常用抽油机知识介绍

辽河油田常用抽油机知识介绍第一节抽油机基础知识1.1 概述当地层具有的能量不足以将原油提升到地面时，就需要通过能量的转换来达到目的。

有杆抽油设备（抽油机-抽油泵装置）因结构简单、制造容易、使用方便而成为目前应用最广泛的能量转换装置。

有杆抽油设备主要由三部分组成，一是地面部分；二是井下部分；三是联系地面和井下的中间部分。

它是由地面部分（机械）将运动和动力进行转换后，通过中间部分（杆柱或管柱）传递给井下部分（泵），再通过井下部分（泵）将能量传递给原油，完成将原油提升到地面的任务。

游梁式抽油机因具有适应野外无人看管、全天候运转的条件和使用可靠等特点，从抽油机发展的开始到现在，它都是应用最广泛的抽油机。

但随着井深和产量的不断增加，需要抽油机的能力就越大，游梁式抽油机重量大的缺点就越明显。

为了减轻抽油机的重量，提升节能效果，近二十年来也大力推广应用了一些无游梁式抽油机。

1.2 抽油机的原理、结构、特点、分类及应用按照抽油机结构和原理的不同，抽油机可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。

一、游梁式抽油机游梁式抽油机的基本特点是结构简单，制造容易，使用方便，特别是它可以长期在油田全天候运转，使用可靠。

因此，尽管它存在驴头悬点运动的加速度较大、平衡效果较差、效率较低、在长冲程时体积较大和笨重等缺点，但仍然是目前应用最广泛的抽油机。

游梁式抽油机的工作原理是：由动力机供给动力，经减速器将动力机的高速转动变为抽油机曲柄的低速转动，并由曲柄—连杆—游梁机构将旋转运动变为抽油机驴头的上、下往复运动，经悬绳器总成带动深井泵工作。

游梁式抽油机的主要部件有：提供动力的动力机；传递动力并降低速度的减速器；传递动力并将旋转运动变成往复运动的四杆机构（曲柄、连杆、游梁、支架及横梁和底座）；传递动力并保证光杆做往复直线运动的驴头及悬绳器总成；使抽油机能停留在任意位置的刹车装置以及为使动力机能在一个较小的负载变化范围内工作的平衡装置等。

游梁式抽油机根据结构型式不同可分为：常规型游梁式抽油机：驴头和曲柄连杆机构分别位于支架前后，平衡角为零的游梁式抽油机。

前置型游梁式抽油机：驴头和曲柄连杆机构均位于支架前面的游梁式抽油机。

异相型游梁式抽油机：驴头和曲柄连杆机构分别位于支架前后，平衡角不为零的游梁式抽油机。

双驴头型游梁式抽油机：悬挂光杆的驴头和曲柄连杆机构分别位于支架前后，在一冲程过程中，后臂长度和连杆长度不为常数的游梁式抽油机。

游梁式抽油机根据平衡方式不同可分为：游梁平衡型、曲柄平衡型、复合平衡型、气动平衡型。

二、无游梁式抽油机为改善抽油机的运动性能，提高节能效果，减少整机重量和占地面积，近年在油田现场应用的无游梁式抽油机主要有：链条抽油机：在结构原理上，它不同于游梁式抽油机在于它运用的是曲柄滑快机构。

工作原理是由动力机供给动力，经减速器将动力机的高速转动变为链条的低速转动，并由特殊链节及主轴销—滑块机构将旋转运动变为抽油机往返架的上、下往复运动，经绕过天车轮的悬绳器总成带动深井泵工作。

