抽油机分类与特征
抽油机的分类及结构特点
抽油机的分类及结构特点
工作原理
➢ 电机通过皮带传动、减速箱减速后， 驱动主动链轮旋转，主动链轮带动链条在 上下链轮之间运动，通过曲拐带动滑车架、 滚轮、往返架上下运动，同时往返架通过 负荷皮带将运动传递至光杆，这样就把往 返架的上、下垂直往返运动传递至井口， 实现带动井下杆柱上下运动的目的。
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抽油机的分类及结构特点
➢动力传动系统——包括电动机、 皮带传动装置和减速箱等； ➢换向系统——包括主动、从动链 轮、曲拐、滑车架、往返架总成等； ➢平衡系统——包括平衡箱总成、 平衡块等； ➢悬挂系统——包括负荷皮带、悬 绳器、吊绳等； ➢刹车系统——包括刹车盘、刹车 卡子、电控柜、电磁刹车保护系统 等； ➢机架底座系统——包括抽油机塔 架、塔基、底座等；
塔架式抽油机(LCYJl0— 8—105HB)如图1—2—6所示， 是一种无游梁式抽油机，特 点是把常规游梁式抽油机的游 梁、驴头换成一个组装的同心 复合轮，其支架高，冲程长。
图1—2—6塔架式抽油机结构示意图
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抽油机的分类及结构特点
工作原理：电动机供给动力， 经过减速器、曲柄、连杆、吊绳带 动复合轮转动，进而使悬绳器带动 井下泵做上下往复运动，把井下液 体抽出地面。适用范围：该机型最 大冲程长度为8m，输出最大扭矩为 105kN·m，可与大泵(如~70mm泵)配 合采油，故其抽液能力强。
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抽油机的分类及结构特点
4、异型游梁式抽油机（双驴头抽油机）
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抽油机的分类及结构特点
5、下偏杠铃游梁复合平衡抽油机 ➢ 下偏是指杠铃的质量中心与游梁回转中 心的连线与游梁中心线下偏一个角度。 ➢ 杠铃是指偏置平衡重配重装置状如杠铃。 ➢ 该抽油机是在常规抽油机基础模型上增 加了下偏杠铃刚性装置，所以它既继承了常 规机的全部优点，同时又达到了降低峰值扭 矩节电的效果。
抽油机的分类及结构特点讲解学习
前置型游梁式抽油机结构特点是曲柄连杆机构存在一定的极位夹角和平衡相 位角，使减速器输出扭矩在上冲程时滞后，下冲程时超前，降低了电动机功率， 具有节能效果。
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异形游梁式抽油机
(CYJ 10—5—48HB)
异形游梁式抽油机，依据其结构
形状又称为双驴头抽油机，如图1—
绳器；14一中轴；15一支架；16一底座
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工作原理：电动机将其动力传给减速器，经曲柄、连杆、驱动绳辫子
、后驴头、游梁、前驴头、绳辫子，通过悬绳器带动光杆及深井泵往复 运动，达到抽油的目的。
该种抽油机适用于中、低粘度原油和高含水期采油，是一种冲程长、 节能好的新型抽油机。其优点是冲程长，可达5m，适用范围大；动载小 ，工作平稳，易启动。缺点是驱动绳辫易磨损。
（1）减速器背离支架后移， 形成较大的极位夹角。即采 用非对称循环机构，使游梁 在上下死点时，连杆两个位 置之间存在约120的相位夹 角。曲柄上冲程的转角增加 120，为1920；曲柄下冲程 的转角减少120，为1680。
井口在左，曲柄逆时针旋转
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抽油机的分类及结构特点
异相型游梁式抽油机
（2）平衡块重心与曲柄轴中心 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，称平 衡相位角。曲柄平衡块总是滞后 与曲柄一个相位角，可使峰值扭 矩降低，扭矩变化更均匀，在一 定条件下可降低能耗。
平衡块重心
