有杆泵采油.pptx

石油钻采机械任连城1石油钻采机械石油钻采机械第二篇第二篇 采油机械采油机械石油钻采机械任连城2凡是通过给井内原油提供机械能将油采到地面的方法统凡是通过给井内原油提供机械能将油采到地面的方法统称为机械采油法。称为机械采油法。采油方法采油方法自喷采油法自喷采油法机械采油法机械采油法气举采油法气举采油法深泵采油法深泵采油法有杆泵采油有杆泵采油无杆泵采油无杆泵采油采油方法将原油从井底举升到地面来的方法 采油方法的分类采油方法的分类采油机械石油钻采机械任连城3 凡是通过抽油杆来传递动力的采油方法称为有杆采油；反之称为无杆泵采油。深深井井泵泵采采油油有杆泵采油有杆泵采油无杆泵采油无杆泵采油抽油杆往复驱动柱塞泵抽油杆往复驱动柱塞泵抽油杆旋转驱动螺杆泵抽油杆旋转驱动螺杆泵水力活塞泵水力活塞泵电动潜油离心泵电动潜油离心泵电动潜油螺杆泵电动潜油螺杆泵射流泵射流泵涡流泵涡流泵游梁式抽油机游梁式抽油机无游梁式抽油机无游梁式抽油机采油机械石油钻采机械任连城4 第七章第七章 有杆采油设备有杆采油设备石油钻采机械石油钻采机械石油钻采机械任连城5有杆抽油装置的组成有杆抽油装置的组成：1 1、地面部分、地面部分抽油机抽油机；2 2、地下部分、地下部分抽油泵抽油泵 (又称深井泵又称深井泵)3 3、中间部分、中间部分抽油杆抽油杆 称为称为“三抽三抽”系统。系统。有杆采油设备有杆采油设备液力端液力端动力端动力端拉杆拉杆石油钻采机械任连城6游梁抽油机游梁抽油机(俗称磕头机俗称磕头机)是是最古老的应用最广泛的有杆采最古老的应用最广泛的有杆采油设备。它具有历史悠久、结油设备。它具有历史悠久、结构最古老简单，使用可靠、操构最古老简单，使用可靠、操作维护方便、在恶劣的自然环作维护方便、在恶劣的自然环境中能够长期可靠安全运行等境中能够长期可靠安全运行等特点，使其在油田开采过程中特点，使其在油田开采过程中得到了广泛的应用。得到了广泛的应用。第一节第一节 游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城7第一节第一节 游梁式抽油机游梁式抽油机一、游梁式抽油机的结构组成与工作原理1 1、游梁式抽油机的结、游梁式抽油机的结构构（普通式）（普通式）由游梁连杆由游梁连杆 曲柄曲柄机构机构(称为四连杆机构称为四连杆机构)、减速箱（减速机构）、减速箱（减速机构）、动力设备和辅助装置等动力设备和辅助装置等四大部分组成。四大部分组成。石油钻采机械任连城8抽油机四连杆机构示意图抽油机四连杆机构示意图 第一节第一节 游梁式抽油机游梁式抽油机曲柄曲柄连杆连杆游梁虚杆虚杆一、一、游梁式抽油机的机构组成与工作原理游梁式抽油机的机构组成与工作原理2 2、游梁式抽油机的工作过程游梁式抽油机的工作过程 简单讲：简单讲：一个速度的改变一个速度的改变、两个运动方式两个运动方式的改变。的改变。电动机电动机(或其它动力机或其它动力机)通过传动皮带将通过传动皮带将高速旋转运动传递给减速箱的输入轴，经高速旋转运动传递给减速箱的输入轴，经减速后由四连杆机构将旋转运动变为游梁减速后由四连杆机构将旋转运动变为游梁的上下往复摆动，经游梁前端圆弧状的驴的上下往复摆动，经游梁前端圆弧状的驴头，通过抽油杆带动深井泵柱塞作上下往头，通过抽油杆带动深井泵柱塞作上下往复直线运动，将井内液体抽吸到地面。复直线运动，将井内液体抽吸到地面。石油钻采机械任连城9游梁式抽油机游梁式抽油机游梁游梁连杆连杆平衡块平衡块曲柄曲柄电机电机皮带轮皮带轮减速箱减速箱支架支架驴头驴头常规型常规型3 3、基本结构、基本结构动力设备：动力设备：电机电机；减速机构减速机构:皮带轮皮带轮皮带减速器；皮带减速器；换向机构：换向机构：曲柄机曲柄机构连杆游梁构连杆游梁驴头；驴头；辅助机构辅助机构:刹车机刹车机构、底座、井口构、底座、井口装置装置石油钻采机械任连城10驴头为圆弧形，并以支座的支点驴头为圆弧形，并以支座的支点为圆心，作圆弧运动，保证光杆始为圆心，作圆弧运动，保证光杆始终与驴头相切。终与驴头相切。驴头将游梁前端往驴头将游梁前端往复圆弧运动，变为抽油杆垂直往复复圆弧运动，变为抽油杆垂直往复运动。驴头目的运动。驴头目的：对中井口对中井口。冲程的调节冲程的调节:移动曲柄上的孔眼。移动曲柄上的孔眼。冲数的调节冲数的调节:更换皮带轮的大小。更换皮带轮的大小。(曲柄每分钟旋转的圈数，正好与抽曲柄每分钟旋转的圈数，正好与抽油机的冲数相同）油机的冲数相同）曲柄旋转的方向为顺时针方向。曲柄旋转的方向为顺时针方向。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城114.4.基本类型基本类型 常规型常规型：支点在中间，动力在尾部（见图支点在中间，动力在尾部（见图9-29-2）；）；双驴头抽油机（变力臂，节能。）