采油工程——有杆泵抽油装置

机械采油：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。

分类：机械采油法分为有杆泵采油和无杆泵采油等方法。

第一节有杆泵抽油装置

有杆泵抽油系统的基本组成：由抽油机、抽油泵和抽油杆三大部分组成

游梁式抽油机－深井泵抽油装置（见图3－1所示）：用油管把深井泵下入到井内液面以下，在泵筒下部装有只能向上打开的吸入阀，用抽油杆把柱塞下入泵筒内，柱塞上装有只能向上打开的排出阀，通过抽油杆柱把抽油机驴头悬点产生的上下往复运动传递给抽油泵向上抽油。

一、抽油机

（一）游梁式抽油机

游梁式抽油机的基本组成：

1）换向机构：游梁－连杆－曲柄机构(四连杆)

2）减速机构：由皮带轮、皮带、减速器组成。

3）动力设备：电动机或内燃机。

4）辅助装置：杀车装置、底座等

工作原理：电动机通过传动皮带将高速旋转运动传递给减速器输入轴，经减速后由低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作上下往复直线运动。

游梁式抽油机类的类型：

（1）普通式：

①基本型：抽油机的前臂和后臂接近等长（见图3－2）

②变型：前臂长，可适应长冲程

（2）前置式：其结构与普通式相同（见图3－3），只是支架轴和横梁轴互换了位置；上冲程曲柄转角为195°，下冲程为165°；当驴头在右侧时，曲柄顺时针转动；上冲程比下冲程慢，使抽油机承载能力强。

游梁式抽油的结构：

(1)驴头

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：是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，可拆卸式和侧转式三种，如前图前所示。

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；

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；

可拆卸的驴头(b)一般只用于小型抽油机。

(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。

游梁的结构：是用型钢或钢板焊制而成，基本要求是钢性较好。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。以便调整驴头的前后和左右的位置。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。游梁与支架的连接如图所示。

(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)

(4) 连杆

制作材料：一般都用无缝钢管制成，也有采用工字钢或槽钢制的。连杆与横梁连接如图所示。

结构：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1，另一端与锥形套7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。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。

(5)曲柄

曲柄安装在减速器输出轴两端共两个。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。

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，然后将键打人键槽，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。

游梁式抽油机型号的意义：

（二）链条式抽油机

1．链条式抽油机结构

由六大系统组成：

（1）动力传动系统：由电动机、皮带轮、皮带、减速器、联轴器、刹车、下链轮等组成。

作用：把电动机的高速旋转变为减速箱输出轴的低速旋转，通过联轴器带动下链轮低速转动。

（2）换向系统：由上下链轮、轨迹链条、往返架等组成。往返架由滑块、,10kN 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 减速箱齿轮齿形代号 H －点啮合双圆弧齿轮 (渐开线人字齿轮省略) 减速箱额定扭矩(kN.m) 光杆最大冲程,m CYJ-常规型 CYJQ －前置型 CYJY －异相型

滑杠、托架、滚轮等组成。

作用：将主轴销、特殊链节的圆周运动变为往返架的上下往复直线运动。

（3）平衡系统：由平衡气缸、平衡活塞、平衡链轮、储能气包、压缩机等组成。

作用：下冲程时，压缩气缸和储能气包中的空气储存能量，上冲程时储能气包中的空气进入平衡气缸，向下推动平衡活塞，帮助电机对悬点做功。

（4）悬重系统：由机架、天车滑轮、悬绳器和钢丝绳等组成。起支撑载荷，连接往返架和抽油杆柱等作用。

（5）润滑系统：由底座、油底壳，小油包和齿轮油泵等组成。起润滑链条、导向轮，导轨、链轮、滑块、滑杠等活动部件的作用。

（6）电控系统：由电控柜、电缆等组成。起控制输送电能的作用。

2．链条式抽油机的特点

①冲程长，冲数低，适用于深井和稠油开采，且动载荷小，平衡程度好，比同载荷等级的游梁式抽油机节电约30%以上，系统效率高。

②结构紧凑，比游梁式抽油机节约钢材约60%。

二、抽油泵

（一）抽油泵的结构

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。

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。

1．管式泵：又称油管泵。其特点是：

①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。

②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。

抽油泵的主要部件：

a.缸套又叫衬套:是装在外筒内的一组与柱塞外径相配合的短耐磨套筒。每节缸套都是一个内外面和端面经过精细加工,有很高精度和很低表面粗糙度的空心圆柱体,长度一般为300毫米