采油设备技术基础

采油设备技术基础

第一章 机械采油设备

机械采油在各油田基本都是主力军，它是油田开发初期(无自喷能力的)、中后期的主要采油方式。

随着油田开采生产实践的不断深入以及科学的发展，机械采油的种类越来越多，一般分类如下：

其中各油田应用最广的是游梁式抽油机井采油、电动潜油泵井采油以及电动螺杆泵井采油；而水力活塞泵采油、射流泵采油、无梁式抽油机井采油只在特殊井上采用。

第一节 游梁式抽油机

抽油机一深井泵采油，由于其地面机械设备结构简单，机械性能稳定，并与井下深井泵是通过高强度的抽油杆连接，故承载能力大，且操作简单，现在是油田上采油的绝对主力军，它由抽油机、深井泵、抽油杆三大部分组成的。

一、游梁式抽油机结构

如图1-1所示，为常规游梁式曲柄平衡抽油机结构。

从图中可以看出游梁式抽油机主要由游梁一连杆一曲柄机构、减速装置、动力设备和辅助设备四大部分组成，其各部分的作用如下：

(1)底座：它是担负起抽油机全部重量的唯一基础。下部与水泥混凝土的基

础由螺栓连

接成一体。上部

与支架、减速器由螺

栓连接成一体。由型

钢焊接而成，

是抽油

图1-1 抽油机结构简图 1－刹车装置；2－电动机；3－减速箱皮带轮；4－减速箱；5－输入轴；6－中间轴；7－输出抽；8－曲柄；9－连杆轴；10－支架；1l －曲柄平衡块；12－连杆；13－横梁轴；14－横梁；15－游梁平衡块；16－游梁；17－游梁轴；18－驴头；19－悬绳器；20－底座

机机身的基础部分。

(2)减速器筒座：它的作用是固定减速器，承担减速器的重量并使减速器提高，使曲柄能够旋转。高基础井则无筒座，如CYJ5—2712型。它由厚钢板焊接而成，与底座焊接在一起，顶面加工成水平面，并有螺栓孔与减速器连接。

(3)电机座：它的主要作用是承载电机的重量，它自成一体与抽油机底座由螺丝连接，它上面有井字型轨道，目的是为了调整电机的前、后、左、右位置，保持电机轮与减速器轮的“四点一线”，它是由槽钢焊接而成。

(4)电机：电机是动力的来源，一般采用感应式三相交流电动机。它固定在电机座上由皮带传送动力至减速器大皮带轮。前后对角上有两条顶丝可调节皮带的松紧度。

(5)刹车装置：刹车也叫制动器，它是由手柄、刹车中间座、拉杆、锁死弹簧、刹车轮、刹车片等部件组成。刹车片与刹车轮接触时发生摩擦而起到制动作用，所以也叫制动器。

(6)减速箱：它是把高速的电动机转动变成低速转动的减速装置，现场多采用三轴两级减速器。输出轴上开有两组键槽与曲柄连接，输出动力传递到曲柄，带动曲柄做低速运转。

(7)皮带传动：电动机把旋转的动力由小皮带轮传给皮带，再由皮带传给大皮带轮，由大皮带轮带动输入轴，它是减速器做功的桥梁。

(8)曲柄：它是由铸铁铸就的一个部件，装在减速器输出轴上。曲柄上开有大小冲程的孔眼叫冲程孔，专门为调节冲程所用。上下两侧外缘有牙槽并有刻度标记。侧面中间开有凹槽是装配重块所用，内侧为平面，尾部有一吊孔。曲柄头部与输出轴的连接，头部为叉型，中间开有与减速器输出轴直径相匹配的孔，并开有键槽。叉型部分由两条拉紧螺栓固定。

(9)配重(平衡)块：是由铸铁铸就的一个部件，上有吊孔(中心线)，它是由螺丝固定在曲柄上的，当驴头下行时它储存能量，上行时释放能量。还能产生旋转惯性，起着驴头上下运动负荷平衡的作用，可在曲柄上前后调整，达到抽油机平衡。