；双驴头抽油机（变力臂，节能。）；游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城12前置式前置式 前置型游梁抽油机减速器前置型游梁抽油机减速器在支架前面，缩短了游梁的长在支架前面，缩短了游梁的长度，使得抽油机的规格和尺寸度，使得抽油机的规格和尺寸大为减小，由于支点前移，使大为减小，由于支点前移，使得上下行程时间不等，从而降得上下行程时间不等，从而降低了上冲程的运行速度、加速低了上冲程的运行速度、加速度和动载荷以及减速机的最大度和动载荷以及减速机的最大扭矩和需要的电机功率，另外扭矩和需要的电机功率，另外支点前移改变了拉杆的连接连支点前移改变了拉杆的连接连接形式，使得悬点载荷降低接形式，使得悬点载荷降低1010。所以多用于重型长冲程抽。所以多用于重型长冲程抽油机。油机。游梁式抽油机游梁式抽油机前置式：前置式：支点在尾部，动力在中间。支点在尾部，动力在中间。优点：平衡效果好，光杆最大载荷小，节能效果好。优点：平衡效果好，光杆最大载荷小，节能效果好。石油钻采机械任连城13（连杆机构位于支（连杆机构位于支架的前边）多采用架的前边）多采用气动平衡气动平衡上冲程气体膨胀，上冲程气体膨胀，帮助抽油机作功；帮助抽油机作功；下冲程气体被压缩，下冲程气体被压缩，储藏能量。储藏能量。第一节第一节 游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城14异相型抽油机异相型抽油机结构特点：结构特点：使使曲曲柄柄中中心心轴轴承承与与连连杆杆和和游游梁梁的的连连接接销销(横横梁梁轴轴)不不在在一一条条垂垂线线上上，使使曲曲柄柄平平衡衡重重的的中中心心线线与与曲曲柄柄中中心心线线之之间间有有一一相相位位角角，增增加加了了上上冲冲程程时时间间动动载载荷荷降降低低；其其结结构构就就导导致致了了曲曲柄柄上上冲冲程程转转角角大大于于190190。,下下冲冲程程小小于于170170。，使使上上冲冲程程驴驴头头悬悬点点运运动动速速度度较较下下冲冲程程慢慢，相相应应地地降降低低了了上上冲冲程程悬悬点点的的加加速速度度，从从而而降降低低了了上上冲冲程程悬悬点点的的惯惯性性载载荷。荷。第一节第一节 游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城15异相型抽油机异相型抽油机曲曲柄柄连连杆杆臂臂与与游游梁梁的的夹夹角角在在上上冲冲程程几几乎乎保保持持垂垂直直，增增加加了了力力臂臂降降低低拉拉杆杆拉拉力力。，使使的的减减速速器器净净扭扭矩矩降降低低40406060，减减小小减减速速器器规规格格，降降低低能能耗耗，上上冲冲程程扭扭矩矩峰峰值值减减小小下下冲冲程程扭扭矩矩峰峰值增加，变化幅度降低。值增加，变化幅度降低。优优点点：可可减减小小光光杆杆最最大大负负荷荷1010，因因而而能能延延长长抽抽油油杆杆的的寿寿命命，还还能能节节省省电力电力1010左右。左右。第一节第一节 游梁式抽油机游梁式抽油机缺点：减速器后移底座加长制造运输困难；两个曲柄缺点：减速器后移底座加长制造运输困难；两个曲柄不能互换，制造工作量增加，曲柄只能单向旋转不能互换，制造工作量增加，曲柄只能单向旋转且与常规相反否则性能变坏。且与常规相反否则性能变坏。石油钻采机械任连城165.游梁式抽油机的规格和型号(1)游梁式抽油机规格代号表示法：例例如如：某某游游梁梁式式抽抽油油机机，规规格格代代号号为为4-1.5-9,4-1.5-9,表表示示该该抽抽油油机机的的额额定定悬悬点点载载荷荷为为40KN40KN，光光杆杆最最大大冲冲程程为为1.5M1.5M，减速器额定扭矩为，减速器额定扭矩为9KN.M9KN.M。减速器额定扭矩，kN.m光杆最大冲程，m额定悬点载荷，10kN第一节第一节 游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城17(2)我国游梁式抽油机型号的表示法H 点啮合双圆弧齿轮(渐开线人字齿轮省略)平衡方式减速器齿轮形代号减速器额定扭矩,kN.m光杆最大冲程,m额定悬点载荷,10kN抽油机类型代号第一节第一节 游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城18egeg：CYJ10-3-53BCYJ10-3-53B常规型游梁式抽油机，常规型游梁式抽油机，额定悬点载额定悬点载荷为荷为100KN100KN，光杆最大冲程为，光杆最大冲程为3M3M，减速器额定扭矩为，减速器额定扭矩为53KN.M53KN.M，抽油机的平衡方式为曲柄平衡。抽油机的平衡方式为曲柄平衡。