曲柄轴中心 曲柄销中心
异相型游梁式抽油机由于平衡相位角改善了平衡效果， 从而使减速器的扭矩峰值降低，扭矩变化较均匀，电动 机功率减小，在一定条件下有节能效果。
大型的长冲程前置式抽油机一般采用气动 平衡方式， 缺点：不平衡重加大，减速器需安装在支架下 面，维修不方便，工作时前冲力较大，影响了 机架的稳定性。
游梁式抽油机的技术特点和选型应用
游梁式抽油机的技术特点和选型应用作者：马纪来源：《商情》2017年第23期【摘要】游梁式抽油机在油田生产中发挥的重要作用，但是人们在讨论游梁式抽油机的使用或改进问题中存在的一些认识上的不同，某些不同观点屡屡出现在新产品介绍或某些专业文献当中，为分清事实真相，正确指导油田生产经营取得更佳的经济效益。
【关键词】抽油机技术特征浅谈一、关于抽油机的“无功损耗”分析作为耗能大户，抽油机的节能广泛受到关注，部分理论认为，游梁式抽油机通常采用普通电机驱动，电机功率因数和负载率往往较低，常常在低于30%情况下运行，通过实施某些新技术或增加无功补偿装置就可将功率因数提高到90%以上，因此大大减小电机的无功损耗，起到大幅度节约能源的目的。
针对这种认识，我们需要理清一下什么是无功功率，在具有电感和电容的电路里，这些储能元件在半周期的时间里把电源能量变成磁场（或电场）的能量存起来，在另半周期的时间里对已存的磁场（或电场）能量送还给电源。
我们把与电源交换能量的速率的振幅值叫做无功功率。
它不对外做功只是与电源进行能量交换，才被定义为无功功率，但它决不是无用功功率，电动机需要有无功功率才能建立和维持旋转磁场，使转子转动，变压器也同样需要有无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。
因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压。
对于供电系统，如果出现低功率因数运行的情况，会造成发电机有功功率的输出降低，使电气设备容量得不到充分发挥等不良影响，因此在电网中必须设置一些无功补偿装置来补偿功率因数的降低。
对于具体的用电设备来说，无功功率增加会使电流增加造成部分用电设备有用功增加，对于电机来说无用功功率增大，会导致电机线损增加，但是由于电机内阻较小，通常可以忽略不计。
二、游梁式抽油机能耗分析“游梁式抽油机”实际是机械采油系统的代称，应该指由抽油机—抽油杆—抽油泵组成的采油系统。
在这种系统中，抽油机是系统的动力提供装置，它所提供的能量是包括抽油泵、抽油杆、油管以及电机、输出管线等等在内的机械采油系统能量消耗总和，在游梁式抽油机—抽油杆—抽油泵组成的机械采油系统中，抽油机的效率是最高的，设计合理的常规游梁式抽油机，不计减速器效率的情况下效率可达90%以上，其他结构形式的抽油机是难以做到的，系统的效率较低，主要是抽油泵、抽油杆等的效率较低，即使是抽油机、电机的综合效率达到1，则系统的效率仍然为30～45%，因此在这个有多个系统组成的串联动力传动系统中，研究节能问题需要从提高三抽系统效率着手，片面强调地面设施的节能，是难以取得理想效果的。
抽油机
磕头机（抽油机）机构抽油机简图：E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。
抽油机工作原理：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。
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。
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。
尤其是采用变频调速既无启动冲击，又可解决选型保守、线路较长等所致的功率因数偏低等问题，获得节能增效的同时又能提高整机寿命。
尤其是油泵的寿命，减少机械故障提高可靠性.抽油机种类：干扰平衡游梁抽油机：是一种新型的节能抽油机。
不仅保持了常规游梁抽油机结构简单、可靠耐用的优点，而且具有附加动载小，能耗低，综合效率高，比常规抽油机节电30-50%以上，能延长整机使用寿命的特点。
经典：抽油机基础知识
9
10
游梁式抽油机抽油装置
抽油机：
