第二章抽油机_pdf分析

第二章抽油机第一节抽油机的概述一、抽油机的用途抽油机是石油开发的主要机械，是构成“三抽”设备（抽油机、抽油杆、抽油泵）的主要组成部分。

抽油机是井下抽油泵的地面动力装置，在抽油机的驱动下，通过抽油杆带动抽油泵上下往复运动，实现无自喷能力油井的机械式采油。

二、抽油机的常用术语（1）悬点载荷：悬绳器悬挂光杆处承受的光杆拉力，kN。

（2）额定悬点载荷：悬绳器悬挂光杆处承受的光杆拉力的额定值，kN。

（3）光杆最大冲程：调节游梁式抽油机冲程调节机构，使光杆能获得的最大位移，m。

（4）最高冲次：动力机输出轴上装设计允许的最大直径胶带轮，减速器输入轴装设计允许的最小直径胶带轮时，游梁式抽油机所获得的冲次，min-l。

（5）减速器扭矩：减速器输出轴允许的实际扭矩，kN·m。

（6）减速器额定扭矩：减速器输出轴允许的最大扭矩，kN，m。

（7）输出轴设计转速：减速器输出轴允许的最高转速，r/min。

（8）平衡角（异相角）：减速器输出轴轴心与曲柄平衡重重心连线和减速器输出轴轴心与一排曲柄销孔中心连线的夹角，（°）。

（9）常规型游梁式抽油机：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。

（10）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。

（11）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。

（12）双驴头型游梁式抽油机：悬挂光杆的驴头在支架的前部，曲柄连杆机构位于支架后部，在一个冲程中，后臂长度和连杆长度不为常数的游梁式抽油机。

（13）悬点投影：在以光杆最大冲程运行过程中，驴头悬点在水平面上的投影，mm。

（14）曲柄剪刀差：距离旋转中心最远的两曲柄销孔中心线之间的位差，要在垂直曲柄轴中心线的游梁式抽油机中分面上测量，mm。

（15）温升：测量所得最高温度与环境温度的差值，℃。

三、抽油机的分类（1）游梁式抽油机类别分为：①常规型；②前置型；③异相型;④双驴头型（2）平衡方式分为：①游梁平衡；②曲柄平衡；③复合平衡；④气动平衡。

（3）驴头结构型式分为：①上翻式；②侧转式；③可拆卸式。

（4）齿轮减速器传动型式为分流式人字圆柱齿轮传动。

齿形可采用：①点啮合双圆弧；②渐开线。

（5）底座的固定方式分为：①压杠固定；②地脚螺栓固定。

（6）动力机型式可采用：①电动机；②内燃机。

四、型号编制方法（一）代号1.类别代号（1）CYJ：常规型游梁式抽油机；（2）CYJQ：前置型游梁式抽油机；（3）CYJY：异相型游梁式抽油机；（4）CYJS：双驴头型游梁式抽油机。

2.平衡方式代号（1）Y：游梁平衡，即在游梁尾部加平衡重的平衡方式；（2）B：曲柄平衡，即在曲柄上加平衡重的平衡方式；（3）F：复合平衡，即同时用两种以上平衡的平衡方式；（4）Q：气动平衡，即用气缸平衡的平衡方式。

3.齿形代号H代表点啮合双圆弧齿形，不标注符号“H”者代表渐开线齿形。

（二）规格代号表示法规定按额定悬点载荷、光杆最大冲程、减速器额定扭矩的序列，并在三项参数间采用连接号组成规格代号。

示例：额定悬点载荷为80kN，光杆最大冲程为3m，减速器额定扭矩为37kN·m的游梁式抽油机规格代号为CYJ8-3-37。

（三）型号表示法示例1：规格代号为8-3-37的常规型游梁式抽油机，减速器采用点啮合双圆弧齿轮，平衡方式为曲柄平衡，其型号为CyJ8-3-37HD。

示例2：规格代号为8-3-37的前置型游梁式抽油机，减速器齿轮采用渐开线齿形，平衡方式为复合平衡，其型号为CYJQ8-3-37P。

五、游梁式抽油机的类型特点游梁式抽油机是有杆抽油设备系统的地面装置。

它由动力机、减速器、机架和四连杆机构等部分组成。

减速器将动力机的高速旋转运动变为曲柄轴的低速旋转运动。

曲柄轴的旋转运动由四连杆机构变为悬绳器的往复运动。

悬绳器下面接抽油杆柱，抽油杆柱带动抽油泵柱塞（或活塞）在泵筒内作上下往复直线运动，从而将井筒内的液体举升到地面。

游梁式抽油机的基本特点是结构简单，制造容易，维修方便，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。

