抽油机工作原理

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1、 有 杆 泵采 油 抽 油 机 有 杆 泵 （ 简 称 有 杆 泵 ）地 面 驱 动 螺 杆 泵l有 杆 泵 采 油 占 主 导 地 位 ， 占 人 工 举 升 方 式 的 90l发 展 时 间 长l技 术 较 成 熟工 艺 比 较 配 套 设 备 装 置 耐 用 ， 故 障 率 低抽 深 和 排 量 能 够 覆 盖 大 多 数 井抽 深 和 排 量 不 及 水 力 活 塞 泵 和 射 流 泵 ， 单 独 排 量 不 及 电 潜 泵对 出 砂 、 高 气 油 比 、 结 蜡 或 流 体 中 含 有 腐 蚀 性 介 质 的 井 会 降 低效 率 和 寿 命概 述 一 有 杆 抽 油 装 置抽 油

2、 机抽 油 泵抽 油 杆 柱1、 固 定 凡 尔 2、 泵 筒 3、 游 动 凡 尔4、 活 塞 5、 抽 油 杆 6、 动 液 面7、 油 管 8、 套 管 9、 采 油 树10、 盘 根 11、 光 杆 12、 驴 头 13、 游 梁 14、 连 杆 15、 曲 柄16、 减 速 箱 17、 电 机 1、抽油机按 照 基 本 结 构 可 分 为 ：l无 游 梁 式 l游 梁 式常 规 型 (普 通 型 )异 相 型前 置 型 游梁式抽油机结构 游 梁 式 抽 油 机 主 要 由 游 梁 连 杆 曲 柄 （ 四 连 杆 ） 机 构 、 减速 机 构 （ 减 速 器 ） 、 动 力 设 备 （

3、 电 动 机 ） 和 辅 助 装 置 等 四 部 分 组成 。 .常 规 型 抽 油 机结 构 特 点 ： 曲 柄 轴 中 心 基本 位 于 游 梁 尾 轴 承 的 正 下方 。 运 动 特 点 ： 上 下 冲程 运 行 时 间 相 等 .异 相 型 抽 油 机结 构 特 点 ： 曲 柄 轴 中 心 与 游 梁 尾 轴承 存 在 一 定 的 水 平 距 离 ；曲 柄 平 衡 重 臂 中 心 线 与 曲 柄 中 心 线存 在 偏 移 角 （ 曲 柄 平 衡 相 位 角 ） 。 运 动 特 点 ： 使 得 上 冲 程 的 曲 柄转 角 明 显 大 于 下 冲 程 ， 从 而 降低 了 上 冲 程

4、的 运 行 速 度 、 加 速度 和 动 载 荷 ， 达 到 减 小 抽 油 机载 荷 、 延 长 抽 油 杆 寿 命 和 节 能的 目 的 前 置 型 抽 油 机 结 构 特 点 ： 支 架 位 于 游 梁 的 一 端 ， 驴 头 和 曲 柄 连 杆 同 位 于另 一 端 。 运 动 特 点 ： 上 冲 程 运 行 时 间 下 冲 程 运 行 时 间 ， 从 而 降 低 了上 冲 程 的 运 行 速 度 、 加 速 度 和 动 载 荷 。 前 置 型 多 为 重 型 长 冲 程 抽 油 机 ， 除 采 用 机 械 平 衡 外 还 采 用气 动 平 衡 。 我 国 游 梁 式 抽 油 机 型

5、号 表 示 法 例 ： CYJQ 12-5-73H B 型 号 厂 家 冲 程 级 别 冲 次 级 别 皮 带 型 号CYJQ12-5-48(53)HY 三 机 厂 12型 5、 4.2、 3.4 4、 5、 6 6L5V-6500CYJQ12-5-53HY( ) 三 机 厂 12型 5、 4.2、 3.4 4、 5、 6 6L5V-6600/6500CYJSQ12-5-53HY 总 公 司 12型 5、 4、 3 4、 5、 6 6L5V-6500彩 南 常 规 机 型 介 绍 型 号 厂 家 冲 程 级 别 冲 次 级 别 皮 带 型 号CYJY10-3-53HB 三 机 厂 10型 1.

6、8、 2.2、2.6、 3.0 6、 9、 12 6L5V-6500CYJY12-4.2-73HF 德 阳 12型 4.2、 3.6、 3 6、 8、 10 7100下 偏 杠铃 型 号 厂 家 冲 程 级 别 冲 次 级 别 皮 带 型 号CYJY12-4.2-73HB 江 汉 12型 4.2、 3.6、 3 6、 8、 10 7100CYJY12-5-73HB 江 汉 12型 5.0、 4.4、 3.8 6、 8、 10 7100 了 解 ： 变 形 游 梁 式 抽 油 机 ： 如 双 驴 头 式 、 旋 转 驴 头 式 、 大 轮 驴 头 式 、大 轮 式 、 以 及 斜 直 井 游 梁

