磕头机
抽油机常见故障概要
? （2）检查基础和底座的连接部分，斜铁是否
有松动，紧固螺钉是否松动。
第六页，编辑于星期一：十八点 十八分。
? （3）检查支架的支腿底座与抽油机的底座连接部分，
两条前支腿部分水平是否达到要求，是否有缝隙。
后支腿是否有缝隙、接触不牢固。抽油机运转时，
梯子是否晃动严重。
游梁式抽油机常见故 障分析及处理方法
第一页，编辑于星期一：十八点 十八分。
1.游梁抽油机工作原理：
游梁抽油机俗称“磕头机”，是将原油从 井下举升到地面的主要采油设备之一，常用的
有杆抽油设备有三部分组成：一是地面驱动设
备即抽油机；二是井下的抽油泵，它悬挂在油 井油管的下端；三是抽油杆，它将地面设备的 运动和动力传递给井下抽油泵。抽油机由电动
? 曲柄键不合格，输出轴键槽与曲柄键槽有问题。 ? 三 . 处理方法
? 更换键或加工异形键。
第二十七页，编辑于星期一：十八点 十八分。
2.9悬绳器绳辫拉断的故障及处理
方法
? 一.故障现象 ? 绳辫粗细不均匀，腐蚀严重，锈很多，拉断砸在井口
密封圈盒上。
? 二. 故障原因 ? （1）绳辫钢绳中的麻芯断，造成钢绳间的互相摩擦，
? 将曲柄停在水平位置，检查紧固螺栓及
锁紧牙块螺栓，回复到原位置，上紧紧 固螺栓。
第二十六页，编辑于星期一：十八点 十八分。
2.8曲柄在输出轴上外移的故障及处理 方法
? 一. 故障现象
? 曲柄在输出轴上向外移，从后面看抽油机连杆 不是垂直而是下部向外，严重时掉曲柄造成翻 机事故。
? 二. 故障原因
线，并定期检查。
第二十二页，编辑于星期一：十八点 十八分。
磕头机工作原理
磕头机工作原理
磕头机，又称为打头机，是一种常见的工业设备，主要用于对金属材料进行成
型加工。
它的工作原理主要包括机械传动、液压系统和控制系统三个方面。
下面我将详细介绍磕头机的工作原理。
首先，磕头机的机械传动系统是其工作的基础。
机械传动系统由电机、减速器、连杆机构等组成，通过电机驱动减速器运转，再通过连杆机构将运动传递到冲头上，从而实现对工件的成型加工。
在这个过程中，机械传动系统起到了传递和转换动力的作用，是磕头机正常工作的重要保障。
其次，液压系统也是磕头机工作原理中不可或缺的一部分。
液压系统包括液压泵、液压缸、液压阀等组件，通过液压泵将液压油送入液压缸内，从而产生巨大的压力，驱动冲头对工件进行成型加工。
液压系统的作用是提供足够的压力和稳定的动力，保证磕头机能够对工件进行精确、高效的成型加工。
最后，控制系统是磕头机工作原理中的关键环节。
控制系统由电气控制柜、PLC控制器、传感器等组成，通过对磕头机的各个部件进行监测和控制，实现对
工件成型加工过程的精确控制。
控制系统的作用是确保磕头机能够按照预设的工艺参数进行工作，保证成型加工的质量和稳定性。
总的来说，磕头机的工作原理是由机械传动、液压系统和控制系统三个方面共
同协作完成的。
机械传动系统提供动力和运动传递，液压系统提供成型加工所需的巨大压力，控制系统则保证磕头机能够按照预设的工艺参数进行精确控制。
这三个方面共同作用，使得磕头机能够对金属材料进行精确、高效的成型加工，是现代工业生产中不可或缺的重要设备之一。
变频器在油田磕头机上的应用
三晶变频器在油田磕头机上的应用一、 前言进入21世纪，变频调速技术得益于其优异的节能特性和调速特性，在我国油田中得到广泛应用，中国产值能耗是世界上最高的国家之一。
要解决产品能耗问题，除 其它相关的技术问题需要改进外，变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施。
油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，油田中变频器的应用主要集中在 游梁式抽油机控制、电潜泵控制、注水井控制和油气集输控制等几个场合。
游梁式抽油机俗称“磕头机”，是目前各个油田所普遍采用的抽油机，但是目前的抽油机 系统普遍存在着效率低、能耗大、冲程和冲次调节不方便等明显的缺点。
本文主要介绍SAJ 变频器在游梁式抽油机上的应用。
一、 磕头机的工作原理图1 游梁式抽油机实物图如图1,游梁式抽油机实物图所示,当磕头机工作时，驴头悬点上作用的载荷是变化的。
上冲程时，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，在抽油机未进行平衡的条件 下，电动机就要付出很大的能量。
在下冲程时，抽油机杆柱转而对电动机做功，使电动机处于发电机的运行状态。