（一）常规型游梁式抽油机常规型游梁式抽油机是游梁式抽油机的基本型式之一。

它的结构特点是：曲柄连杆机构和驴头分别位于支架的前后两边，曲柄平衡块重心线与减速器输出轴中心和曲柄销孔中心线的连线重合。

图1-2-2是曲柄平衡常规型游梁抽油机简图。

它主要由动力机、减速器、曲柄、连杆、横梁、驴头、支架、底座、刹车装置、悬绳器以及平衡重等部分组成。

抽油机的动力机有电动机和天然气发动机等。

目前，应用最多的是电动机。

动力机可以安装在两种不同位置上，一种是将动力机安装在底座的尾部如图1-2-2所示；或用单独的底座将动力机架起，从而缩短底座和安装基础的长度，其结构如图 1-2-3所示。

另一种是将动力机安装在支架的下面，虽然也可以使底座和安装基础变短，但操作和维修很不方便，现已很少采用这种安装方式。

减速器安装位置也有两种，一种是减速器直接放在底座上，其优点是抽油机支架高度低，但由于曲柄和平衡块回转半径大，抽油机需要安装在较高的水泥基础上，这给安装、操作和维修带来很大的不便；另一种是将减速器安装在用钢板焊成的筒体上，如图1-2-2所示，筒体焊接固定在座体上，抽油机安装、操作、维修和修井作业比较方便。

目前国内外生产制造的抽油机大多采用减速器安放在高底座上这种形式。

它的性能特点是：上下冲程所需时间相同，减速箱的负扭矩较大。

（二）异相型游梁式抽油机异相型游梁式抽油机是近十几年发展起来的一种性能较好的抽油机，结构如图1--2-4所示。

从外形上看，它与常规型游梁式抽油机没有显著的差别，主要的不同之处有两点：一是将减速器背离支架后移，增大了减速器输出轴中心和游梁摆动中心之间的水平距离，形成了较大的极位夹角（即驴头处于上、下死点位置时连杆中心线之间的夹角）；二是平衡块重心与曲柄中心连线和曲柄销中心与曲柄轴中心连线之间构成一定的夹角τ。

这种抽油机的曲柄大部分为顺时针旋转，因此曲柄平衡重总是滞后一个相位角f。

由于异相型游梁式抽油机具有较大极位夹角，一般为12°左右，使得抽油机上冲程时曲柄转过的角度增加12°为192°，下冲程时曲柄转过的角度减少12°为168°。

当曲柄转速不变时，悬点上冲程的时间就大于下冲程的时间，因此悬点上冲程时加速度和动载荷减小。

由于平衡相位角改善了平衡效果，从而使减速器的最大扭矩峰值降低，扭矩变化较均匀，电动机所需功率减小，在一定条件下有节能效果。

目前这种抽油机在我国已得到广泛应用。

（三）前置型游梁式抽油机前置型游梁式抽油机是游梁式抽油机的另一种基本型式，结构如图1-2-5所示。

它的结构特点是曲柄连杆机构和驴头均位于支架的前边，曲柄连杆机构存在一定的极位夹角（15°左右）和平衡相位角（20°左右）。

它在上冲程时曲柄旋转约195°，下冲程时曲柄旋转约165°。

由于光杆运动中加速度与运行时间的平方成反比，因此，使用前置型游梁式抽油机，光杆加速度小。

动载较小，悬点载荷较低，并延长了抽油杆的使用寿命。

由于前置型游梁式抽油机上冲程时扭矩因数较小，又具有平衡相位角。

、使得上冲程开始时减速器输出轴扭矩比油井负荷扭矩滞后，而在下冲程开始时，这种扭矩又超前于油井负荷扭矩，其结果降低减速器峰值扭矩，使扭矩变化较均匀，电动机动力较低，因此有明显的节能效果。