主要由动力传动系统、换向系统、平衡系统、悬重系统及机架底座等组成。

链条抽油机具有结构紧凑、平衡调节方便、冲程长等显著优点，特别适用于在大型机及海洋采油平台或丛式井采油上应用。

但因运动件多、管理难度大、可靠性低等缺点影响了其现场应用与发展。

虽然为提高可靠性，在用特制平胶带代替悬重钢丝绳、增加主链条改善受力状况及改变平衡方式等方面做了一些改进，但在现场的应用仍因寿命较短而逐渐减少。

钢绳抽油机：外型上类似于链条抽油机，其原理结构不同在于它是通过控制系统直接控制电动机带动滚筒正反转动，经绕过滚筒的悬绳器总成带动深井泵工作。

也因电器系统的长期可靠性问题等原因未能得到广泛应用。

其它无游梁式抽油机如液压抽油机、曲柄连杆式抽油机也有试用。

1.3抽油机的主要技术参数抽油机的主要技术参数包括额定悬点载荷，光杆最大冲程，减速器额定扭矩及最高冲次等，其定义和数字在标准中都已规范。

额定悬点载荷：悬绳器挂光杆处承受的光杆拉力的额定值，kN。

它主要决定了抽油机的工作能力，影响可下井抽油泵的泵径与泵深；光杆最大冲程：调整抽油机冲程调节机构，使光杆能获得的最大位移，m; 它主要决定了抽油机的基本尺寸与重量，影响油井的产量；最高冲次：动力机输出轴上装设计允许的最大直径胶带轮时，或减速器输入轴上装设计允许的最小直径胶带轮时，抽油机所获得的冲次，min-1; 它主要关系着抽油机功率的配备，与最高冲次一样影响油井的产量。

减速器额定扭矩：减速器输出轴允许的最大扭矩，kN.m；它主要决定了减速器的尺寸与重量，它与上述三个参数间存在一定关系，关系着抽油机功率的配备，影响油井工况的选用；第二节抽油机的使用管理2.1 抽油机工作参数的选择选择抽油机工作参数的主要依据是下泵深度、产液量、原油物性及油井情况等，基本原则是在满足下泵深度、产液量的前提下，既要发挥抽油机的能力，又不超负荷运转。

根据抽汲井的不同情况，要合理的选择抽油机工作参数，在深井稠油抽汲井中，尽可能地采用长冲程（＞4.2 m）,低冲次(≤6r/min);浅井低粘度抽汲井,采用适宜的短冲程、高冲次。

冲次过高会影响下井抽油杆、抽油泵等的使用寿命。

最低冲次必须满足胶带的最小包角要求。

为提高产液量，选用的冲程与冲次，不可能都是最大值，要保证抽油机不超额定悬点载荷、减速器不超额定扭矩。

为了确保抽油机长期可靠地工作，最好不要达到100%满载（最大悬点载荷达到额定值的70%以上以及减速器最大扭矩达到额定值的60%以上时，抽油机的能力就得到充分发挥），特别对稠油井、出砂井等有突变载荷的情况，瞬间最大悬点载荷也不得高出额定值的50～100%，如非瞬间，则应考虑选用较大额定悬点载荷和较大减速器额定扭矩的抽油机。

2.2 抽油机操作规程一、启动前的检查与准备1、检查重要部位是否完好（如地脚螺栓、刹车、游梁式抽油机的曲柄销等部位有无缺损与松动）。

2、检查减速箱油是否适量（如非长期停用，可通过观察是否有漏油或盗油现象来初步判断）。

3、检查是否无妨碍运转的物体。

4、检查油井流程是否正确与畅通。

5、检查供电系统是否正常（重点检查各种保护及接地装置是否良好，如有转换开关的应在手动位置，合上电源总开关，检查电压是否在额定值的-5%～+10%内）。

二、启动操作1、摘除刹车安全锁块，松开刹车（注意刹瓦是否完全松开）。

2、待抽油机静止后，点动手动启停按钮（站在配电控制柜侧面，雨雪季节应戴绝缘手套），观察有无异常情况并及时排除（如启不动、皮带打滑、有异响异味等）。

3、如有转换开关应扳向正常位置后，按启动按钮（如一次不能启动时，应利用惯性，作2－3次启动。

如仍启不动时，应进行检查，问题排除后再重新启动抽油机）。

三、启动后的检查工作1、检查有无异响。

2、检查有无异味。

3、检查有无异色。

4、检查有无振动。

5、检查有无漏油。

6、检查有无超载。

四、停机操作1、当抽油机运转在所需要的位置时，按停止按钮。

2、缓慢刹紧刹车，使抽油机停止在所需要的位置上（当油井气量大时，则应停在下死点；当含砂量大时，则应停止在上死点。

维修时，应停在方便工作的位置）。

3、挂上刹车安全锁块。

4、如有转换开关应扳向手动位置，关闭电源总开关。

2.3 抽油机的使用常识一、抽油机的平衡抽油机的工作特点是承受交变负荷。

上冲程时，抽油机悬点载荷为作用在活塞有效截面上的液体重量（包括压力差）和抽油杆柱在液体中的重量以及摩擦、惯性、振动等动载荷；下冲程时，抽油机悬点载荷为抽油杆柱在液体中的重量和动载荷。