抽油机未进行平衡时，上、下冲程的载荷极度不均 匀，这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶化抽油杆的工作条件，增加它的断裂次数。
为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁 尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重，如图1所示。
这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡重的位能。
为了抬高平衡配重，除了依靠抽 油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。
在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时w w w .s a j bp .c o m储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了 电动机在上冲程时所需给出的能量。
目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油机的一个工作循环中，有两个电动机运行状态和两 个发电机运行状态。
当平衡配重调节较好时，其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。
磕头机的工作原理
磕头机的工作原理
磕头机是一种常见的机械设备，它的工作原理主要是通过电动机驱动摆臂进行往复运动，从而实现磕头的动作。
下面我们来详细了解一下磕头机的工作原理。
磕头机的核心部件是电动机。
电动机通过电流的作用产生磁场，进而将电能转换为机械能。
在磕头机中，电动机的转子与摆臂相连，当电流通过电动机时，摆臂就会受到驱动力的作用而产生往复运动。
磕头机的摆臂是实现磕头动作的关键部件。
摆臂一般采用弯曲杆状结构，其一端与电动机的转子相连，另一端则通过铰链与磕头装置相连。
当电动机驱动转子旋转时，摆臂就会随之做出往复运动，从而带动磕头装置进行磕头动作。
磕头装置是磕头机的重要组成部分，它一般由下压头和上压头组成。
下压头固定在机器底座上，上压头则由摆臂带动进行下压运动。
在磕头的过程中，下压头将工件固定在机床上，上压头则施加压力进行磕头操作。
通过不断循环这一过程，磕头机可以完成对工件的连续磕头。
除了上述核心部件，磕头机还配备了一些辅助装置，如控制系统、传感器等。
控制系统可实现对电动机的启停、转速调节等功能，从而控制磕头机的工作状态。
传感器则用于监测磕头过程中的各种参数，如摆臂的位置、磕头力度等，以确保磕头的准确性和稳定性。
总结起来，磕头机的工作原理是通过电动机驱动摆臂进行往复运动，从而带动磕头装置进行磕头操作。
它通过不断重复这一过程，可以实现对工件的连续磕头。
磕头机在工业生产中起到了重要的作用，提高了生产效率和产品质量，广泛应用于各个领域。
随着科技的不断进步，磕头机的工作原理也在不断创新和改进，以适应不同工件的磕头需求。
抽油机
抽油机（俗称“磕头机”）1、概述抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”，通过加压的办法使石油出井。
2、工作原理当抽油机上冲程时，油管弹性收缩向上运动，带动机械解堵采油器向上运动，撞击滑套产生振动；同时，正向单流阀关闭，变径活塞总成封堵油当抽油机下冲程时，油管弹性伸长向下运动，带动机械解堵采油器向下运动，撞击滑套产生振动；同时，反向单流阀部分关闭，变径活塞总成仍然封堵油套环形油道，使反向单流阀下方区域形成高压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一种反向的冲击力。
油井内的机械解堵采油器就是利用油管柱周期性的弹性变形来产生周期性的上下往复运动，从而对地层产生抽吸挤压频繁交替变换的活塞作用。
油层内“粘连”的液滴和堵塞颗粒物受到这种频繁地抽吸力和挤压力扰动后，被迫脱离原位，最终，使不易移动的液滴开始流动，使“粘连”的堵塞颗粒物脱离油道，实现疏通油道、扩大油流增加原油产量的目的。
套环形油道，使正向单流阀下方区域形成负压区，相当于对地层产生了一个强大的抽吸力。
磕头机即游梁式抽油机是油田广泛应用的传统抽油设备，通常由普通交流异步电动机直接拖动。
其曲柄带以配重平衡块带动抽油杆，驱动井下抽油泵做固定周期的上下往复运动，把井下的油送到地面。
在一个冲次内，随着抽油杆的上升/下降，而使电机工作在电动/发电状态。