但是，前置型游梁式抽油机也具有不容忽视的缺点，一是结构不平衡重大大增加，而为了满足平衡的要求，必须加大平衡重，因此又增加了整机的质量；平衡块调节也较困难。

二是减速器安装在支架下边，给安装和维修带来不便。

三是工作时前冲力较大，影响机架的稳定性。

因此，在我国前置型游梁式抽油机应用尚不广泛。

它主要适用于悬点载荷大于120kN、冲程长度大于3.6m的油井。

（四）双驴头游梁式抽油机双驴头游梁式抽油机，其结构如图1-2-6所示。

它的运动部件与常规游梁式抽油机相同，其不同的是：在游梁后端装有第二个驴头，驴头弧面圆心与游梁摆动中心重合。

双驴头游梁式抽油机由于采用游梁后端驴头，使其成为“变参数四杆机构”的主传动结构，有利于游梁摆角的加大，实现抽油机的小结构，大冲程。

第二节 抽油机吊装、搬运的安全操作规程一、吊装搬运常识 （一）绳索绳索是抽油机吊装搬运过程中使用的主要吊装、绑扎工具，主要指钢丝绳，其选用一定要符 合要求。

不同规范的钢丝绳使用时应选用与其相适应配套的绳卡进行卡紧固定，且绳卡的数量和绳卡 间的距离要符合要求。

在截取钢丝绳时，应选用一定直径的铁丝或钢丝，将钢丝截取面两端绑扎紧，以免钢丝绳散 股。

表1—2—1 钢丝绳规范及钢丝绳与绳卡的配合关系钢丝绳直径安全系数为 50％ 时钢丝绳上 绳卡之间距离股 数每股钢丝数卡紧所需绳 允许负荷In mm t卡数量 1/2 5/8 3/4 7/8 112.7 16 19 22 25.46 6 6 6 67 7 7 7 27 1.92 3.18 3.87 4.75 7.444 45 5 57.62 95.3 114.3 133.4 152.4 当钢丝绳严重打扭或发现单股钢丝绳脱时应坚决停用。

（二）起重设备目前，安装、拉运抽油机的主要起重设备是汽车起重机。

在汽车起重机的使用配合中， 操作手要严格遵守安全操作规程，配合工作人员要有强烈的安全意识，身着工服、头戴安全帽。

在汽车起重机到达施工现场后，选择好停机位置，支脚应支在平整紧实的地面上，若地面松软则应用木垫板将起重机支脚提起，同时每个支脚要确实与垫木保持接触。

起吊重物只能垂直起吊，不得拖拽尚未离地的重物，严禁超载作业。

起重机垂直吊起重物作旋转运动时，严禁从施工人员头顶经过，起吊物件下方严禁施工。

起吊用钢丝绳在大钩内要固定好，同时选择被吊物悬吊点，尽可能保证被吊物平衡。

当风力大于或等于5级时，应停止施工，如遇雷电要停止作业，收回吊臂。

在施工现场需有专人指挥。

在汽车起重机旋转范围内严禁有人活动。

二、抽油机拉运抽油机拉运是安全生产的重要环节，为保证拉运安全，首先应核实所载物件吨位，要与运输车辆吨位吻合。

在运输过程中道路要畅通，应符合运输条件。

所载物件不得超高、超宽，另外所载物件装车后要用钢丝绳和倒链紧固，以防运输过程中侧滑。

三、抽油机安装常用的指挥信号（1）指挥信号的种类有哨音指挥信号、旗指挥信号（配合哨音）、手势指挥信号。

（2）手势指挥信号的表示：①起吊信号表示：拇指向上；②落吊信号表示：拇指向下；③稍起、稍落信号的表示：基本上和①②相似。