功率可减小约50%。
5． 安装容易，使用维护更方便，尤其是调整冲程。
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6 偏轮游梁式抽油机
• 该抽油机是在异相游梁抽油机基础上发展起来的，在游梁尾部配置一 偏轮，以偏轮为中心形成一六连杆机构。通过改变悬点载荷的变化规 律、等效后臂的长度和曲柄偏置角使减速器扭矩平缓。该机适用于一 般油井，也可适用于特殊油井。 与常规机型相比具有悬点动负荷小， 最大线速度小等特点。
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。
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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。
5 摆杆式游梁抽油机
摆杆式游梁抽油机是一种新型节能产品，现已形成系列。该形式节能抽油机是采
用曲柄--摆杆带动摇杆机构作往复直线运动的新结构抽油机，摆杆针对悬点上下
冲程载荷大小的变化自行调整力矩，使减速器工作扭矩始终处于最佳状态，达到
较游梁抽油机节能约50%的效果，是一种具有广阔发展前景的抽油机。
具有以下特点：
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4 调径变矩抽油机
主要特点： 游梁实现偏置平衡，结构新颖。
调整简单易行。驴头上死点时配重箱接近地面。很容易加减配重箱中小平衡 块。
平衡性好，针对载荷峰值位置精确调整平衡。 调冲程时将游梁与支架锁住，改变了过去调冲程作业安全性差、劳动强度大 并需吊车等辅助作业的现状。中小型机采用后置式结构，大型机采用前置式结构1。8
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九、无游梁式抽油机
1 渐开线天轮抽油机
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该型抽油机采用左右对称布置的轮式结构，小轮通过后钢丝绳与曲柄销相 连，而大轮通过前钢丝绳与光杆相连。大小轮固联在一起，通过钢丝绳的软传动， 实现将减速器的旋转运动变为提升光杆的垂直运动。 小轮轮廓采用渐开线形状， 而大轮轮廓是一圆形，因此在每一抽吸过程中，轮径比始终变化，而这种变化规 律正好与悬点载荷的变化规律相吻合，因而降低了减速器输出轴扭矩峰值，改善 运动和动力特性，实现节能。 修井时可不用吊车，只需移开悬绳器梁。
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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；
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）
带
动 经钢丝绳
抽油泵
换向机构
（往复泵）
（四杆机构）
抽油杆
上下往复 直线运动
变为驴头的 上下摆动
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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