第一节 抽油装置及泵的工作原理
汽车汽油泵工作原理
汽车汽油泵工作原理汽车汽油泵是汽油发动机燃油系统中的一个重要部件，它的主要作用是将汽油从燃油箱中抽送到发动机燃烧室，为发动机提供燃料。
汽油泵的工作原理是通过泵体内的活塞运动来产生吸入和压缩的作用，将汽油送入燃油系统。
下面我们来详细了解汽车汽油泵的工作原理。
汽油泵通常安装在汽车的油箱内部，它通过电动泵或机械泵的方式工作。
电动泵通过电磁铁产生的吸引力来驱动活塞运动，而机械泵则是通过发动机的机械运动来驱动。
不论是哪一种方式，汽油泵的工作原理都是一样的。
当汽车启动时，汽油泵开始工作。
首先，泵体内的活塞开始向下运动，形成一个负压区域，使得油箱内的汽油被吸入泵体内。
随后，活塞向上运动，将吸入的汽油压缩并送入燃油系统中。
这样，汽油就被稳定地送入发动机燃烧室，为发动机提供燃料。
汽油泵的工作原理可以简单概括为吸入、压缩和送油三个步骤。
通过这个过程，汽油泵能够稳定、持续地将汽油送入发动机，保证发动机正常运转。
同时，汽油泵还需要保证送油的压力和流量，以满足发动机不同工况下的燃油需求。
在汽车行驶过程中，汽油泵的工作状态会受到多种因素的影响，如油箱内汽油的剩余量、汽油泵的工作温度、泵体内的气压等。
因此，汽车汽油泵的设计和制造需要考虑到这些因素，保证汽油泵能够在各种工况下正常工作。
总的来说，汽车汽油泵的工作原理是通过泵体内活塞的运动来实现汽油的吸入、压缩和送油，以为发动机提供燃料。
汽油泵的工作状态对汽车的正常运行起着至关重要的作用，因此需要定期检查和维护汽油泵，以确保汽油泵的正常工作。
通过对汽车汽油泵工作原理的了解，我们可以更好地理解汽车燃油系统的工作原理，为汽车的维护和保养提供更多的参考依据。
同时，也能更好地理解汽车在行驶过程中的一些故障现象，及时进行处理和维修。
汽车汽油泵作为汽车燃油系统的核心部件，其工作原理的了解对于我们更好地驾驶和维护汽车有着重要的意义。
第三章有杆泵采油
SYS5059-91标准抽油泵的基本型式如图3-6所示。
按抽油泵泵筒结构又分为整筒泵和组合泵 （3）组合泵
为了便于加工和保证质量，衬管分段加工，然 后组装在泵筒内,这类泵称为衬管泵或组合泵。 （4）整筒泵
泵筒为整体泵筒。与组合泵相比具有： 泵效高、冲程长、形式多、规格全、重量轻、
第二节 抽油机悬点运动
一、简化分析
1. 简谐运动
当r／l→0及r/b→0时，B点的运动简化为简谐运动， 且与C点的运动规律相同,而A点的运动与B点成比例关系:
SA/SB=a/b SB=r(1-cosωt) SA= SB a/b
(3-2)
(3-3)
(3-4)
上冲程的前半冲程为加速运动，加速度为正（加速度 方向与速度方向均向上）；后半冲程为减速运动（加速度 方向与速度方向相反）。
(3-23a)
(3-26)
4.静载荷作用下的理论示功图
在静载差作用下杆柱的变形量可根据虎克定律确定:
=/E :应变 :应力 E:弹性模量 =/L =WL’/A =L=L/E=WL’L/AE
(3-27)
(3-28)
对于m 级组合杆柱：
(3-28a)
油管柱在静载作用下的变形量为:
(3-29)
总的静载变形量λ为抽油杆柱与油管柱两部分静载变 形之和。
2. 下冲程悬点静载荷
(3-21) (3-21c)
(3-24a)
证明： Wj1 Wr WL Wr WL
(3-18)
WL L gLP ( Ap Ar )
(3-22) (3-23a)
Wr WL Ar r gLP L gLP ( Ap Ar ) (r L )gLP Ar L gLP Ap
第三章 有杆泵采油
第三章有杆泵采油有杆泵一般是指利用抽油杆上下往复运动所驱动的柱塞式抽油泵。
有杆泵采油具有结构简单、适应性强和寿命长的特点，是目前国内外应用最广泛的机械采油方式。
本章将系统地介绍游梁式抽油机有杆抽油装置、采油原理、工艺设计及油井工况分析方法。
第一节有杆抽油装置典型的有杆抽油装置主要由三部分组成，如图3-1所示。
一是地面驱动设备即抽油机；二是安装在油管柱下部的抽油泵；三是抽油杆柱，它把地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵柱塞使其上下往复运动，使油管柱中的液体增压，将油层产液抽汲至地面。
就整个有杆抽油生产系统而言，还包括供给流体的油层、用于悬挂抽油泵并作为举升流体通道的油管柱、井下器具（油管锚、气锚、砂锚等）、油套管环形空间及井口装置等。
图3-1 典型的有杆抽油生产系统1-吸入阀；2-泵筒；3-排出阀；4-柱塞；5-抽油杆；6-动液面；7-油管；8-套管；9-三通；10-盘根盒；11-光杆；12-驴头；13-游梁；14-连杆；15-曲柄；16-减速器；17-动力机（电动机）一、抽油机抽油机（pumping unit）是有杆抽油的地面驱动设备。
按其基本结构抽油机可分为游梁式和无游梁式两大类，目前国内外应用最为广泛的是游梁式抽油机（俗称磕头机）。
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（电动机）和辅助装置等四部分组成，如图3-2所示。
