1、第一节 游梁式抽油机 Pumping Units 古老，应用广泛。 四连杆机构： 1杆：曲柄；2杆：连杆；3杆：游梁；4杆：虚杆。,有杆抽油设备,图8-1 抽油机机构简图,一、游梁式抽油机结构,1. 结构组成：电机；减速箱；曲柄；连杆；游梁；平衡块；支架；驴头；制动器；悬绳器。,驴头将游梁前端往复圆弧运动，变为抽油杆垂直往复运动。 驴头目的：对中井口。,游梁,连杆,平衡块,曲柄,电机,皮带轮,减速箱,支架,驴头,悬绳器,常规型,2. 型号（标准化）游梁 复合 曲柄 气 CYJ （Y） （F） （B） （Q）抽油机 悬点载荷 冲程（m） 最大扭矩 平衡方式（x10KN） 例，CYJ8-3-37-
2、HB：悬点载荷80kN ；冲程3m；扭矩37；H圆弧齿轮箱；B曲柄平衡。,3. 基本类型 常规型：支点在中间，动力在尾部（见图9-2）；双驴头抽油机（变力臂，节能。）； 前置式：支点在尾部，动力在中间（见图9-3）。,前置式,悬点载荷：P挂抽油杆处，反应下泵深度。取决于杆和液柱重量。 最大扭矩：M曲柄轴最大扭矩。（用于选择电机功率） 冲程长度：S反应采油量。悬点冲程，受机构限制34m，6m长冲程。（曲柄连杆机构难以实现长冲程。）S正比于曲柄半径。 冲次：n悬点冲程数，反应采油量。（每分钟往复次数） 低冲次 ；高冲次 ； 中等冲次为二者之间。,二、主参数,三、游梁抽油机驴头悬点载荷,抽油泵工作过
3、程 上冲程：游动阀关（柱塞上的阀）；固定阀开（泵筒上的阀），地面排油。 下冲程：游动阀开；固定阀关，泵筒向柱塞上方排油。 悬点载荷：抽油杆悬挂在驴头处的载荷。 上下冲程悬点载荷不同。,（一）六项悬点载荷：,静载,图8-2 悬点静载荷变化图,动载,动载与杆柱运动有关。,稠油高粘度，摩擦力大。 （粘度反映液体运动层间的摩擦力，绝对粘度，Pa.s） 摩擦力：作用方向与油杆运动相反。游阀液体摩擦发生在下冲程阀打开时。 摩擦力低粘油时，忽略不计（占25%），高粘油时必考虑。,现场提出问题： 油稠，下冲程杆和柱塞靠自重无法下行。,1. 上冲程悬点从下死点上移，游阀关，固定阀开。,（二）悬点静载荷大小及变化
4、规律,上冲程悬点静载： （泵筒进油） 杆自重 油柱重 油管外沉没油柱对柱塞底压力 （1）杆在油中重油杆重度，N/m3; 油重度，N/m3;杆截面积，m2；F柱塞面积，m2； L抽油杆长或下泵深度m；泵沉没度，m（有时认为 ）动液面以上（ ），断面面积等于柱塞面积的油柱重，N。,2. 下冲程 悬点从上死点下移，游阀开，固定阀关。 悬点只承受杆柱在油中重量。（2）杆在油中重量 【柱塞上、下油压 油 相等，油对杆产生浮力】,3. 下死点载荷变化 （从下至上冲程） （1）抽油杆载荷变化 悬点载荷：由 变至 载荷增量： （油柱重）杆伸长： 导致：悬点走了 距离，载荷 才全部加到杆或悬点上。【相当弹性变形
5、，先走一段空的距离】 伸长使柱塞不动，此时不抽油。,（2）油管柱载荷变化 下冲程时：游阀开，定阀关。 （柱塞将油管下堵住，减去沉没压力。）压在油管下部。 上冲程时：游阀关，油柱由柱塞和抽油杆承担油管柱上无载荷作用。卸载引起油管缩短。（油管与泵筒相连） 缩短大小： （ 管壁面积）（悬点又走了 距离，柱塞与泵筒仍无相对运动，也不抽油。）,（3）冲程（悬点冲程S）柱塞有效冲程： （4）变形分配系数，取0.60.9。,（3）,4. 上死点载荷变化 上冲程终了，下冲程开始。 （1）杆柱：静载由 变到 。 载荷减小了 （折合）油柱重，杆缩短了 ，悬点走过 （距离），柱塞不动，泵筒不排油（泵筒向柱塞上方排油
6、，柱塞运动游阀才能打开（顶开）。（2）油管：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）。 油管承受载荷由空载增加为 ，管伸长了 。悬点又走了 距离，柱塞相对泵筒仍不动，泵筒也不排油。,（3）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。（P9）,5. 静力示功图 （表示做功的图）定义：上、下冲程悬点载荷 随位移（冲程）变化规律。,（第3次课，2006）,上冲程载荷： 下冲程载荷： 抽油杆在油中重量 始终作用在悬点上。, 表示静力传递过程从下死点开始进行上冲程，静力由 变到，,悬点增加的载荷 ，是缓慢加到悬点上。 即悬点走过了 （杆
7、、管静变形），载荷才全部加到悬点上。,【这里可认为悬点不动，载荷增加，由于变形， 向下延伸。 现在悬点在运动，相当于把变形部分的 ，很轻松的拉过去。】, 封闭平行四边形 上冲程载荷、位移曲线，ABBC； 位移：EB= ，BC= ； 下冲程载荷、位移曲线，CDDA； 位移：经过 后，完成卸载，完成 。 称理想示功图,下冲程缓慢减载，经过 全部减去,（三）悬点动载荷大小及变化 惯性载荷和振动载荷，高冲数必须考虑动载影响。1. 惯性载荷,分两部分： 和 （由加速度造成）。 认为杆、油柱运动规律一致，随悬点 而变。 悬点随曲柄转动而摆动，悬点为非匀速，有 。,（5）,油管过流扩大，油柱加速度下降系数。,