（电能转化为机械能的地面设备）
组成
游梁－连杆－曲柄机构(称为四连杆机构) 减速箱（减速机构） 动力设备 辅助装置等
工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱 工 传给曲柄轴，带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆
作
原 经横梁带动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器 理 便带动抽油杆柱作往复运动。
❖ 游梁式抽油机分类 按结构可分为普通型或常规型、前置
型、异相型等类。 ❖ 1 普通型抽油机（后置型抽油机）
支架在游梁中间，驴头和曲柄连杆在 两端，上下冲程运行时间相等。（连杆机 构位于支架的后面）
18
❖2•前置型抽油机 （连杆机构位于支架的前边）多
采用气动平衡。 上冲程气体膨胀，帮助抽油机作
功；下冲程气体被压缩，储藏能量。
动力机的功率与常规式抽油机比 较可选用小一规格的电动机。当偏置 角设计成可调结构时，其节能高效区 可适应不同的井况，并可节约能源1015%。
21
油机基础知识
1
目录
一、抽油机的种类 二、抽油机结构及工作原理 三、抽油机操作规程及日常检查 四、抽油机常见故障判断及处理方法
2
一 概述
（一）抽油机采油法出现原因
1）自喷转采，能量逐渐下降； 2）低压油层或稠油井，不足以自喷； 3）低产油井，不能满足产量的要求； 4）注水油田后期，不能满足产量的要求。
从地面注入高压气体将井内原油 举升到地面的方法。
机
气举采油
械
采
油
深泵采油
有杆泵采油
利用安装在井下的深
无杆泵采油
井泵将井下原油举升
到地面的方法。
抽油机
游梁型抽油机（俗称“磕头机”）复式永磁抽油机皮带式抽油机抽油机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。
抽油机基础知识
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5 摆杆式游梁抽油机
摆杆式游梁抽油机是一种新型节能产品，现已形成系列。该形式节能抽油机是采 用曲柄--摆杆带动摇杆机构作往复直线运动的新结构抽油机，摆杆针对悬点上下 冲程载荷大小的变化自行调整力矩，使减速器工作扭矩始终处于最佳状态，达到 较游梁抽油机节能约50%的效果，是一种具有广阔发展前景的抽油机。
性能特点：结构简单紧凑，整机重量轻。相对常规机，节电率25％左右。
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2 矮型异相曲柄平衡抽油机
矮型异相抽油机是中国石油天然气集团公司推广 的机型。采用驴头游梁一体结构，结构简单、紧 凑，游梁摆角约90°。在驴头尾部和横梁之间采用 尾轴承座传动。该机型传动机构合理，与常规机 比较，体积小，比同型号常规机总体高度低一米 多，总重量减少近2吨。重量轻、能耗小、效率高。 最大扭矩系数下降17%，具有较好的节能效果。
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24
特点：
低冲次抽油机是针对低 渗透油层开发的节能抽 油机。冲次降低，更适 用于低产井，适合复杂 地理环境，降低管理成 本，提高了抽油机运转 效率。
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2 双驴头抽油机
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双驴头抽油机
通过改变抽油机扭矩因数的变化规律来加 强平衡效果，达到节能目的。它是以常规机为 基础模型，对其四杆机构进行了关键性的技术 变革，采用了特殊曲线型的游梁后臂、游梁与 横梁之间采用柔性连接结构，以得到摇杆（游 梁后臂）长度、连杆长度随曲柄转角的变化而 变化的特殊四杆机构，即"变参数四杆机构"， 形成了一种能适应采油实际工况的新型动力传 动的抽油机主结构。
油田抽油机知识点总结