游梁式抽油机工作时，传动皮带将电机的高速旋转运动传递给减速器的输入轴，经减速后由低速旋转的曲柄通过四连杆机构带动游梁作上下往复摆动。
游梁前端圆弧状的驴头经悬绳器带动抽油杆柱作上下往复直线运动。
根据结构形式不同游梁式抽油机分为常规型（普通型），异相型、前置型和异型等类型。
常规型和前置型是游梁式抽油机的两种基本型式。
1.常规型抽油机常规型游梁抽油机如图3-2所示。
它是目前油田使用最广的一种抽油机。
其结构特点是：支架位于游梁的中部，驴头和曲柄连杆分别位于游梁的两端，曲柄轴中心基本位于游梁尾轴承的正下方，上下冲程运行时间相等。
有杆泵抽油实验报告
有杆泵抽油实验报告篇一：有杆泵采油分析与系统的设计东北石油大学高等教育自学考试毕业设计（论文）专业：石油工程考号：姓名：题目：有杆泵采油分析与系统的设计指导教师：2010 年9 月19 日东北石油大学高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书题目：有杆泵采油分析与系统的设计专业：石油工程考号：姓名：本题目应达到的基本要求：主要内容及参考资料：签发日期：2010 年 6 月完成期限：2010 年9 月指导教师签名：摘要有杆泵采油是最广泛最主要的传统机械采油技术。
有杆泵采油包括游梁式有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油两种方法。
其中游梁式有杆泵采油方法以其结构简单、适应性强和寿命长等特点。
世界抽油机技术发展较快，科研人员研究开发了多种新型抽油机，特别无梁式抽油机的出现解决了很多常规机出现的弊端。
有杆泵采油的系统设计，新投产或转抽的油井，需要合理地选择抽油设备；油井投产后，还必须检验设计效果。
当设备的工作状况和油层工作状况发生变化时，还需要对原有的设计进行调整。
进行有杆泵采油井的系统选择设计应遵循的原则是：符合油井及油层的工作条件、充分发挥油层的生产能力、设备利用率较高且有较长的免修期，以及有较高的系统效率和经济效益。
关键词：有杆泵采油；游梁式；新机型；抽油机；系统设计目录第1章绪论............................................................... (1)有杆泵采油的现状............................................................... . (1)有杆泵采油存在的问题............................................................... . (1)第2章有杆泵采油的简介分析............................................................... . (2)有杆泵采油井的系统组成............................................................... .. (2)泵的工作原理............................................................... . (5)第3章有杆泵采油的泵效影响因素............................................................... .. (6)抽油杆和油管弹性伸缩的影响............................................................... (6)气体和充不满的影响............................................................... . (8)漏失的影响............................................................... .. (9)提高泵效的措施............................................................... (9)第4章有杆泵采油系统选择设计............................................................... . (10)井底流压的确定............................................................... . (11)沉没度和沉没压力的确定............................................................... . (11)下泵深度的确定............................................................... .. (11)冲程和冲次的确定............................................................... . (12)抽油泵的选择............................................................... (12)抽油杆的选择............................................................... (13)抽油机、减速箱、电动机及其它附属设备的选择 (16)设计的意义............................................................... (16)第5章结论............................................................... . (17)参考文献............................................................... . (18)致谢............................................................... . (19)第1章绪论有杆泵采油的现状大庆油田是全国最大的油田，目前油田常用的抽油机包括：常规游梁式抽油机、前置式抽油机、异相曲柄抽油机、偏置式抽油机、摆杆式抽油机、双驴头式抽油机、复合轮式抽油机、摩擦换向式抽油机、六连杆增程式抽油机、偏轮式抽油机、B游梁式抽油机等等。
采油工艺简介
接箍是抽油杆组合成抽油杆柱时的连接零件。按其结构 特征可分为：普通接箍、异径接箍和特种接箍。
普通接箍：连接等直径的抽油杆
异径接箍：用于连扶接正不器同直径的抽油杆
特种接箍：主要有滚轮式接箍和滚珠式接箍，用于斜 井或普通油井中降低抽油杆柱与油管之间的摩擦力， 减少对油管的磨损
B-下冲程
采油工艺简介
抽油机悬点载荷
1.静载荷 包括：抽油杆柱载荷；作用在柱塞上的液柱载荷；沉
没压力对悬点载荷的影响；井口回压对悬点载荷的影响 2.动载荷
包括：惯性载荷、振动载荷
抽油机运转时，驴头带着抽油杆柱和液柱做变速运动， 因而产生抽油杆柱和液柱的惯性力。
3、摩擦载荷
采油工艺简介
第三节 抽油机平衡、扭矩与功率计算
(3)抽油杆：能量传递工具。
采油工艺简介
1-外螺纹接头； 2-卸荷槽； 3-推承面台肩； 4-扳手方径； 5-凸缘； 6-圆弧过渡区
采油工艺简介
抽油杆的杆体直径分别为13、16、19、22、25、28mm，
抽油杆的长度一般为8000mm或7620mm，另外，为了调节 抽油杆柱的长度，还有长度不等的抽油杆短节。
采油工 程任务
采油计量和分离
经济有效地提高油井 产量和原油采收率
采油工艺简介
采油工程特点：
采油工艺简介
★ 涉及的技术面广、综合性强而又复杂 ★ 与油藏工程、地面工程和钻井工程等紧密联系 ★ 工作对象是条件随油藏动态不断变化的采、注井 ★ 难度大 ★ 涉及油田开发的重要决策和经济效益
2)下冲程：柱塞下行，固定阀在重力作用 下关闭。泵内压力增加，当泵内压力大于柱塞 以上液柱压力时，游动阀被顶开，柱塞下部的 液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体
有杆泵采油
r(sin
2
sin 2)
a b
A点加速度:
WA
dvA dt
2r(cos cos2) a
b
图3-9 曲柄滑块机构简图
图3-11 悬点加速度变化曲线 1-按简谐运动计算；2-精确计
算；3-按曲柄滑块机构计算
图3-10 悬点速度变化曲线 1-按简谐运动计算；2-精确计
油 电热抽油杆 杆
连续抽油杆
柔性抽油杆：如钢丝绳抽油杆
二、泵的工作原理
(一)泵的抽汲过程
1)上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱
塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭。 泵内压力降低，固定阀在环形空
间液柱压力(沉没压力)与泵内压力之
差的作用下被打开。 泵内吸入液体、井口排出液体。
泵吸入的条件：
泵内压力(吸入压力)低于沉没
异形游梁式抽油机
双驴头游梁式抽油机
链条式抽油机
液压增程抽油机
游梁式抽油机系列型号表示方法 CYJ 12—3.3—70(H) F(Y，B，Q)
F：复合平衡 平衡方式代号 Y：游梁平衡
B：曲柄平衡 Q：气动平衡
减速箱齿轮形代号，H为点啮合双 圆弧齿轮，省略渐开线人字齿轮
减速箱曲柄轴最大允许扭矩,kN.m
游梁式抽油机组成
游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置
工作原理
工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传
给曲柄轴，带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆经横
梁带动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动
抽油杆柱作往复运动。
游梁式抽油机分类
后置式和前置式
不同点：
①游梁和连杆的连接位置不同。
