石油工程与装备第八章有杆抽油设备第二节链条梁抽油机.pptx

石油工程与装备第八章有杆抽油设备第二节链条梁抽油机,导轮,配重箱,活塞,外配重,箱,导向轮,抽油杆,图A 链式液压抽油机系统原理,天车轮,活塞杆,一.链式液压抽油机系统工作原理,油缸,活塞,活塞杆,一、,链式液压抽油机系统,工作原理,活塞杆上端连接导轮，绕过导轮的链条一端固定在机架的上端，另一端过天车轮与抽油杆连接。,当活塞向上，抽油泵下冲程，内、外配重抬高储能。,当活塞向下，抽油泵上冲程，配重帮助升举，抽油杆链条增程机构实现长冲程。,双重力平衡箱，一个通过导轮与活塞杆端部的导轮链条连接；另一个外重力平衡箱通过2个导轮用链条连接，安装在机架外侧。,1.导向轮2.外配重箱3.电液换向阀4.蓄能器和溢流阀5.变量油泵6.抽油杆7.液压单体支柱8.配重箱9.导轮10.天车轮,（新）,链式液压抽油机系统原理图,工作原理:,电动机转动驱动变量油泵时,机械能转换为从油泵输出的油液的压力能,通过二位四通换向阀控制驱动油缸直线往复运动。,当活塞向上运动时,抽油机杆6连接的链条通过天车轮10活塞杆上端部连接的导轮9与机架固定,实现了抽油杆的向下运动。,当活塞向下运动时,带动活塞杆和端部的导轮向下运动,因链条一端固定在机架的上端,导轮的运动,使连接抽油杆链条增程机构实现了长冲程。,利用活塞面积差实现抽油杆下冲程速度小于上冲程速度,以满足常规稠油开采时节能的要求。,滚珠丝杠,平衡箱,滚珠螺母,负荷皮带,悬绳器,机架,底座,皮带铰接头,电动机,皮带传动,滚筒,顶部护罩,图B 螺旋传动电机换向抽油机结构简图,二、,螺旋传动电机换向,抽油机,二、螺旋传动电机换向抽油机传动原理,螺旋传动,电机换向,抽油机的,传动分为两部分,：,一部分是，立式电机通过皮带传动，直接驱动螺旋丝杠转动。,滚珠螺母与平衡箱固定在一起，螺旋,丝杠转动,时滚珠,螺母,会带动平衡箱沿螺旋丝杠做,直线运动,。将,电机的旋转运动转化为平衡箱和抽油杆的直线运动,。,另一部分是，采用皮带滚筒形式，负荷皮带的一端与平衡箱铰接在一起，另一端绕过设在抽油机顶部的滚筒通过悬绳器挂接抽油光杆，使平衡箱的直线运动传递给抽油光杆。,滚株丝杠,3光杆卡子及光杆；4机架；5柔性联接系统；6上部传感器；7天轮系统；8电机次级上部固定与调节装置；9,电机次级,；10上部减震器及刹车系统；11,电机,初级,及配重；12下部减震器,图C 直线电机抽油机结构示意,三、,直线电机抽油机,电机的,初级,是抽油机的动力也是抽油机配重箱的组成部分。,电机的,初级,通过钢绳绕过天车轮与光杆相连，磁力作用下，往复运动。,次级,初级,初级=定子；次级=转子,由江汉石油机械厂与中国石油大学（华东）机电工程学院研制的“,直线电机抽油机,。,直线电机抽油机,直线电机的原理并不复杂。设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直线感应电动机。,在直线电机中，相当于旋转电机定子的，,叫初级,；相当于旋转电机转子的，,叫次级,。,初级中通以交流，次级在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。这时初级要做得很长，延伸到运动所需要达到的位置，而次级则不需要那么长。,实际上，直线电机既可以把初级做得很长，也可以把次级做得很长；既可以初级固定、次级移动，也可以次级固定、初级移动。,相当于旋转电机的定子,相当于旋转电机的转子,可以是,初级短,次级长；,也可是,初级长,次级短,。,1.直线电动机的结构,2.直线电动机原理,直线电动机是由旋转电动机演变而来的。,当初级,的多相绕组,通,入多相,电,流后，也会,产生,一个,气隙磁场,，这个磁场的磁感应强度按通电的相序顺序作直线移动，该磁场称为行波磁场。,在行波磁场切割下，,次级,导条将,产生感应,电势和,电流,，所有导条的,电流和气隙磁场相互作用，产生切向电磁力,F,。,结果初级是固定不动的，那么，次级就顺着行波磁场运动的方向作直线运动。,2.直线电动机原理,磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的。,磁悬浮列车是将列车用磁力悬浮起来，使列车与导轨脱离接触，以减小摩擦，提高车速。