有杆泵采油技术讲解
有杆泵采油ppt课件
2、游粱式抽油机分类 （1）按基本参数分类
①根据悬点最大允许载荷Pmax的变化范围 轻型 Pmax≤30kN 中型 30kN ＜Pmax≤100kN 重型 Pmax＞100kN
②根据悬点最大冲程长度Smax的变化范围
短冲程 Smax<1m
中等冲程 lm ＜Smax≤3 m 长冲程 3m ＜Smax≤6m 超长冲程Smax＞6m
超大扭矩 Mmax﹥ 60kN· m
⑤根据抽油机所需的最大功率Nmax 小功率 Nmax≤5kw
中等功率 15kw＜Nmax≤25kw
大功率 25kw＜Nmax≤100kw
超大功率 Nmax＞100kw
（2）按结构分类
①常规式：驴头和曲柄连杆机构分别位 于抽油机支架前后两边。 平衡方式：多采用机械平衡 运动规律：上下冲程的时间基本相等 ②前置式：驴头和曲柄连杆机构都位于 支架的前边
设曲柄匀速转动的角速度为 所需时间分别为：
，则悬点上、下冲程
t上＝
t下＝
当曲柄匀速转动时，悬点上、下冲程的平均速度不 等，悬点下冲程的平均速度大于上冲程时的平均速度。 将V上与V下的比值K1称为四杆机构的行程速比系数， 则为K1： K1 在近似对称循环抽油机中，一般来说: λ<0.5，K1<1.05 目前，石油矿场广泛应用的常规型抽油机均属于 近似对称循环。
弧 max 个中间短轴和两个轴承支在抽油机支架上。由于游梁负担抽 钢丝绳及光杆连成一体。悬绳器上可以安放示功仪，测悬 采用人字齿。并开始采用圆弧齿轮。减速箱采用圆弧齿轮后， 支架，重型的可做成三腿或四腿的行架。 ,它由改变曲柄和连杆的连 单独横梁，一般用于大型抽油机中 式中 S ― 驴头悬点（挂抽油杆处）的最大冲程长度。驴 油机平衡重分两类：一类为游梁平衡重，装在游梁尾部，一般 抽油机上所用的刹车机构一般为刹车型或闸瓦型。 油机的全部载荷，所以要有一定的强度和刚度。 max 点示工图。 其承载能力比相同参数的渐开线齿轮减速箱体积有所减小，这 接点位置来调节冲程长度。 头用钢板焊成。 作成片状；另一类为曲柄平衡重，装在曲柄上，类型较多。 样也给抽油机其他部分尺寸的缩小创造了条件。
有杆泵采油工作原理
有杆泵采油工作原理一、引言有杆泵采油是一种常见的油田采油方式，其主要原理是利用有杆泵将井底的原油抽到地面。
本文将详细介绍有杆泵采油的工作原理。
二、有杆泵采油的组成1. 有杆泵有杆泵是有杆泵采油系统中最重要的部分，其结构包括上接头、下接头、抽吸管、驱动装置等部分。
其中，上接头连接井口设备，下接头连接抽吸管，抽吸管负责将原油输送到地面，驱动装置则提供动力使得有杆泵能够正常运行。
2. 抽吸管抽吸管是将井底原油输送到地面的关键部件。
其结构包括铁制或者塑料制成的管道和连接器等部分。
在使用时需要根据实际情况选择合适的长度和直径。
3. 驱动装置驱动装置主要负责为有杆泵提供动力，在实际应用中可以选择电机、内燃机等不同类型的驱动装置。
三、有杆泵采油的工作原理1. 抽吸过程当有杆泵开始运行时，驱动装置会提供动力，使得有杆泵开始运转。
此时，抽吸管会下沉到井底，并且通过自身的重力将原油吸入管道中。
2. 推送过程当抽吸管内充满了原油之后，有杆泵将开始推送抽吸管并且将原油输送到地面。
在这个过程中，有杆泵的活塞会向下移动，并且将原油从抽吸管中压出。
3. 重复循环一旦有杆泵完成了一次推送过程之后，它就会开始重复进行抽吸和推送的循环。
这个过程可以持续进行数小时或者数天，直到井底的原油被完全采集出来。
四、有杆泵采油的优缺点1. 优点（1）采集效率高：由于有杆泵能够不断地进行抽吸和推送的循环，因此其采集效率非常高。
（2）使用成本低：相比其他采油方式而言，有杆泵采油所需的设备和人力成本都非常低。
（3）适用范围广：由于其结构简单，因此有杆泵采油可以适用于多种不同类型的油田。
2. 缺点（1）维护成本高：由于有杆泵采油需要经常进行维护和保养，因此其维护成本相对较高。
（2）使用寿命短：由于有杆泵采油的结构比较简单，因此其使用寿命相对较短。
（3）易受外界环境影响：由于有杆泵采油需要在井下进行操作，因此其易受到外界环境的影响，例如地震等。
五、总结有杆泵采油是一种非常常见的采油方式。
04有杆泵及无杆泵采油技术
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
2、抽油泵
抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。
主要组成
工作筒(外筒和衬套) 柱塞 游动凡尔(排出阀) 固定凡尔(吸入阀)
柱塞 游动凡尔 工作筒 固定凡尔
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
Hale Waihona Puke 泵的类型按照抽油泵在油管中的固定方式可分为： 管式泵和杆式泵
A-管式泵
B-杆式泵
1—油管；2—锁紧卡；3—柱塞；4—游动凡尔；5—工作筒；6—固定凡尔
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
（1）管式抽油泵： －下泵深度较小的高产油井
特
工作筒在地面组装好后接在油管 柱下端，随油管一起下入井内，
点
然后投入固定凡尔，最后把柱塞
接在抽油杆柱下端下入泵筒内。
柱塞上下抽汲一次为一个冲程在一个冲程内完一分钟内完成的冲程次数叫冲数冲次第一节第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理泵的理论排量及泵效泵的理论排量及泵效第一节第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理泵的工作过程泵的工作过程是由三个基本环节所组成即是由三个基本环节所组成即柱塞在柱塞在泵内让出容积泵内让出容积井内液体进泵井内液体进泵和和从泵内排出井内液体从泵内排出井内液体
在实际生产中，由于油管、抽油杆的弹性伸缩、气体进泵、砂、 蜡等各种因素影响，实际产量往往小于理论排量Qt。
泵效：实际产量Q与理论产量Qt的比值
＝ Q
Qt
泵效的大小反映了泵的工作状况，泵效越大，泵的工 作条件越好。
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理 （二)泵的理论排量及泵效
第03章有杆泵采油-2讲解
B
Bl
一、柱塞冲程
第四节 泵效计算
交变载荷作用
抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩
柱塞冲程小于光杆冲程
液柱载荷交替地由油管转移到抽油杆柱和由抽油杆柱
(一)静载荷作用下的柱塞冲程
转移到油管，使杆柱和管柱发生交替地伸长和缩短。
一、柱塞冲程
上冲程中：抽油杆加载，油管卸载。 1） A B驴头上 行，游动阀关闭， 抽 油杆加载W’ l ，杆伸 长λr 。 2） B B’与此同 时，管卸载W’ l ，缩 短λt ，活塞与衬套无 相对位移，吸入阀关 闭。 3）B’ C吸入阀 打开，B’C=Sp =S(λr + λt )=S-λ
一、柱塞冲程
API方法：
抽油杆柱振
动对柱塞冲
程的影响存 在着冲次、 冲程配合的 有利与不利 区域。
二、气体和充不满的影响
通常： P泵入口 Pb 气体进泵减少 V液进泵
气锁：由于气体在泵内的压缩和膨胀，使得吸入 阀无法打开而抽不出油，这种现象称为“气锁”。 充满系数:是指每冲次吸入泵内的原油(或液体)的 体积 Vo 与活塞让出容积 V p 之比，即
Vo V p Vs 1 Rgo
Vo ' Vo Vs
Vp Vs 1 Rgo
Vs
Vp Vs Rgo 1 Rgo
1 K s Rgo 1 Rgo
Vo ' V p Vs Rgo 1 Vp 1 Rgo V p
Vs 1 Rgo Vp 1 Rgo
若油层能量低或 o高，造成冲不满，可以 采用：加深泵挂，增加 沉没度，实施增产措 施，优选抽汲参数，若 为稠油，可以降粘。
Rgo
( R p Rs )(1 f w ) pi 0.1
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。
第3章有杆泵采油
2.异相型抽油机
运动特点：使得上冲程的曲柄 转角明显大于下冲程，从而降 低了上冲程的运行速度、加速 度和动载荷，达到减小抽油机 载荷、延长抽油杆寿命和节能 的目的
后置式抽油机结构简图
3．前置型抽油机
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。
➢异相型 ➢前置型
常 规 型 游 梁 式 抽 油 机
异 型 游 梁 式 抽 油 机
旋
调
转
径
驴 头 游 梁 式 抽 油 机