Y 游梁平衡B 曲柄平衡F 复合平衡Q 气动平衡CYJ 常规型CYJQ 前置型CYJY 异相型平衡方式抽油机类型代号第一节第一节 游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城191 1、悬点载荷：、悬点载荷：P P 挂抽油杆处的载荷。主要取决于挂抽油杆处的载荷。主要取决于抽油杆和液柱重量抽油杆和液柱重量，它反映在一定，它反映在一定的抽油杆和抽油泵泵径组合是的的抽油杆和抽油泵泵径组合是的最大下泵深度（或井深）最大下泵深度（或井深）。目前抽油机的最大许允载荷目前抽油机的最大许允载荷Pmax从从3 35kN5kN到到150150280kN280kN。二、游梁式抽油机主参数二、游梁式抽油机主参数游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城202.2.冲程长度：冲程长度：S S 上、下死点之间的距离。主要反应采油量以及抽油机的基本尺寸和重上、下死点之间的距离。主要反应采油量以及抽油机的基本尺寸和重量量。石油矿场上，应用的悬点最大冲程长度。石油矿场上，应用的悬点最大冲程长度Smax从从0.3m0.3m10m10m，而用的最，而用的最广的在广的在6m6m以下。悬点冲程，受机构限制一般为以下。悬点冲程，受机构限制一般为3 34m4m。（曲柄连杆机构难以。（曲柄连杆机构难以实现长冲程。）实现长冲程。）S S正比于曲柄半径。正比于曲柄半径。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城213 3、冲次：、冲次：n n悬点冲程数（每分钟往复次数）悬点冲程数（每分钟往复次数）。它表明抽油机的抽汲。它表明抽油机的抽汲工况，最大冲程次数工况，最大冲程次数nmax和最大冲程长度和最大冲程长度Smax一起确定了抽一起确定了抽油机的油机的最大产量最大产量（当泵径一定时）。目前实际应用的悬点最（当泵径一定时）。目前实际应用的悬点最大冲程次数从大冲程次数从24/min到到20次次/min。因为抽油杆的折断次数。因为抽油杆的折断次数和冲程次数成正比，所以限制了冲次的进一步提高和冲程次数成正比，所以限制了冲次的进一步提高游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城22 4.4.最大扭矩：最大扭矩：MM 曲柄轴最大扭矩。（用于曲柄轴最大扭矩。（用于选择电机选择电机功率）。它和上述的三个基本参数间功率）。它和上述的三个基本参数间存在一存在一 定关系，特别是和悬点最大冲程长度定关系，特别是和悬点最大冲程长度SmaxSmax成正比，成正比，SmaxSmax越大越大MmaxMmax也越也越大，同时曲柄轴的最大许允扭矩大，同时曲柄轴的最大许允扭矩MmaxMmax确定了减速器的尺寸和重量。确定了减速器的尺寸和重量。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城235.5.功率功率 NN 如果将扭矩和冲次两个基本参数相乘就得到单位时间（一分钟内）所如果将扭矩和冲次两个基本参数相乘就得到单位时间（一分钟内）所需需 的功，也就是抽油机的功率。根据抽油机功率的大小可把抽油机分为：的功，也就是抽油机的功率。根据抽油机功率的大小可把抽油机分为：游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城24三、游梁抽油机驴头悬点载荷三、游梁抽油机驴头悬点载荷抽油泵工作过程抽油泵工作过程上冲程：上冲程：游动阀关游动阀关（柱塞上的阀）；活塞（柱塞上的阀）；活塞上提，地面排油；同时，上提，地面排油；同时，固定阀开固定阀开（泵筒（泵筒上的阀），底层原油进入泵筒。上的阀），底层原油进入泵筒。下冲程：下冲程：游动阀开游动阀开；固定阀关固定阀关，泵筒向柱，泵筒向柱塞上方排油。塞上方排油。悬点载荷：悬点载荷：抽油杆悬挂在驴头处的载荷。抽油杆悬挂在驴头处的载荷。上下冲程悬点载荷不同上下冲程悬点载荷不同。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城25（一）六项悬点载荷（一）六项悬点载荷：1、静载、静载悬点静载荷变化图 游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城262、动载、动载动载与杆柱运动有关动载与杆柱运动有关。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城273、摩擦力、摩擦力 摩擦力也和抽油杆的运动有关，一般在直井、油管结蜡少和原油粘度不大的情况下一般只占总载荷的25，可以忽略，但是当原油粘度很高时，摩擦力将很大此时不能忽略。