上升过程电机从电网吸收能量电动运行；下降过程电机的负载性质为位势负载，加之井下负压等使电动机处于发电状态，把机械能量转换成电能回馈到电网。
然而，井下油层的情况特别复杂，有富油井、贫油井之分，有稀油井、稠油井之别。
恒速应用问题显而易见。
如抛却这些不谈，就抽油机油泵本身而言，磨损后的活塞与衬套的间隙漏失等都是很难解决的问题，况且变化的地层因素如油中含砂、蜡、水、气等复杂情况也对每冲次抽出的油量有很大的影响。
看来，只有调速驱动才能达到最佳控制。
引进调速传动后，可根据井下状态调节抽油机冲程频次及分别调节上、下行程的速度，在提高泵的充满系数的同时减少泵的漏失，以获得最大出油量。
磕头机
特殊油井的条件需要，多功能泵还具有反向预 热循环、泵内吸砂、大流量携砂功能、泵下加 热，等集多种功能为一体，为各类油井的开采 提供了宽扩适配性能。
“高效节能、易操作、易维护”
一·变频器的改造
变频调速器具有低速软启动，转速可以平 滑地大范围调节，对电动机保护功能齐全，如 短路、过载、过压、欠压及失速等，可有效地 保护电机及机械设备，具有运行平稳、可靠， 提高功效等诸多优点，是抽油设备改造的理想 方案，其应用效果十分明显。
变频器在抽油机的控制问题主要体现在如下 几个方面 (1)·再生能量的处理问题，游梁式抽油机运 动为反复上下提升，一个冲程提升一次，其动 力来自电动机带动的两个重量相当大的钢质滑 块，当滑块 提升时，类似杠杆作用，将采油机 杆送入井中；滑块下降时，采油杆提出带油至 井口，由于电动机转速一定，滑块下降过程中， 负荷减轻，电动机拖动产生的能量无法被负载 吸引，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电动 机进入再生发电状态，将多余能量反馈到电网， 引起主回路母线电压升高，势
(2) 以节能为第一目标的变频改造。这点较 普遍，一方面，油田抽油机为克服大的起动转 矩，采用的电动机远远大于实际所需功率，工 作时电动机利用率一般为 20%～30%，最高不 会超过50%，电动机常处于轻载状态，造成资 源浪费。另一方面，抽油机工作情况的连续变 化，取决于地底下的状态，若始终处于工频运 行，也会造成电能浪费。为了节能，提高电动 机工作效率，需进行变频改造。
若仍工频运行，势必浪费电能，造成不必要损耗， 这时须考虑实际工作情况，适当降低电动机转速， 减少冲程，有效提高充盈率。
游梁式抽油机的变频改造主要有 以下3个方面
(1) 大大提高了功率因数（可由原来的 0.25～0.5提高到0.9以上），大大减小了供电 （视在）电流，从而减轻了电网及变压器的负 担，降低了线损，可省去大量的“增容”开支. 这主要集中在供电企业对电网质量要求较高的 场合，为避免电网质量的下降，需引入变频控 制，其主要目的就是减小抽油机工作过程对电 网的影响。
变频器在油田磕头机上的节能与能量
变频调速技术得益于其优异的节能特性和调速特性，在我国油田中得到广泛应用，中国产值能耗是世界上最高的国家之一。
要解决产品能耗问题，除其它相关的技术问题需要改进外，变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施。
油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，油田中变频器的应用主要集中在游梁式抽油机控制、电潜泵控制、注水井控制和油气集输控制等几个场合。
游梁式抽油机俗称“磕头机”，是目前各个油田所普遍采用的抽油机，但是目前的抽油机系统普遍存在着效率低、能耗大、冲程和冲次调节不方便等明显的缺点。
具体怎么样应用可以参照SAJ变频器在游梁式抽油机上的应用。
1.磕头机工作原理当磕头机工作时，驴头悬点上作用的载荷是变化的。
上冲程时，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，在抽油机未进行平衡的条件下，电动机就要付出很大的能量。
在下冲程时，抽油机杆柱转而对电动机做功，使电动机处于发电机的运行状态。
抽油机未进行平衡时，上、下冲程的载荷极度不均匀，这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶化抽油杆的工作条件，增加它的断裂次数。
为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重，如图1所示。
这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡重的位能。