(10)连杆：它的作用是曲柄与尾梁之间的连接杆件。上部与尾梁连接，用连杆销与尾梁连接在一起，连杆销两侧有拉紧螺栓紧固。下部与曲柄销靠穿销螺丝连接。

(11)游梁：它装在支架轴承上，绕支架轴承作上下摆动作用运动，尾端与尾横梁通过尾轴连接，前部焊有驴头座，承担驴头重量，游梁可前后移动调节，以便使驴头始终对准井口。在复合平衡的机型中，游梁尾部可挂有尾平衡板。

(12)尾轴承：它起着尾梁和游梁相连的作用，减小摩擦使游梁上下运动较轻便。

(13)驴头：装在游梁最前端，通过悬绳器将光杆、抽油杆、活塞等杆柱悬挂在抽油机上，作用是保证抽油时，光杆始终对准井口中心位置，为此驴头的前端是圆弧。它是以游梁支承点为圆心，以游梁支承点到悬点长为半径的圆弧。这样可以保证抽油机在工作时，由于柔性的钢丝绳始终与驴头的圆弧面相切，使悬绳器的水平位移几乎不变，以保证光杆在井口中作上下往复直线运动

驴头与游梁的连接方式有三种：①悬挂式连接；②穿销式连接；③螺丝连接。作业时移开井口的方式也有三种：①拆卸式；②侧转式；③上翻式。驴头的穿销根据驴头移开井口的方式分为两种：①上翻式的驴头穿销为横穿式；②侧转式驴头穿销为立穿式。此两种形式在作业时可将驴头左、右侧转1800或上翻1800，两者均便于修井作业。

(14)支架：支架支撑着游梁全部重量和它所承担的重量，而且是游梁的可靠支柱。

(15)工作梯及护圈：工作梯是安装游梁、处理驴头偏斜、给中轴加注黄油、平时的检查以及上下游梁等方便工作的扶梯。护圈叫安全圈，在我们高空作业时起到安全保护作用。

(16)中央轴承座：是支架与游梁连接的配件，担负游梁承担的全部重量，而且在一定的轨道上做上下摇摆运动。

(17)毛辫子与悬绳器：，它们是悬挂抽油杆的，为了使光杆在抽油过程中处于固定井口中心位置，因此绳辫子本身是柔性结构，在运动中与驴头结合在一起，并且与驴头的弧面保持

相切的方向。悬绳器有上、下两块压板，供光杆穿过后用方卡子将光杆固定。

(18)曲柄销：它将曲柄和连杆连接在一起，与曲柄上的冲程孔、曲销轴、锥套和冕型螺母相连接，与连杆的连接是通过穿销螺丝穿过曲柄销壳来实现的，它在冲程孔的位置决定抽油机冲程的大小，可通过调整曲柄销的位置来调整冲程长度；现场上发生曲柄销脱出曲柄的事故较多也是造成抽油机掉游梁的主要原因，因此它是采油工应重点关注的部件。

二、抽油机的工作原理

如图1-2所示，抽油机由电动机供给动力，经减速箱将电动机的高速旋转变为抽油机曲柄的低速旋转运动，并由曲柄一连杆一游梁机构将旋转运动变为抽油机驴头的往复运动，通过抽油杆带动深井泵(抽油泵)工作。将油抽出井筒，并送入地面管汇。

三、其他类型的游梁式抽油机

目前国内各油田矿场使用的游梁式抽油机类型很多，但基本结构相似，只是外形尺寸或

图1-2 抽油装置示意图

1－吸入阀，2－泵筒；3－柱塞；4－排出阀；5－抽油杆；6－油管；7－套管；8－三通；9一盘根盒；10－驴头；1l －游梁；12－连杆；13－曲柄；14－减速箱；15－动力机(电动机)