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城281 1、稠油高粘度，摩擦力大、稠油高粘度，摩擦力大。（粘度反映液体运动层间的摩擦。（粘度反映液体运动层间的摩擦力，绝对粘度，力，绝对粘度，Pa.sPa.s）2 2、摩擦力：、摩擦力：作用方向与油杆运动相反作用方向与油杆运动相反。游阀液体摩擦发生在。游阀液体摩擦发生在下冲程阀打开时。下冲程阀打开时。3 3、摩擦力低粘油时，忽略不计（占、摩擦力低粘油时，忽略不计（占2 25%5%），高粘油时必考虑。），高粘油时必考虑。现场提出问题现场提出问题：油稠，下冲程杆和柱塞靠自重无法下行。油稠，下冲程杆和柱塞靠自重无法下行。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城29 1.1.上冲程上冲程 悬点从下死点上移，游阀关，悬点从下死点上移，游阀关，固定阀开固定阀开。（二）悬点静载荷大小及变化规律（二）悬点静载荷大小及变化规律游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城30上冲程悬点静载上冲程悬点静载：油杆密度，kg/m3;油密度，kg/m3;杆截面积，m2；F柱塞面积，m2；L抽油杆长或下泵深度m；动液面以上泵沉没度，m,有时认为 0断面面积等于柱塞面积的油柱重，N。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城312.2.下冲程下冲程悬点从上死点下移，游阀开，固定阀悬点从上死点下移，游阀开，固定阀关。关。悬点只承受杆柱在油中重量。悬点只承受杆柱在油中重量。【柱塞上、下油压柱塞上、下油压p油油相等，油对杆产生浮力相等，油对杆产生浮力】杆在油中重量杆在油中重量游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城323.下死点载荷变化（从下至上冲程）（1）抽油杆载荷变化）抽油杆载荷变化悬点载荷悬点载荷：由变为载荷增量：载荷增量：（油柱重量）抽油杆伸长抽油杆伸长：导致导致：悬点走了悬点走了才全部加到杆或悬点上才全部加到杆或悬点上。【相当弹性变形，先走一段空的距离相当弹性变形，先走一段空的距离】伸长使柱塞不动，此时不抽油。伸长使柱塞不动，此时不抽油。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城33（也就是说悬点又走了（也就是说悬点又走了 距离，柱塞与泵筒仍无相对运距离，柱塞与泵筒仍无相对运动，也不抽油。）动，也不抽油。）（2）油管柱载荷变化）油管柱载荷变化下冲程时下冲程时：游阀开，定阀关。：游阀开，定阀关。（柱塞将油管下端固定阀堵住，减去沉没压力。）（柱塞将油管下端固定阀堵住，减去沉没压力。）上冲程时上冲程时：游阀关，油柱由柱塞和抽油杆承担，：游阀关，油柱由柱塞和抽油杆承担，油管柱上无载荷作油管柱上无载荷作用。卸载引起油管缩短。用。卸载引起油管缩短。（油管与泵筒相连）（油管与泵筒相连）油管缩短量：油管缩短量：压在油管下部，方向向下。压在油管下部，方向向下。油管管壁横截面积油管管壁横截面积游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城34变形分配系数，取0.60.9。（3）冲程（悬点冲程）冲程（悬点冲程S）柱塞有效冲程柱塞有效冲程：游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城354.4.上死点载荷变化（上冲程终了，下冲程开始）上死点载荷变化（上冲程终了，下冲程开始）（1 1）杆柱杆柱：静载由静载由 变到变到 。载荷减小载荷减小了了 （折合）油柱重，（折合）油柱重，杆缩短了杆缩短了 ，悬点走过，悬点走过 （距（距离），柱塞不动，泵筒不排油（泵筒向柱塞上方排油，柱塞运动游离），柱塞不动，泵筒不排油（泵筒向柱塞上方排油，柱塞运动游阀才能打开（顶开）。阀才能打开（顶开）。（2 2）油管油管：此时，固定阀关（柱塞不动，泵筒与油管外的油共同压力，：此时，固定阀关（柱塞不动，泵筒与油管外的油共同压力，定阀球自由落下）。定阀球自由落下）。油管承受油管承受载荷载荷由空载由空载增加增加为为 ，管伸长了管伸长了 。悬点又走了悬点又走了 距离，柱塞相对泵筒仍不动，泵筒也不排油。距离，柱塞相对泵筒仍不动，泵筒也不排油。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城36（3 3）柱塞有效行程）柱塞有效行程 （）S-悬点冲程 缩短伸长；伸长缩短只有柱塞运动的距离才为有效行程只有柱塞运动的距离才为有效行程。