为了抬高平衡配重，除了依靠抽油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。
在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了电动机在上冲程时所需给出的能量。
目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油机的一个工作循环中，有两个电动机运行状态和两个发电机运行状态。
当平衡配重调节较好时，其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。
2. 变频器在抽油机的控制问题主要体现在如下几个方面一方面是再生能量的处理问题,游梁式抽油机运动为反复上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块提升时，类似杠杆作用，将采油机杆送入井中；滑块下降时，采油杆提出带油至井口，由于电动机转速一定，滑块下降过程中，负荷减轻，电动机拖动产生的能量无法被负载吸引，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电动机进入再生发电状态，将多余能量反馈到电网，引起主回路母线电压升高，势必会对整个电网产生冲击，导致电网供电质量下降，功率因数降低的危险；频繁的高压冲击会损坏电动机，造成生产效率降低、维护量加大，极不利于抽油设备的节能降耗，给企业造成较大经济损失。
变频器在油田磕头机上的节能与能量
一、概况磕头机是目前采油生产中的主要设备，其数量达10万台以上。
电动机装机总容量在3500万kW，年耗电量达百亿度以上。
磕头机用电量约占油田总用电量的40%，运行效率非常低，平均运行效率只有25%，功率因数低，电能浪费大。
因此，磕头机节能潜力非常巨大，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。
本文介绍了采用变频调速技术，使磕头机的运动规律适应油井的变化工况，实现系统效率的提高，达到节能增产的目的。
二、抽油机变频改造的几个好处1、大大提高功率因数，（0.25～0.5提高到0.9以上）。
减小了供电电流，从而减小了电网及变压器的负荷。
2、动态调整抽取速度，一方面节能，同时增加原油产量。
3、实现真正“软起动”对电机变速箱抽油机，避免过大机械冲击，延长设备使用寿命。
三、磕头机负载分析1、国内应用最广泛的是游梁式竖井磕头机，它有三部分组成：（1）地面部分：由电动机、减速器和四连杆构成。
（2）井下部分：抽油泵（吸入阀、泵筒、柱塞和排油阀），它悬挂在套管中的下端。
（3）抽油杆柱：连接地面抽油机和井下抽油泵的中间部分。
2、磕头机的电机负荷是按周期变化的，开始起动时，负荷很大，要求启动转矩很大。
正常运行时负荷率很低，一般在20%左右，高时负荷率只有30%。
电机的负荷曲线有2个峰值，分别为磕头机上、下冲程的“死点”。
未进行平衡的条件下，上、下冲程的负载极度不均衡，在上冲程时，需要提起抽油杆柱和液柱，电机需付出很大能量。
在下冲程时，抽油杆柱对电机作功，使电机处于发电状态。
通常在磕头机的曲柄上加上平衡块，消除上下冲程负载不平衡度。
平衡块调节较好，其发电状态的时间和产生的能量就小，由于抽油负荷是每时每刻在变化，平衡配重不可能随抽油负荷作完全一致的变化，绝大部分磕头机配重严重不平衡，从而造成过大的冲击电流，冲击电流最大可为5倍的工作电流，甚至达到额定电流的3倍。
调整好平衡配重，可降低冲击电流为正常工作电流的1.5倍。
负载特性：是恒速运行，由于配重，是变转矩，变功率负载在一个循环周期内有两次发电状态，起动力矩大、惯性大。
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烧电机（对电动机没有可靠的保护功能）
设备维修量大
变频方案
基于原始方案中出现的以上原因，我们采用变频调速技 术，依据油井的实际需求——
1、调节抽油机的冲程次数
——改变电动机的速度，使得磕头机的运行与油井的具体工 况匹配 到最好的程度。比如：对于富矿，可以提升电动机的速 度，使之高于50HZ，从而提高了产油率；而对于贫矿，要相应的 降低电动机的速度，使之低于50HZ，从而实现了节能，同时也延 长了设备的使用寿命。
以上为加变频器后的节能计算，我再看看每台变频 器4年内安装维护总费用按20000元算，由此可以看出