,列车由直线电机牵引,。,直线电机的,一个级,固定于地面，跟导轨一起延伸到远处；,另一个级,安装在列车上。,初级,通交流电，列车就沿导轨前进。列车上所装磁体随列车运动时，使设在,地面上,的线圈（或金属板）中产生感应电流，,感应电流的磁场和列车上的磁体（或线圈）之间的电磁力把列车悬浮起来,。,悬浮列车所需牵引力很小。,悬浮列车减速时，磁场的变化减小，感应电流也减小，磁场减弱，造成悬浮力下降,。,悬浮列车也配备了车轮装置，它的车轮像飞机一样，在行进时能及时收入列车，停靠时可以放下来，支持列车。,1.传动部分：,（电机、带、轮、减速箱）,2.换向部分：,（主、被动链轮、往返架、轨迹链条）,3.平衡部分：,（平衡缸、平衡链轮、链条、压缩机）,4.悬吊部分：,（天车、钢绳或宽带、悬绳器）,5.机架,（一）链条抽油机结构组成,四、链条式抽油机,悬吊部分,换向部分,平衡部分,传动部分,（一）链条抽油机结构组成,四、链条式抽油机,LPJ12,型链条胶带抽油机主要参数,名称,参数,名称,参数,最大载荷(kN),冲程(m),最高冲次(min-1),最大高度(m),宽度(m),厚度(m),减速器扭矩(kNm),11717,5,4,8137,1194,3142,18,质量(t),横向导向轮直径(mm),纵向导向轮直径(mm),往返架质量(t),外挂平衡块质量(t),箱内平衡块质量(t),电动机功率(kW),13,200,120,618,215,413,30,导向轮,平衡块,平衡箱,特殊链节,往返架,载荷胶带,上滚筒,机架,上链轮,链条,主动链轮,减速器,电机,工作过程,：,主动链轮带动链条传动，特殊链节带动往返架上下移动，通过绕过滚筒的皮带使抽油杆实现上下冲程而工作。,链皮,（一）链条抽油机结构组成,胜利油田高原公司：皮带（链条式）抽油机,它,是一种纯机械传动的链条皮带抽油机,，特别适合于有杆泵的大泵提液、小泵深抽、稠油开采,。,在胜利、大港、辽河、中原、江汉、新疆、西北局等油田有五千多台皮带抽油机在良好运转。,高原公司皮带（链条式）抽油机,机械平衡,（一）链条抽油机结构组成,胜利油田高原公司：皮带（链条式）抽油机,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）,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，极大降低了扭矩要求，可选用小功率电机及小型减速箱，,节能1040%,。,高原公司皮带（链条式）抽油机,机械平衡,皮带链条抽油机安装,胜利油田高原公司：皮带（链条式）抽油机,参考视频,启、停皮带抽油机,启动游梁式抽油机,新一代石油工人,抽油机井工作原理,安装,胜利油田高原公司：皮带（链条式）抽油机,型号、参数,（美国原有）,1100,1000,900,800,700,600,500,冲程长度m,8,8,7.3,7.0,6.0,5.0,4.5,悬点负荷td,22.7,20,16.3,14,12,10,8,最高冲次min-1,4,4,4,4,4,5,5,最低冲次min-1,可非常小,平衡箱重t,6.1,4.6,4.2,2.7,2.4,1.9,1.7,附加平衡块重量t.,8.6,9.0,7.2,7.1,6.4,4.8,3.5,抽油机重t,26.5,22,19.5,16.5,15.5,12.0,11.0,立起状态：长宽高,7.42.6,13.4,7.42.4,13.4,6.62.4,12.4,6.12.1,11.8,5.52.1,10.8,5.51.9,8.9,5.21.9,8.2,运输状态：长宽高,13.42.6,3.1,13.42.4,2.8,12.42.4,2.8,11.82.1,2.6,10.82.1,2.5,8.91.9,2.5,8.21.9,2.5,电机功率KW,75,75,55,45,37,22,18.5,速箱扭矩kNm,37,37,37,26,26,18,13,使用温度,-40+50,电磁自动刹车保护系统,有,有,有,有,有,无,无,注：自动刹车保护系统可根据用户要求选配,（二）链条抽油机主要特点,1.采用轨迹链条换向机构,有：,特殊链节、滑块,特殊链节,：,装有主销轴和滑块,滑块：,既带往返架上下运动，又可在往返架中水平运动。