油田抽油机知识点总结一、油田抽油机概述油田抽油机是用于油田开发过程中的一种关键设备，其作用是从油井中将原油抽到地面，通过管道输送到处理设备进行加工。
油田抽油机通常由电动机、减速器、抽油杆、抽油泵等组成，它承担了油田生产中的抽油任务，是实现油田油井生产的重要设备之一。
二、油田抽油机的分类1. 采油方式的不同，油田抽油机可以分为潜油泵和扬程泵两种类型。
潜油泵是安装在井下，通过电缆连接，直接从井底将原油抽上来；扬程泵则是安装在地面，通过管道将原油从井下抽出来。
2. 电机驱动方式的不同，油田抽油机可以分为交流电动机驱动和直流电动机驱动两种类型。
交流电动机驱动的抽油机具有结构简单、使用方便等特点；直流电动机驱动的抽油机具有调速范围广、速度调整平稳等优点。
三、油田抽油机的工作原理油田抽油机通过电动机带动减速器，减速器再带动抽油杆，抽油杆带动抽油泵从井下将原油抽到地面。
抽油泵通常是通过往复的方式将原油推到地面，其中液体循环运动的过程中，形成了一定的液头，通过液头的作用将原油提升到地面。
四、油田抽油机的主要部件及其作用1. 电动机：作为油田抽油机的动力源，将电能转换为机械能。
2. 减速器：将电动机输出的高速旋转转矩减速，并传递给抽油杆。
3. 抽油杆：连接减速器和抽油泵，传递旋转力。
通常由多根抽油杆组成。
4. 抽油泵：起到将原油从井下抽到地面的作用。
通常采用柱塞泵或螺杆泵。
五、油田抽油机的维护和保养1. 定期检查抽油机各部件的磨损情况，并及时更换磨损严重的零部件。
2. 定期进行抽油机的润滑与维护，保证各部件的正常运转。
3. 定期对抽油机进行清洗，去除积尘和杂物，避免对机械零部件造成损坏。
4. 定期对抽油机进行性能测试，如电动机的电压、电流、转速等参数。
5. 定期进行安全检查和保养，保证抽油机的安全可靠运行。
六、油田抽油机的发展趋势1. 自动化技术的应用：随着自动化技术的不断进步，油田抽油机也在向自动化、智能化方向发展，实现远程监控、遥控操作等。
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运行费用
简单 低
较低
简单 低
井下复杂 地面复杂 地面复杂 地面复杂 地面复杂
较高
较高
较高
最高
较高
较低
高
含水后运 行费用高
较低
较低,小油 较低,小油 气田较高 气田较高
排量(m3/d)
正常范围 最大值
深度(m)
正常范围 最大值
1-100 300 <3000 4421
1-200 250
<1500 1700
抽油机 分类与特征讲座
XXXXXXXXXXXXXX有限公司
举升工艺简述
高压油气田开发初期利用地层的原始压力 自喷开采，随着地层能量的逐渐消耗，自 喷开采已经不能满足油田开采需要，人工 举升形式应运而生，其目的是获得较大的 井底生产压差，保证油井具有较高的产量。
目前发现的越来越多的油气田，由于地层 的原始压力低，开发初期就不具备自喷自 喷能力，也必须依靠人工举升形式，保证 油井具有工业开采价值的产量。
抽油机的主要类型
常规型游梁式抽油机
1—底座；2—支架； 3—悬绳器；4—驴头； 5—游梁；6—横梁； 7—横梁轴；8—连杆； 9—曲柄销；10—曲柄； 11—减速箱； 12—减速箱皮带轮； 13—刹车装置； 14—电动机； 15—电控柜
抽油机的主要类型
常规型游梁式抽油机
优点：结构简单、可靠性 高，操作简便，维修费用 低；特别适应于全天候野 外恶劣环境连续运转。
举升工艺简述
目前，全世界有80多万口油井，其中机 械采油井数占80%以上。我国现有油井10 多万口，其中95%以上为人工举升井。
举升工艺简述
各种人工举升方式性能、经济指标对比表
项目 对比
适应条件
有杆泵
螺杆泵 (地面驱)
电动潜油 水力活塞
泵
泵
水力射流 泵
气举 柱塞气举
系统基本 状况
复杂程度 一次性投
曲柄转角 度
CYJY6-2.5-26HB低矮型
CYJY6-2.5-26HB常规游梁式
净扭距 KN.m
70 50 30 10 -10 -30
0
图 11 常 规机、偏置机、渐开线机净扭距对比图（工况一）
50
100
150
200
250
300
350
400
曲柄转角 度
常规机净扭矩
偏置机净扭矩
渐开线机净扭矩
抽油机的主要类型