在第一年内就可以收回成本，一台A-B变频器的平均寿
命为4年，那么光节能，在以后的三年内至少就可节省 6万多元的电费。
3、变频器的节能可达到25%以上 在采油的中后期，油井的渗透情况变差，此时电动机如果还以 50HZ的速度运转，那么势必会造成很大的浪费，此时使用变频器将 电动机的速度适当降低，使设备与工矿很好的配合从而实现了节能。 综上变频器的节能可达到25%以上
安装变频器以后的节电效果计算
对于7.5KW的电动机来说：
A-B PF4系列变频器在磕头机上的应用
PF4系列 变频器在磕头机上的应用
抽油机也叫磕头机
它利用交流异步电动机通过皮带轮驱动抽油机架上减速传动装 置，牵动柱塞泵中活塞往复运动，将渗透到柱塞中的原油提取出 来。
其出油产量取决于： 柱塞泵的冲次数
渗透情况
漏失时间 井下环境
原始方案
传统的磕头机普遍存在缺点： 起动冲击大 运行耗电多 效率低下 复杂油井（稠油、结蜡、沙卡）会产生： 断杆
变频方案
5、可实现变频与工频的自动切换，保障设备的连 续工作
6、强大的保护和诊断功能，有效地保护了电动机 和设备的正常工作运行
——电子式过载保护
——过压保护
——欠压保护 ——过流保护
——接地保护
——短路保护
执行方案——PF4系列特点
由于抽油机是在环境恶劣的野外工作， 并且很多油井是无人值守的，所以，对节 能设备运行的可靠性和环境适应能力提出 了很高的要求。
——磕头机都在野外运行，其供电质量很差（相电压不 平衡，电压不稳定，谐波较多等），电动机的功率因数很低， 效率很低，使用变频器以后，变频器通过二极管整流桥将三 相交流电整为直流电，再经过逆变器将之变为三相交流电， 再输入到电动机，这使得电动机的效率大大的提高了，也减 少了不平衡电压，电压不稳，谐波较多等对电动机的损害。
5、Powerflex4系列八段速功能，可以方便地实现频率预 制，如：在磕头机相应的部位设置两个接近开关K1，K2 与变频器的5#，6#端子相连接，K2 接通时活塞上升，电 动机以65Hz运转，直到K1接通，电动机以35Hz运转，使 活塞下降。
变频方案取得的效果
增效
前期效果
在前期井中，由于刚开采，储油量大，提高转速的 方式，让变频器运行至6——可以通过更改电动机提升和下降的速度实现增效，比如 在提升时增加提升速度，从而减少了漏掉的损失。
变频方案
3、实现软起动功能
——把电机启动电流降低3-4倍，使电机免受大的启动 电流冲击，同时也减轻了磕头机的机械损伤 ——最大力矩 得到限制，断托的可能性大大减小
4、节电运行，可提高功率因数
节能原理
其节能主要包括哪些方面：
1、功率因数可从0.4~0.5提高到0.9以上，
可起到普通“节能器”的功能——功率因数补偿，同时也省掉了因为功率 因数低而被供电局罚款。
2、低负载的时候减小输出电流
原系统电动机以恒定的50HZ运转，配重下降时，其电流较大，电动机的 效率和功率因数都很低，造成了电能的极大浪费。使用变频器以后，变频器 可以将励磁电流（无功电流）和转矩电流（有功电流）分开，在低负载的时 候减小输出电流，从而实现了节能。
每天可节电度数：7.5×24×0.25=75度 每天可节省电费：75×0.8=60元 每年可节省电费：60×365=21900元
对于30KW的电动机来说：
每天可节电度数：30×24×0.25=180度 每天可节省电费：180×0.8=144元 每年可节省电费：144×365=52560元
安装变频器以后的节电效果计算
制动电阻 轴流风机 控制盘
空开
1、Powerflex4系列变频器适用温度范围 广，允许环境温度为-10~50℃
变频器 继电器 接触器 接线端子 热继电器
断路器
2、Powerflex4系列只需加装制动组件就 可方便使用；
接线端子
执行方案——PF4系列特点
3、Powerflex4系列的过载能力是110%/60秒，150%/3秒； 为了完全可以满足磕头机负载变化工况运行的要求，而放 大一级使用； 4 、Powerflex4系列的保护和诊断功能，使系统运行更加 安全，可靠，在出现故障时更容易排查故障，最大程度的 减少故障时间；
电机转速提高了30%，其采油量也相应提高
其综合采油率可比工频情况下多采油20%
工效提高了1.2倍，很受油田采油工的欢迎。
变频方案取得的效果
节能
中后期效果
在中、后期井中，由于井储量减少，电机若仍工频运行， 势必浪费电能，造成不必要的损耗，因而我们采用：降低转速 的方式，减少冲程，一般将变频器的频率运行至35~40Hz之间， 这样电机转速下降了30%加之采油设备一般负荷较轻，节电率可 达25%左右。