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城37（三）（三）静力示功图静力示功图 （表示做功的图）（表示做功的图）表示静力传递过程表示静力传递过程 从下死点开始进行从下死点开始进行上冲程上冲程，静力由静力由 变到，变到，悬点增加的载荷悬点增加的载荷 ，是缓慢加到悬点上。，是缓慢加到悬点上。即即悬点走过了悬点走过了 （杆、管静变形）（杆、管静变形），载荷才全部加到悬点上。，载荷才全部加到悬点上。上、下冲程悬点载荷随位移上、下冲程悬点载荷随位移（冲程）（冲程）变化规律。变化规律。上冲程抽油杆载荷上冲程抽油杆载荷：下冲程抽油杆载荷下冲程抽油杆载荷：抽油杆在油中重量始终作用在悬点上。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城38 封闭平行四边形封闭平行四边形上冲程上冲程载荷、位移曲线，ABBC；位移：位移：EB=，BC=；下冲程下冲程载荷、位移曲线，CDDA；位移：位移：经过 后，完成卸载，完成 。称理想示功图称理想示功图从上死点开始进行下冲程，静力由 缓慢减载到 ，经过 全部减去游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城39考虑了动载荷后的功示图由原来的平行四边形变为扭曲的四边形游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城40四、游梁抽油机的平衡四、游梁抽油机的平衡 当抽油机没有平衡装置时，由于上下冲程悬点载荷不均衡，满足上冲当抽油机没有平衡装置时，由于上下冲程悬点载荷不均衡，满足上冲程负载要求的电程负载要求的电 动机在下冲程中将做负功，从而造成抽油机不平衡现象。动机在下冲程中将做负功，从而造成抽油机不平衡现象。不平衡将造成电动机功率的浪费、降低电动机的效率、缩短电动机及抽油不平衡将造成电动机功率的浪费、降低电动机的效率、缩短电动机及抽油装置的寿命，破坏曲柄轴旋转速度的均匀性。装置的寿命，破坏曲柄轴旋转速度的均匀性。平衡原理：使电动机上下行程都做正功。需要加配重，使的配重在下平衡原理：使电动机上下行程都做正功。需要加配重，使的配重在下冲程中把抽油杆自重做的功和电动机输出的功储存起来，在上行程时在释冲程中把抽油杆自重做的功和电动机输出的功储存起来，在上行程时在释放出来。放出来。平衡方式机械平衡气动平衡 （通过游梁带动活塞压缩空气包中的气体）游梁平衡 （游梁尾部加重物，适合小型抽油机）曲柄平衡 （便于调节，可以避免游梁上造成过大的惯性，适合大型抽油机）复合平衡 （游梁平衡加曲柄平衡，多用于中型抽油机）游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城41游梁平衡：游梁平衡：优点：节约配重金属；优点：节约配重金属；平衡效果好；平衡效果好；缺点：不便于调节，缺点：不便于调节，游梁惯性大。游梁惯性大。适合于小型抽油机适合于小型抽油机游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城42曲柄平衡：曲柄平衡：优点：便于调节优点：便于调节缺点：配重大，减速器轴、缺点：配重大，减速器轴、轴承曲柄受力大。轴承曲柄受力大。适合于大型抽油机。适合于大型抽油机。游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城43游梁加曲柄复合平衡游梁加曲柄复合平衡游梁式抽油机游梁式抽油机多用于大中型抽油机多用于大中型抽油机石油钻采机械任连城44游梁式抽油机游梁式抽油机石油钻采机械任连城45第二节第二节 无游梁抽油机简介无游梁抽油机简介一、链条式无游梁抽油机一、链条式无游梁抽油机组成：组成：1 1）动力系统：电动机皮带传动装置和减速器；）动力系统：电动机皮带传动装置和减速器；2 2）换向系统：主动链轮、上链轮、轨迹链条、）换向系统：主动链轮、上链轮、轨迹链条、主轴销。往返架和导轨等；主轴销。往返架和导轨等；3 3）平衡系统：平衡链条。平衡链轮、平衡柱塞、）平衡系统：平衡链条。平衡链轮、平衡柱塞、平衡缸、储能气包、油泵和油气管路等；平衡缸、储能气包、油泵和油气管路等；4 4）悬挂系统：悬绳器、上钢丝绳和滑轮；）悬挂系统：悬绳器、上钢丝绳和滑轮；5 5）机架底座：机架、底座和油底壳）机架底座：机架、底座和油底壳有杆采油设备有杆采油设备石油钻采机械任连城46第二节第二节 无游梁抽油机无游梁抽油机石油钻采机械任连城47二、液压式抽油机二、液压式抽油机 它是利用液压传动的方式把它是利用液压传动的方式把发动机的高速旋转运动通过液缸发动机的高速旋转运动通过液缸变为抽油杆的垂直往复运动。