7、 式 抽 油 机 。 目 的 ： 增 大 冲 程 、 节 能 及 改 善 抽 油 机 的 结 构 特 性 和 受 力 状 态 。 无 游 梁 抽 油 机 （ 特 别 超 长 冲 程 抽 油 机 ） ： 如 链 条 式 、 增 距 式 和宽 带 式 抽 油 机 等 ， 主 要 特 点 ： 多 为 长 冲 程 和 慢 冲 次 ， 目 的 ： 扩 大 有 杆 泵 抽 油 的 适 用 范 围 ， 适 应 深 井 和 稠 油 的 特 殊 需要 。 2、抽油泵 基 本 要 求 ：l结 构 简 单 、 强 度 高 ； 工 作 可 靠 ， 使 用 寿 命 长l材 料 耐 腐 蚀 和 耐 磨 性 强l便 于 起

8、 下l规 格 类 型 能 满 足 不 同 油 田 的 采 油 工 艺 需 要 （排 量 、 温 度 、 砂 、 蜡 、 气 ） 。 .泵 的 工 作 原 理 抽 油 泵 主 要 由 泵 筒 （ 外 筒 衬 衣 套 ） 、 柱塞 、 固 定 阀 和 游 动 阀 四 部 分 组 成 。 柱 塞 上 下 运 动 一 次 称 一 个 冲 程 ， 也 称 一 个 抽汲 周 期 。 一 个 周 期 完 成 进 液 和 排 液 过 程 。 1） 上 冲 程抽 油 杆 带 动 活 塞 向 上 运 动 ： a.泵 内 压 力 下 降 ， 游 动 凡 尔 关 闭 ， 井 口 排 液 。 b.固 定 凡 尔 打 开

9、 泵 内 吸 油 。 c.抽 油 杆 加 载 拉 伸 。 d.油 管 缩 短泵 内 吸 液 ， 井 口 排 液 的 过 程 造 成 吸 液 进 泵 的 条 件 :泵 内 压力 (吸 入 压 力 )柱塞 以 上 的 液 柱 压 力 。 .泵 的 理 论 排 量假 设 ： l活 塞 的 冲 程 等 于 光 杆 的 冲 程 ；l活 塞 让 出 的 体 积 完 全 被 原 油 充 满l抽 油 系 统 无 漏 失 。 即 ： 柱 塞 上 下 一 次 吸 入 和 排 出 的 液 体 体 积 相 等 泵 的 理 论 排 量 为式 中 ： Q t泵 的 理 论 体 积 排 量 ， m3/d； A p柱 塞 截

10、 面 积 ， m2 ； D泵 径 ， m； S光 杆 冲 程 ， m； n冲 次 ， min 1。 SnAQ pt 1440泵 的 理 论 排 量 为 Q t=KSnD=32,K=1.16; D=38,K=1.63;D=44,K=2.19; D=56,K=3.54。 3. 抽 油 泵 类 型 和 结 构 按 抽 油 泵 在 油 管 中 的 固 定 方 式 分 为 ： 管 式 泵 和 杆 式 泵 两 大 类 型 。 按 抽 油 泵 泵 筒 结 构 又 分 为 整 筒 泵 和 组 合 泵 （ 衬 套 泵 ） 。 1） 管 式 泵l 泵 筒 连 接 在 油 管 下 部 下 入 井 中 ， 然 后 投

11、 入 可 打 捞的 固 定 阀 装 置 （ 有 的 固 定 阀 直 接 连 接 在 泵 筒 下 部 随油 管 下 入 ） ；l 柱 塞 连 接 在 抽 油 杆 柱 下 端 下 入 泵 筒 内 。l优 点 ： 结 构 简 单 ， 成 本 低 ， 排 量 较 大l缺 点 ： 起 下 泵 作 业 时 ， 它 需 起 下 全 部 油 管 ， 修 井 时间 长 ， 费 用 高l适 用 范 围 ： 下 入 深 度 较 小 ， 产 量 较 高 的 井 2） 杆 式 泵 将 整 个 泵 在 地 面 组 装 成 套 后 ， 随 抽 油 杆 柱 插 入 油管 内 的 预 定 位 置 固 定 ， 故 又 称 为 “

12、 插 入 式 泵 ” 。l优 点 ： 起 下 泵 作 业 时 ， 可 不 起 下 油 管 。l缺 点 ： 结 构 复 杂 ， 制 造 成 本 高l适 用 范 围 ： 深 井 ， 单 井 产 量 相 对 低 的 井 3、 抽 油 杆 柱 上 经 光 杆 连 接 抽 油 机 ， 下 接 抽 油 泵 的 柱 塞 ， 其 作 用 是 将 地 面抽 油 机 悬 点 的 往 复 运 动 传 递 给 井 下 抽 油 泵 。 分 类 ：l 常 规 抽 油 杆 ： 普 通 抽 油 杆 其 杆 体 是 实 心 圆 形 断 面 的 钢 杆 ，其 特 点 是 ： 结 构 简 单 ， 易 制 造 ， 成 本 低 。 主