且上冲程时，发动机要付出很大能量去提起悬点载荷；到下冲程时，抽油杆柱依靠自重就可以下落，不但不需要发动机付出能量，反而对发动机作功。

因此，发动机在上、下冲程的载荷是非常不均匀的（而悬点运动速度和加速度的变化又加剧这种不均匀性）。

载荷的不均匀性，严重地影响了四杆机构、减速箱和发动机的效率和寿命，也恶化了抽油杆的工作条件，使抽油杆断裂次数显著增加，所以，抽油机-抽油泵装置中必须合理地解决平衡问题，尽可能消除负功，使发动机、减速器的载荷均匀，以避免上述种种缺点。

1、抽油机的平衡原理：在下冲程时，以某种方式把抽油杆柱下落时释放的能量和动力机提供的能量储存起来，到上冲程时再释放所储存的能量来协助动力机工作，实现动力机功率的均匀输出。

2、抽油机的平衡准则：在抽油机设计和使用中，普遍采用的平衡准则有以下三种：（1）、上、下冲程中，电动机所付出的平均功率相等。

（2）、上、下冲程中，减速箱输出轴的输出扭矩峰值相等。

（3）、在抽油机的整个冲程中，减速器输出轴瞬时扭矩与平均扭矩偏差的平方和最小。

因此，在使用现场，通过测上、下冲程电机的平均功率是否相等来判别抽油机是否平衡，为最准确的方法。

但该方法需要测试多个冲程，时间较长。

目前现场仍有下列方法作为初步判别，出现异常，用电力分析仪测量并按上述准则进行进一步的调整。

（1）、观察法。

观察就是用肉眼看抽油机启动是否顺利，电动机是否有不正常的“呜呜”怪叫声。

一般来说，平衡效果好的抽油机比较容易启动，无怪叫声。

另外，还可以采用反复开、停抽油机的方法，以观察驴头和曲柄停留的位置与状况。

平衡效果好的抽油机。

当曲柄在任何角度停机时，曲柄可停留在任何位置，或者断电后，曲柄向前滑动一个很小的角度停下。

若平衡重偏重，当驴头在任何位置停抽时，曲柄平衡块都要摆动几下，最后使驴头停在上死点，曲柄位置指向下方。

此时，应将平衡块向曲柄轴中心方向调整，减小平衡力矩。

反之，若当驴头在任何位置停抽时，曲柄平衡块都要摆动几下，最后使驴头停在下死点，曲柄位置指向上方。

则说明此时的平衡力矩偏小，应将平衡块向远离曲柄轴轴心方向调整，增大平衡力矩。

（2）、测试法。

对常规游梁式抽油机，可用秒表测量驴头上、下行程的时间，当完全平衡时，上、下行程的时间应与设计时间基本相同。

如果上冲程快，下冲程慢，则说明所加的平衡力矩过大，应减轻平衡重或减小平衡半径。

如果上冲程慢、下冲程快，则说明所加的平衡力矩偏小，应加重平衡块或增大平衡半径。

（3）、测电流强度法。

在实际使用中，最简便、最实用的检验方法是用钳形安培表测量电动机三相电流强度。

平衡良好的抽油机，驴头上、下冲程时，所测的电动机输入电流的峰值应是相等或相近。

按游梁式抽油机的标准规定，调平衡时，应使上、下冲程的最大电流差值小于最大电流的15%。

如果测量时发现上冲程中电动机输入电流大于下冲程时的电流，则说明所加的平衡力矩偏小。

反之，则说明平衡力矩偏大。

应按上述方法予以调整。

3、安装曲柄平衡块时要求：曲柄平衡块装配时，两个平面应清洁无油污，两接触面要求是面接触，最大空隙不得超过0.04mm，否则要用刨床刨平或锉刀找平，如条件不具备可用薄铁皮垫平，将固定螺栓上紧，并上紧背帽。

4、调整平衡的操作要点及注意的问题：调整曲柄平衡：（1）、停抽油机，曲柄停在水平位置上（为操作方便，一般允许与水平方向成15○角），刹紧刹车并挂上刹车安全锁块。