实变为抽油杆的垂直往复运动。实际上，当冲程长度超过际上，当冲程长度超过4.564.56米米时，游梁式抽油机就显得非常笨时，游梁式抽油机就显得非常笨重，使用不方便，而液压抽油机重，使用不方便，而液压抽油机特别适合于长冲程、小冲次的工特别适合于长冲程、小冲次的工作，冲程长度可达作，冲程长度可达6 612m12m，而且，而且冲程和冲次都可以无级调节。冲程和冲次都可以无级调节。主要缺点是：设备较游梁抽油机复杂，操作技术较高，而且工作受到周主要缺点是：设备较游梁抽油机复杂，操作技术较高，而且工作受到周围环境和气候等条件的影响围环境和气候等条件的影响第二节第二节 无游梁抽油机无游梁抽油机石油钻采机械任连城48根据液压回路的循环特点，液压抽油机可分为单循环、双循根据液压回路的循环特点，液压抽油机可分为单循环、双循环和三循环三种形式。环和三循环三种形式。单循环：优点结构简单，单循环：优点结构简单，缺点：闭式回路，油泵吸缺点：闭式回路，油泵吸入压力较高导致泵的排入压力较高导致泵的排出压力不能太大，必须出压力不能太大，必须增加流量，液压元件参增加流量，液压元件参数较大数较大第二节第二节 无游梁抽油机无游梁抽油机石油钻采机械任连城49双循环方案双循环方案：分为驱动系统和平衡系：分为驱动系统和平衡系统两部分：统两部分：控制换向阀的位置可以不断的使驱控制换向阀的位置可以不断的使驱动油缸中的活塞作上下运动实现抽汲动油缸中的活塞作上下运动实现抽汲作业；作业；当两个油缸中的活塞向上运动时，当两个油缸中的活塞向上运动时，空气包中的压缩气体膨胀，帮助油泵空气包中的压缩气体膨胀，帮助油泵上举活塞，当活塞下移，气体压缩储上举活塞，当活塞下移，气体压缩储存能量。存能量。特点：开式系统，泵的进液压力特点：开式系统，泵的进液压力可以较高，同等功率下需要的液量较可以较高，同等功率下需要的液量较小，液压元件较小，但是液压系统复小，液压元件较小，但是液压系统复杂，油缸安装高度大。杂，油缸安装高度大。第二节第二节 无游梁抽油机无游梁抽油机石油钻采机械任连城50三循环方案;泵换向阀驱动油缸上（下）腔平衡油缸活塞杆下（上）移泵换向阀驱动油缸上（下）腔平衡油缸活塞杆下（上）移工作油缸活塞杆下（上）移空气包储能（释放能）工作油缸活塞杆下（上）移空气包储能（释放能）第二节第二节 无游梁抽油机无游梁抽油机石油钻采机械任连城51三、曲柄连杆式无游梁抽油机三、曲柄连杆式无游梁抽油机四、四、柔性件传动抽油机柔性件传动抽油机梅普长冲程抽油机梅普长冲程抽油机第二节第二节 无游梁抽油机无游梁抽油机石油钻采机械任连城52 第三节第三节 抽油泵抽油泵深井泵是依靠抽油机带动抽油杆使活塞在衬套内部做往深井泵是依靠抽油机带动抽油杆使活塞在衬套内部做往复运动来实现抽油的。复运动来实现抽油的。基本型抽油泵本质上相当于单作用基本型抽油泵本质上相当于单作用往复泵的液力端。由往复泵的液力端。由4 4个主要零件组成个主要零件组成;柱塞、泵筒、固定柱塞、泵筒、固定阀（吸液阀）、游动阀（排液阀）阀（吸液阀）、游动阀（排液阀）由于井下空间所限外轮廓结构又细又长。由于井下空间所限外轮廓结构又细又长。工作条件：井下含砂、蜡、水气、硫化氢等，零部件易工作条件：井下含砂、蜡、水气、硫化氢等，零部件易 磨损、易腐蚀。磨损、易腐蚀。抽油泵一般分为管式泵、杆式泵和套管泵三种。抽油泵一般分为管式泵、杆式泵和套管泵三种。它们的区别仅在于工作筒的安装方式。它们的区别仅在于工作筒的安装方式。一、抽油泵的结构特点与分类有杆采油设备有杆采油设备石油钻采机械任连城53二、抽油泵的工作原理二、抽油泵的工作原理1.1.抽油泵的工作原理抽油泵的工作原理上冲程：抽油杆承载。上冲程：抽油杆承载。下冲程：油管承载。下冲程：油管承载。光光杆杆冲冲程程(悬悬点点冲冲程程)：指指光光杆杆从从上上死死点点移移动动到到下死点的距离下死点的距离S S活塞冲程：指活塞从上死点移动到下死点距离活塞冲程：指活塞从上死点移动到下死点距离一个冲数：指活塞上下运动一次；一个冲数：指活塞上下运动一次；冲数：指活塞在泵内每分钟来回运动的次数。冲数：指活塞在泵内每分钟来回运动的次数。第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城54 泵工作原理理解泵工作原理理解两个凡尔开关的情况；两个凡尔开关的情况；开关的原因（即受力的情况）开关的原因（即受力的情况）开和关引起的流体运动情况开和关引起的流体运动情况第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城552.2.泵的理论排量泵的理论排量泵的工作三个基本过程：泵的工作三个基本过程：1)1)活塞在泵内让出容积；活塞在泵内让出容积；2)2)原油进泵；原油进泵；3)3)泵筒排油。