②平衡方式不同—后置式多采 用机械平衡；前置式多采用气 动平衡。
采油工程第三章有杆泵采油13
二、抽油泵
抽油泵是有杆泵抽油 系统中的主要设备
1、泵的结构
泵筒
四大部分
吸入阀(固定阀) 活塞
排出阀(游动阀)
2、泵的类型
第二节 抽油机悬点运动规律 运动规律：位移 S、速度 v 、加速度 a 的变化规律
悬点：抽油杆通过悬绳器及毛辫子连接在驴头上的
悬挂点。
固定杆：游梁支点与
四 曲柄轴中心的连线 连 杆 机 构 游动杆：曲柄、连杆
、游梁后臂
悬点运动可以简化为简谐运动和曲柄滑块运动
一、简化为简谐运动时的悬点运动规律
条件： r/l→0 r/b→0
3.加重杆
抽油杆柱在向下运动时，由于阻力和浮力作用，抽油杆发生 弯曲，为改善抽油杆柱的工作状况，延长抽油杆柱的工作 寿命，采用在泵以上几十米的杆柱直径加粗，称为加重杆。 加重杆的结构如图所示，是两端带抽油杆螺纹的实心圆钢杆， 一端车有吊卡颈和打捞颈，杆身直径有Φ35、Φ38、Φ51 mm 三种。
4、悬绳器 悬绳器是连接光杆与毛辫子的工具。悬绳器在抽油机工 作时，承担整个工作载荷，在测示功图时安装测试传感器。
点B的运动可以看 作简谐运动，即认为B 点的运动规律和D点做 圆周运动时在垂直中 心线上的投影（C点） 的运动规律相同，即B 点和C点的运动规律相 同。
驴头在下死点 曲柄垂直向上
0C
B点经过时间t时的位移 sB 为：
sB sC r r cos r(1 cos )
根据相似三角形关系可知，悬点位移
1—天车滑轮；2—上钢丝绳；3—上链轮；4— 往返架；5—特殊链节；6—轨迹链条； 7—主动链轮；8—减速箱；9—皮带传动； 10—电机；11—平衡气缸；12—平衡柱塞； 13—平衡链条；14—平衡链轮；15—油底壳； 16—底座；17—机架；18—导轨； 19—滑块；20—主轴销；21—悬绳器；22—光 杆
采油工程(成都理工大学)教学大纲.doc
教学大纲※〈前言〉《采汕工程》课程是石油工程类专业的主干专业课程。
是建立在汕层物理、汕藏工程、渗流力学等课程的基础上，对油1+1采油方式、工艺原理、工艺过程及技术的综合研究，同时还对油出常规增产措施迹行研究。
通过《采油工程》课程的学习，使学生了解采油中的基本过程、油气井筒流动的工艺过程，掌握采油物理原理，対采油生产的实际应用有一定的分析、解决问题能力。
木课程建立在油层物理、油藏工程、渗流力学等课程的基础上，在内容上冇一定的联系。
后续课程有储层改造、提高采汕率、完井工程等。
※〈教学内容〉《采汕工程》讲授白喷井、抽汕井、注水井等的结构及原理，齐类生产井、注水井的工艺流程以及日常管理等知识；油水井的增产原理等。
本课程的重点在每一章、节的基本方法和基木原理及基本公式的掌握，而难点往往在工艺措施，不能在课堂体现，力求通过实验和实习來进行弥补。
另外，难点述在体现每一过程的理论及方法的实际应川。
深度主耍体现在对现场新工艺的跟踪和讲解，广度在于对新工艺、新措施的剖析后，如何具体应用。
教学目的：了解课程和学科概况及上课要求。
教学重点和难点：重点采油工程的发展历史和技术现状。
主要教学内容及要求：介绍采油工程的发展历史和技术现状，并对课程的主要讲授内容作介绍。
第一章油井基本流动规律教学目的：油井生产系统流动过程的动态规律。
教学重点和难点：气液垂直管两相流动；主要教学内容及要求：常握垂直井和水平井单相油流产能预测理论和方法，正确计算绘制日前和未来溶解气驱油井及产水情况下的流入动态||||线，综合分析射孔和砾石充填完井方式对油井流入动态的影响；了解汕-气混合物在垂直管中的流动规律，介绍井筒垂直管中的流动规律及数学方程。
掌握汕嘴节流基本理论和动态规律。
第二章自喷和气举教学目的：H喷井井筒流动动态；气举原理教学重点和难点：节点分析；气举启动主要教学内容及要求：自喷井的协调及系统分析，通过地层与井筒、井筒与井口、井口与地面管线等的协调关系，对自喷井的生产系统做分析；自喷井管理及分层开采，了解白喷井管理内容，掌握分层开采原理; 气举，通过气举中启动压力确定、气举凡尔选择等，介绍气举的一般问题。
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每日排量:
Qt 1440 f p SN
复习思考题
1、“三抽”各自的作用是什么？ 2、抽油机类型及型号含义。 3、抽油泵类型及优缺点，泵的工作原理。
工作原理
工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给 曲柄轴，带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆经横梁带
动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆
柱作往复运动。
游梁式抽油机分类
后置式和前置式
不同点： ①游梁和连杆的连接位置不同。 ②平衡方式不同—后置式多采 用机械平衡；前置式多采用气 动平衡。
(2)抽油泵：机械能转化为流体压能的设备
一般要求