13、 要 用 于 常 规 有 杆抽 油 方 式 。l特 种 抽 油 杆 ： 如 超 高 强 度 抽 油 杆 、 玻 璃 钢 抽 油 杆 、 空 心抽 油 杆 和 连 续 抽 油 杆 等 。 为 了 满 足 高 含 水 、 稠 油 、 高 含 蜡 、 含 腐 蚀 介 质 以 及 深 井 和 和 斜 井 采 油 的 需 要 3、 抽 油 杆 柱 附 属 器 具 ：l光 杆 位 于 抽 油 杆 最 上 端 ， 其 作 用 是 连 接 驴 头 钢 丝 绳 与 井 下 抽油 杆 ， 并 同 井 口 盘 根 配 合 密 封 抽 油 井 口 。l 加 重 杆 用 于 大 泵 抽 油 、 稠 油 井 和 深 井

14、， 抽 油 杆 柱 的 下 部 采用 加 重 杆 ， 防 止 抽 油 杆 柱 下 部 发 生 纵 向 弯 曲 ， 减 少 抽 油 杆 的 断脱 事 故 。l抽 油 杆 扶 正 器 用 于 斜 井 和 丛 式 井 ， 使 抽 油 杆 处 于 油 管 中 心 ，不 直 接 与 油 管 接 触 ， 减 少 抽 油 杆 的 磨 损 、 振 动 和 弯 曲 。 还 有 用 于 减 少 抽 油 杆 振 动 的 减 振 器 、 防 止 抽 油 杆 接 箍 旋 松 的防 脱 器 等 。 二 抽 油 机 平 衡1、平衡方式及其原理游 梁 式 抽 油 机 平 衡 采 用 气 动 平 衡 和 机 械 平 衡 两 种

15、 方 式 。其 中 ， 机 械 平 衡 又 分 为 ： 1） 游 梁 平 衡 ； 2） 曲 柄 平 衡 ； 3) 复 合 平 衡 。平 衡 的 基 本 原 理 ： 下 冲 程 过 程 中 以 某 种 方 式 把 抽 油 杆 柱 所 放 出 的能 量 、 电 动 机 提 供 的 能 量 储 存 起 来 ， 到 上 冲 程 时 再 释 放 出 来 帮 助电 动 机 做 功 。 二、抽油机平衡l下 冲 程 存 储 能 量存 储 能 量 电 机 所 做 功 抽 油 杆 下 落 悬 点 所 做 功l上 冲 程 释 放 能 量 释 放 能 量 +电 机 所 做 功 =悬 点 提 升 所 做 功u平 衡 原

16、 则 ： 电 机 在 上 下 冲 程 中 做 功 相 等u实 际 检 验 和 调 整 平 衡 时 ：上 下 冲 程 电 机 电 流 峰 值 相 等或 减 速 器 扭 矩 峰 值 相 等 当 上 冲 程 电 流 大 时 ， 平 衡 块 向 外 移 动 ； 反 之 ， 平 衡 块 向 里 移 动 。平 衡 调 整 方 法 :游 梁 平 衡 ： 调 整 平 衡 重曲 柄 平 衡 ： 优 先 改 变 平 衡 半 径 R平 衡 状 况 的 检 查 与 调 整 ),max( ),min( 2max1max 2max1max MM MM平 衡 度 三 、 抽 油 井 生 产 分 析1、液面动 液 面 、 静

17、 液 面 及 沉 没 度Q=K(H s-Hf)=K(Lf-Ls) fSSf HH QLL QK 静 液 面 与 动 液 面 之 差 （ H=HS-Hf） 相对 应 的 压 力 差 即 为 油 层 的 生 产 压 差 。 gpLL LCffc 液 面 测 量 方 法 回 声 探 测 法（ 1） 单 声 道 回 声 仪 探 测 液 面 yy SSLL （ 2） 双 声 道 回 声 仪 探 测 液 面 折 算 液 面 音 标Ly 2、理论示功图ABC为 上 冲 程 静 载 变 化 线 ， CDA为 下 冲 程 静 载 变 化 线AB为 加 载 线 ， CD为 卸 载 线 ； 加 载 和 卸 载 过 程 中 游 、 固 阀 均 关 闭吸 入 过 程 (固 定 阀 开 )排 液 过 程 (游 动 阀 开 )O 加 载 线 卸 载 线 W SOAWrWL B B CDD S Sp加 载 线 卸 载 线吸 入 过 程 (固 定 阀 开 )排 液 过 程 (游 动 阀 开 )静 态 载 荷 理 论 示 功 图SplABC 上 冲 程lCDA 下 冲 程lAB 加 载 线lCD 卸 载 线lBC 泵 吸 入lDA 泵 排 出l加 载 、 卸 载 过 程 中 游动 阀 和 固 定 阀 均 关 闭 理 论 示 功 图