泵筒排油。在在理理想想情情况况下下，活活塞塞在在一一个个冲冲程程中中，泵泵应应从从井井筒筒中中抽抽出出的的液液体体体体积积为为V:V:V=fp(M3)式中：式中：fp活塞截面积活塞截面积,M2光杆冲程光杆冲程,MD活塞活塞(泵泵)直径直径,M第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城563、泵效、泵效泵效:抽油井的实际产液量 理论产量Qt=1440fpsn 泵效，泵的工作效率。若泵效0.70.8，则认为泵工作状态良好油井有自喷能力(带喷井)1 当泵效较低时，深井泵可能存在问题。第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城574、影响泵效的因素(1)(1)冲程损失的影响。冲程损失的影响。由于油管柱和抽油杆柱在交变载荷作用下引起弹性变形，由于油管柱和抽油杆柱在交变载荷作用下引起弹性变形，使使活塞冲程活塞冲程P P小于光杆冲程小于光杆冲程，其差值，其差值-P P即为冲程损即为冲程损失。失。(2)(2)气体和充不满的影响。气体和充不满的影响。(3)(3)漏失影响。漏失影响。（4 4）体积系数的影响。（在吸入条件下液体的体积系数大于，）体积系数的影响。（在吸入条件下液体的体积系数大于，地面脱气原油会引起体积收缩，而对泵效计算的影响。因泵地面脱气原油会引起体积收缩，而对泵效计算的影响。因泵效是以地面产出液的体积计算。）效是以地面产出液的体积计算。）第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城58三、抽油泵的结构和类型 有杆抽油泵的组成有杆抽油泵的组成主要有：泵工作筒、衬套、活塞、游动阀和固定阀部分主要有：泵工作筒、衬套、活塞、游动阀和固定阀部分分类：（根据其结构和安装方式）抽油泵管式泵杆式泵第三节第三节 抽油泵抽油泵套管泵石油钻采机械任连城591 1、管式泵、管式泵1 1）、结构）、结构：主要由工作筒、衬套、固定阀、活塞、游动阀、主要由工作筒、衬套、固定阀、活塞、游动阀、压紧节箍组成。工作筒内有衬套，两端用压紧节箍固定衬压紧节箍组成。工作筒内有衬套，两端用压紧节箍固定衬套。常规管式泵为有衬套泵筒、金属柱塞泵。有直径套。常规管式泵为有衬套泵筒、金属柱塞泵。有直径3838、4444、5656、7070、8383、95mm95mm多种多种 规格，冲程规格，冲程3m3m、5m5m泵泵.如图所示：如图所示：第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城60上压紧接箍上压紧接箍上游动凡尔上游动凡尔衬套衬套活塞活塞泵筒泵筒下游动凡尔下游动凡尔加长短节加长短节固定凡尔固定凡尔下压紧节箍下压紧节箍上下管式泵结构图第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城61管式泵实物图管式泵实物图泵体连接固定凡尔第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城62见课本见课本P315图图918石油钻采机械任连城632 2）特点）特点 结构特点：泵筒与油管直接相联；根据固定阀的安装形式结构特点：泵筒与油管直接相联；根据固定阀的安装形式分为固定式和活动式两种，在固定式固定阀安装在油管底部，分为固定式和活动式两种，在固定式固定阀安装在油管底部，检泵时需要起油管；活动式固定阀可以在泵筒下井前装在工检泵时需要起油管；活动式固定阀可以在泵筒下井前装在工作筒上，也可以在下入工作筒后再从地面投入。作筒上，也可以在下入工作筒后再从地面投入。优点：泵筒和柱塞直径大，产液量大；优点：泵筒和柱塞直径大，产液量大；缺点：检泵时需要起油管。缺点：检泵时需要起油管。石油钻采机械任连城642 2、杆式泵杆式泵 杆式泵有两个工作筒：杆式泵有两个工作筒：外工作筒和内工作筒外工作筒和内工作筒。外工作筒带有锁紧卡簧和锥体座等，连接在油管底部，随外工作筒带有锁紧卡簧和锥体座等，连接在油管底部，随油管先下入井内；油管先下入井内；内工作筒与柱塞、固定阀以及游动阀连成一体，通过抽油内工作筒与柱塞、固定阀以及游动阀连成一体，通过抽油杆直接下放到外工作筒内，坐落在锥体座上，由锁紧弹簧杆直接下放到外工作筒内，坐落在锥体座上，由锁紧弹簧卡住，与外工作筒连成一体。卡住，与外工作筒连成一体。优点：只要提起抽油杆就可以提起内工作筒及其内部的柱塞和优点：只要提起抽油杆就可以提起内工作筒及其内部的柱塞和固定阀、游动阀，检修方便。固定阀、游动阀，检修方便。缺点：由于泵筒通过油管下入井内，泵径小，产量较低。缺点：由于泵筒通过油管下入井内，泵径小，产量较低。