a.结构简单，强度高，质量好，连接部分密封可靠； b.制造材料耐磨和抗腐蚀性好，使用寿命长； c.规格类型能满足油井排液量的需要，适应性强；
d.便于起下；
e.结构上应考虑防砂、防气，并带有必要的辅助设备。
主要组成
工作筒(外筒和衬套)、柱塞及游动阀(排出阀)和固定阀 (吸入阀)
分类
按照抽油泵在油管上的固定方式可分为：管式泵和杆式泵
管式泵：外筒和衬套在地面组装好接在
油管下部先下入井内，然后投入固定阀， 最后再把柱塞接在抽油杆柱下端下入泵内。
杆式泵：整个泵在地面组装好后接在抽油
杆柱的下端整体通过油管下入井内，由预 先装在油管预定深度(下泵深度)上的卡簧 固定在油管上，检泵时不需要起油管。
第一节 抽油装置及泵的工作原理
教学目的：
了解抽油机的工作原理，对抽油杆有一定的认识，掌 握抽油泵的工作原理。
教学重点、难点：
教学重点
1、抽油机的工作原理 2、抽油泵的工作原理
教学难点
抽油泵上下冲程中载荷变化、凡尔开关等
教法说明：
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的图形和动画。
教学内容：
光杆冲程：光杆从上死点到下死点的距离。
B-下冲程
（二)泵的理论排量
泵的工作过程是由三个基本环节所组成，即柱塞在
泵内让出容积，井内液体进泵和从泵内排出井内液体。
冲次：一分钟的时 在理想情况下，活塞上、下一次进入和排出的液体 间内抽油泵吸入与 体积都等于柱塞让出的体积： 排出的周期数。 V f pS 每分钟的排量为： Vm f p SN 泵的理论排量
超高强度抽油杆(EL级杆)
特 种 抽 油 杆
玻璃钢抽油杆 空心抽油杆 电热抽油杆
连续抽油杆
柔性抽油杆：如钢丝绳抽油杆
二、泵的工作原理
(一)泵的抽汲过程
1)上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上 的游动阀受管内液柱压力而关闭。
泵内压力降低，固定阀在环形空间液 柱压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用 下被打开。
1. 抽油装置 2. 泵的工作原理
一、抽油装置
抽油机 设 备 组 成 抽油杆 抽油泵
其它附件
抽油过程介绍
(一)抽油机
有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化为机 械能，将旋转运动转化成往复运动。 包括：游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种
游梁式抽油机组成
游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置源自A-管式泵B-杆式泵
管式泵特点：结构简单、成本低，排量大。但检泵时必须
起出油管，修井工作量大，故适用于下泵深度不很大，产量 较高的油井。
杆式泵特点：结构复杂，制造成本高，排量小，修井工作
量小。杆式泵适用于下泵深度大、产量较小的油井。
(3)抽油杆：能量传递工具。
抽油杆的杆体直径分别为13、16、19、22、25、28mm， 抽油杆的长度一般为8000mm或7620mm。 抽油杆的强度：C级杆(570MPa)、D级杆(810MPa) 接箍是抽油杆组合成抽油杆柱时的连接零件。
泵内吸入液体、井口排出液体。 泵吸入的条件： 泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。
A-上冲程
2)下冲程
柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。 泵内压力增加，当泵内压力大于柱塞以上 液柱压力时，游动阀被顶开。 柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部， 使泵排出液体。 泵排出的条件： 泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱 压力。 柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个 冲程内完成进油与排油的过程。
图3-3 前置式气动平衡抽油机结构简图
图3-2 后置式抽油机结构简图
③运动规律不同—后置式 上、下冲程的时间基本相 等；前置式上冲程较下冲
程慢。
新型抽油机：为了节能和加大冲程 异相型游梁式抽油机
节能 异形游梁式抽油机
双驴头游梁式抽油机
链条式抽油机
加大冲程
宽带传动抽油机 液压抽油机
图3-4 异相型游梁式抽油机
异形游梁式抽油机
双驴头游梁式抽油机
链条式抽油机
液压增程抽油机
游梁式抽油机系列型号表示方法 CYJ 12—3.3—70(H) F(Y，B，Q)
F：复合平衡
Y：游梁平衡 平衡方式代号 B：曲柄平衡 Q：气动平衡 减速箱齿轮形代号，H为点啮合双 圆弧齿轮，省略渐开线人字齿轮
减速箱曲柄轴最大允许扭矩,kN.m 光杆最大冲程，m 悬点最大载荷，10 kN CYJ-常规型 游梁式抽油机系列代号 CYJQ-前置型 CYJY-异相型