80-700 1400 <2000 3084
30-600 1293 <4000 5486
10-500 1590 <2000 3500
30-3180 7945 <3000 3658
20-32 63
<3000 3658
举升工艺简述
有杆泵系统可以分为抽油杆上下往复运动抽油 系统(抽油机)和抽油杆旋转运动抽油系统(螺杆 泵)两大类。
抽油机的主要类型
抽油机的主要类型
常规型游梁式抽油机
驴头和曲柄连杆机构分 别位于支架的前后两边， 曲柄轴中心基本上位于 游梁尾部轴承的正下方。 抽油机的有电动机或天 然气发动机等。动力机 一种安装在底座的尾部， 另一种安装在机架的下 面。减速箱安装位置一 种直接安放在底座上， 另一种安装在钢板焊成 的高架底座上。
游梁式抽油机改造、变异：
石油机械专家尽管对游梁式抽油机进行了多方面 的改造、变异，使游梁抽油机在性能上有了很大程度 的提高；但是，其平衡特性、大承载特性、长行程特 性和运动特性仍没有获得质的突破，尤其是在日益增 多的稠油井、高气油比、深抽和排水采气等油气井上 应用，显的越来越不适应。
抽油机的主要类型
无游梁抽油机的诞生：
天轮式抽油机
渐开线式抽油机
抽油机的主要类型
无游梁抽油机的诞生：
曲柄式无游梁抽油机
宽带自换向抽油机
抽油机的主要类型
无游梁抽油机
摩擦换向抽油机 链条自换向机 直线电机抽油机
游梁平衡 曲柄平衡 复合平衡
气动平衡
悬挂偏置游梁平衡抽油机 常规曲柄平衡抽油机 常规复合平衡抽油机 前置式气动平衡抽油机
抽油机的主要类型
游梁式抽油机改造、变异：
双驴头机 变游梁 调径变矩机
下偏杠铃机
抽油机的主要类型
游梁式抽油机改造、变异：
变结构：摆杆式机、偏轮式 机、双四杆抽油机和六杆式 双游梁长冲程抽油机
抽油机的主要类型
净扭距 KN.m
改造后效果：
图 3 常 规 机 、 偏 置 机 、双 驴头净 扭距 对比图 （工况 三）
40 30 20 10
0 -10 -20
0
50
100
150
200
250
300
350
400
曲柄转角 度
常规机净扭矩
偏置机净扭矩
双驴头净扭矩
40 30 20 10
0 -10 -20
0
举升工艺简述
石油天然气行业的人工举升既是采用机械或物理或化学的
方式，将油气井内的液体按开发需求举升到地面预定场所的 活动。对于单纯机械举升，Blais等人（1986）提出了人工举
升最佳使用范围的概念：
10000
1000
水力活塞泵 水力射流泵
产量(m^3/d)
100
10
1
0.1 0
1000 2000 3000 4000 5000 6000 泵深(m)
游梁式抽油机改造、变异： 退化游梁：有游梁，但不起
游梁作用
抽油机的主要类型
游梁式抽油机改造、变异： 退化游梁：无游梁，但起游
梁作用
抽油机的主要类型
游梁式抽油机改造、变异：
净扭矩 KN.m
图 7 、 低矮型、常规游梁 式六型机净扭矩对比图
30 20 10
0 -10
0
50
100 150 200 250 300 350 400
200
250
300
350
400
曲柄转角 度
常规机净扭矩
偏置机净扭矩
双四杆净扭矩
净扭矩 KN.m
70 50 30 10 -10 -30
0
图1 0 常规机、偏置机、摆杆机净扭矩对比图 （工况一）
50
100
150
200
250
300
350
曲柄转角 度
常规机净扭矩
偏置机净扭矩
摆杆机净扭矩
400
抽油机的主要类型
缺点：平衡效果差、效率低； 冲程小，动载大；运动形式 单一，最大加速度和最高速 度大；如果冲程加大则体积 和重量增加很大。
抽油机的主要类型
游梁式抽油机改造、变异：
旋转驴头 抽油机
行星驴头 变 抽抽油机
抽油机的主要类型
游梁式抽油机改造、 变异：
变 平 衡
机械 平衡
图6 常规机、偏置机、偏轮机净扭距对比图（工况三）
50
100
150
200
250
300
350
400
曲柄转角 度
常规机净扭矩
偏置机净扭矩
偏轮机净扭矩
净扭距 KN.m
抽油机的主要类型
改造后效果：
净扭矩 KN.m
图 8 、 常规机、偏置机、 双四杆机净扭矩对比图（工况一）
100
50
0
-50 0
50
100
150