,2.长冲程、惯性载荷小,（匀速、加速度小）,特殊链节,滑块,（,三）链条抽油机工作过程,电机皮带减速器，,驱动链轮旋转轨迹链，通过特殊链节、主销轴、滑块，带动往返架作匀速直线运动。,特殊链节自链轮,左边下行,往返架下行,达极限位置,特殊链节作复合运动,，绕过链轮,达链轮右边,（完成滑块在往返架中的水平运动）,上行,达上极限特殊链节又绕过链轮达左边。,往返架的横梁，连接着绕过天车的钢绳（或,宽带,），通过悬绳器（卡子）与光杆带动抽油泵抽油,。,（四）链抽悬点运动分析,悬点,运动规律,与往返架运动规律,完全,相同,。,研究悬点运动规律归结于往返架上、下运动规律。,轨迹垂线AOO,D，,由三段垂线组成。,链轮以等 旋转，往返架从上死点,A,下死点,D,。,架下冲程,悬点上冲程,。,1.AO段：,长,速度,（正弦）,加速度,（余弦）,简谐运动,2.OO,段,长两链轮中心距,，,匀速直线运动,。,3.O,D段,长,简谐运动,（架上冲程，悬点下冲程）,（五）链抽悬点载荷分析,最大载荷 发生在上冲程静变形结束后的瞬间；,最小载荷 发生在下冲程静变形结束后的瞬间。,（,1,）,（,2,）,【,上：,杆伸长、管缩短，油重对杆加重、对管卸载；,下：,杆缩短、管伸长,油重对杆减重、对管加载,】,1.,静载：,游梁抽油机中已分析,；,杆在油中重,2.,动载：,两部分,二者,方向相反,；,（柱塞开始）,运动速度,。,动载两种情况：,和,；,杆管静变形,；,【,悬点走过 的行程，柱塞与泵筒才开始有相对运动，静载才全部加到悬点上，动载才开始发生。,】,图1 链条抽油机静变形发生在不同处的意义,图1 链条抽油机静变形发生在不同处的意义,（,1,）,产生在AO段,（,悬点上冲程,开始的,简谐段。,架下行,）,产生在DO,段,（,悬点下冲程,开始的,简谐段。,架上行,）,发生在简谐段，,架的运动,有,：,【悬点的运动规律与往返架的运动规律相同，（3）式为架AO段运动方程。】,（3）,悬点,架,架的运动受滑块控制,假如,，,当,，,某角,时，,位移,【,前提,，,静变形结束,时,未超出简谐段,。,在,时，架（悬点）位移等于杆和管静变形之和,】,此时有,：,由（4）式,，,（,静变形终了时的速度、加速度,）,用,表示,（4）,（,5,）,（5）的由来,：【,】,下冲程静变形结束时，悬点,，,公式（4），（5）适用,。,上冲程：,瞬时动载,（静变形结束后瞬间悬点载荷）,：,威尔诺夫斯，精确解,。,静变形终了时的速度,（,6,）,（4）式第一式,下冲程：,瞬时动载,（静变形结束后瞬间悬点载荷）,式中,，,杆、管变形分配系数,，,加速度传播速度（5100m/s）,流量过流断面扩大影响系数，,速度、加速度,（静变形终了瞬间）,（6）,与,有别,杆在空气中重,（,，,杆箍重影响）,将,、,及（5）代入(6)得到（7）式：,三个系数,：,，,有表达式,：,【；,】,（7）,可（根据,）计算或查表,。,得到,，,即可求,（）。,（,2,）,悬点动载全部为 组成,（,a=0,）。（,浅井自然,）,动载公式简化为：【（7）中,】,（8）,（,7,）,（,3,）,设计原则：,为满足扩大使用范围，,下泵越深,，,也增加,。,为使链抽结构紧凑,（,小,），,采用,。,必须了解,下，动载大小及计算原则。,均发生在匀速段,。,等速段,：,OO,，,O,O,往返架即悬点的速度等于轨迹链轮切向速度,。,加速度,：,将,，,代入（6），得动载计算式如（8）式,：,（,9,）,结论,：,当,，,只有,，,无惯性载荷,；,动载计算同,；,正比于,；,静变形,一定，只要满足,为定值,，,选,大和,小或,小和,大，均使动载为定值,。,链条式双井抽油机,链条式双井抽油机,链条式双井抽油机,链条式双井抽油机，包括机架、链条驱动机构、抽油工作机构和平衡机构。,链条驱动机构包括依次传动连接的减速机、传动链条、链轮C、齿轮箱和链轮B以及驱动链条和链轮A，驱动链条上通过链条连接销轴设置有连接架，,连接架可沿上、下导轨作水平运动,；,抽油工作机构包括两个钢丝绳滑轮，主钢丝绳绕经钢丝绳滑轮与抽油杆相连接，主钢丝绳还与连接架相固定；,平衡机构包括两个导向轮，平衡钢丝绳绕经两个导向轮的两端连接有平衡重，平衡钢丝绳还与连接架相固定。,