根据工作筒的安装特点分为定筒杆式泵和动筒杆式泵。根据工作筒的安装特点分为定筒杆式泵和动筒杆式泵。第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城65定筒式：泵筒固定，定筒式：泵筒固定，柱塞作往复运动。柱塞作往复运动。泵筒在油管内用泵筒在油管内用卡簧等固定。泵卡簧等固定。泵的出口处装有防的出口处装有防砂阀，以免油流砂阀，以免油流带处的砂子重新带处的砂子重新进入进入 泵筒。由泵筒。由于柱塞直径较小，于柱塞直径较小，它与抽油杆之间它与抽油杆之间采用过度导杆连采用过度导杆连接。接。第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城66 动筒式：泵筒作往复运动，而柱塞则与固定阀动筒式：泵筒作往复运动，而柱塞则与固定阀连在一起固定在油管下端的锥座上。由于泵筒的上连在一起固定在油管下端的锥座上。由于泵筒的上下移动，在环行空间内造成对油流的扰动使得砂子下移动，在环行空间内造成对油流的扰动使得砂子不易沉积。泵筒无衬套，间隙很大，为了避免产生不易沉积。泵筒无衬套，间隙很大，为了避免产生过大的漏失，泵很长。该种泵适用于过大的漏失，泵很长。该种泵适用于10001000米以内含米以内含砂较大粘度大的油井。砂较大粘度大的油井。第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城67管式泵和杆式泵的比较管式泵和杆式泵的比较第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城683 3、套管泵套管泵4 4、其他类型抽油泵（自学）、其他类型抽油泵（自学）第三节第三节 抽油泵抽油泵石油钻采机械任连城69 第四节第四节 抽油杆及采油辅助设备抽油杆及采油辅助设备一、抽油杆1、抽油杆的作用:(1)连接抽油机和抽油泵;(2)给井下泵传递动力。2、抽油杆的分类 钢制抽油杆常规有杆泵抽油方式玻璃纤维抽油杆含腐蚀介质的油井进行深抽空心抽油杆高含蜡、高凝固点的稠油井含腐蚀介质的油井进行深抽抽油杆规格：抽油杆规格：主要有主要有5/8”，3/4”，7/8”，1”、11/8”等五种。长度一般为等五种。长度一般为8米。米。抽油杆及采油辅助设备抽油杆及采油辅助设备石油钻采机械任连城70抽油杆及采油辅助设备抽油杆及采油辅助设备石油钻采机械任连城71二、抽油杆配套件（自学）1、抽油杆接箍 2、抽油杆光杆 3、加重杆抽油杆及采油辅助设备抽油杆及采油辅助设备石油钻采机械任连城72三、井口装置及辅助设备三、井口装置及辅助设备1.井口装置井井口口装装置置由由套套、油油管管三三通通，盘盘根根盒盒、套套管管闸闸门、生产闸门、套压表和油压表等组成。门、生产闸门、套压表和油压表等组成。1)1)连连接接套套管管、悬悬挂挂油油管管，承承受受井井内内生生产产和和作作业业管柱的载荷。管柱的载荷。2)2)密封油、套管环形空间，控制套管气。密封油、套管环形空间，控制套管气。3 3）控控制制油油管管内内的的油油、气气，引引导导油油、气气进进入入出出油油管线。管线。4)4)保保证证洗洗井井、冲冲砂砂、酸酸化化、压压裂裂等等井井下下作作业业的的顺利进行。顺利进行。5)5)录取油压、套压资料。录取油压、套压资料。6)6)取井口油样，测井内液面、压力资料等。取井口油样，测井内液面、压力资料等。抽油杆及采油辅助设备抽油杆及采油辅助设备石油钻采机械任连城73井口盘根盒结构图2.2.光杆密封装置光杆密封装置其其作作用用是是密密封封光光杆杆与与油油管管之之间间的的环环形形空间，防止井口漏油。空间，防止井口漏油。1 1弹簧座；弹簧座；2 2弹簧；弹簧；3 3下压帽；下压帽；4 4胶皮盘根；胶皮盘根；5 5盘根盒；盘根盒；6 6上压帽；上压帽；7 7盘根帽；盘根帽；8 8撬杆；撬杆；9 9装机油；装机油；1010光杆光杆抽油杆及采油辅助设备抽油杆及采油辅助设备石油钻采机械任连城743.3.悬绳器悬绳器 作作用用：连连接接光光杆杆和和驴驴头头，承承受受抽油时的工作载荷；抽油时的工作载荷；为为动动力力仪仪测测示示功功图图时时提提供供光光杆杆载载荷。荷。悬绳器结构图1 1垫板；垫板；2 2销；销；3 3内套管；内套管；4 4下盘；下盘；5 5顶丝；顶丝；6 6弹簧圈；弹簧圈；7 7钢丝紧固器；钢丝紧固器；8 8上盘；上盘；9 9钢丝绳；钢丝绳；1010特制螺帽；特制螺帽；1111光杆紧固器；光杆紧固器；1212弹簧圈弹簧圈抽油杆及采油辅助设备抽油杆及采油辅助设备石油钻采机械任连城75 练习：1、CYJ10-3-37B代表的意义？石油钻采机械任连城76决决定定的的悬悬点点载载荷荷的的因因素素静 载动 载游梁式抽油机游梁式抽油机