变 矩 游 梁 式 抽 油 机
链条式抽油机
皮带式抽油机
链传式抽油机
天轮式抽油机
直线往复式抽油机
一、抽油机
主要组成：
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） 辅助装置等四部分
第四节 抽油机平衡计算
一、平衡方式及其原理
游梁式抽油机平衡采用气动平衡和机械平衡两种方式。
其中，机械平衡又分为： 1）游梁平衡（beam balance） ； 2）曲柄平衡（crank balance）； 3) 复合平衡（combined balance）。
平衡的基本原理：下冲程过程中以某种方式把抽油杆柱所 放出的能量、电动机提供的能量储存起来，到上冲程时再 释放出来帮助电动机做功。
– 上下冲程电机电流峰值相等 – 或减速器扭矩峰值相等 方法：测量下行电流和上行电流比值，0.8～1之间平衡
第四章 有杆泵采油
第一节 有杆抽油装置
抽油机 抽油泵 抽油杆柱
一、抽油机
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。
采油机械——有杆泵采油
(2)游梁
游梁的作用：游梁安装在支 架轴承上，作用是绕支点 轴承作摇摆运动来传递动 力，同时也是承受负荷的 主要构件。
游梁安装的要求：为了校准 驴头中心与井口中心一致, 往往在游梁上焊上2—4个 顶丝，并且将游梁上的 “U”型卡子的孔开成长方 形的。亦有在抽油机支架 上焊上2—4个顶丝，用来 调节小轴的轴承位置。
安装时要注意曲柄孔、曲柄孔 键槽、锥形套和键等应有良 好的配合，否则易滚键或断 曲柄销。
(5)曲柄
曲柄的位置：曲柄安装在 减速器输出轴两端共 两个。
曲柄的结构：曲柄上有 4—8 个 圆 孔 ， 调 节 冲 程时可将曲柄销子固 定在任何一个适当的 孔里。图为曲柄和平 衡块的安装图。
(5)曲柄
曲柄的安装:曲柄一端有开口 的大孔,是用它把曲柄安装 在减速器的输出轴上。安 装时键槽孔要对正,然后将 键打入键槽,再将孔旁的差 动螺丝或T型螺丝上紧。曲 柄两侧的两个大铁块叫平 衡块，平衡块是用T型螺丝 与曲柄紧固在一起。平衡 块上面标的箭头处是平衡 块的中心线，它是供调平 衡时应用的。
(3)横梁
横梁的作用：是连接连杆 与游梁之间的桥梁，动 力经过横梁才能带动游 梁作摇摆运动
横梁的形式: 一般有三种, 一种是直形横梁，另一 种是船形横梁，还有一 种是翼形横梁。
横梁结构：多采用型钢焊 接结构，如船形横梁 ( 图 a) ， 也 有 少 数 铸 造 横梁，如翼形横梁(图b)
第4堂开始
普通式抽油机结构简图
2.游梁式抽油机的结构：
(1)驴头
驴头的安装形式： 驴头是装在游梁近
井口端的一个带弧面构 件，由钢板或三角铁焊 接制成。 驴头的作用：
在游梁摆动的情况 下保证光杆始终对准井 口中心位置。
驴头的类型:
第三部分有杆泵采油
（二）泵的工作原理
1. 上冲程：抽油杆柱带着活塞向
上运动，活塞上的游动阀受阀球自重和
管内压力作用而关闭。泵内由于容积增 大而压力降低，固定阀在环形空间液柱 压力与泵内压力之差的作用下被打开。 井中原油进泵，同时在井口排出液体。
1.链条式抽油机结构:主要由六大系统组成
动 力 传 动 系 统 电
控 系 统 换 向 系 统
链条式抽油机
平 衡 系 统
润滑 系统
悬 重 系 统
链条式抽油机结构示意图
链条式抽油机
2.链条式抽油机的特点
• 冲程长、冲数低、适用于深井和稠油开采 • 动载荷小、平衡程度好 • 节电、系统效率高
• 节约钢材
第三部分
有杆泵采油
1
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。
2
有杆泵采油概述
有杆泵采油的典型特点是地面能量通过抽油杆、抽 油泵传给井下流体。 有 杆 泵 采 油 常规有杆泵采油： 抽油机旋点的往复运动通过 抽油杆传给井下柱塞泵 井口驱动头的运动通过抽 油杆传给井下螺杆泵
活塞
下游动阀罩
下游动阀 压帽
组合泵筒式管式泵结构图
（一）抽油泵的结构
组合泵筒式管式泵结构图
（一）抽油泵的结构
组合泵筒式管式泵结构图
（一）抽油泵的结构
1.抽油泵的基本组成： 抽油泵主要由泵筒、吸入阀、 活塞、排出阀四大部分组成。 2.抽油泵的分类：
按照抽油泵在井下的固定方
式，可分为管式泵和杆式泵。 按抽油泵泵筒结构又分为 整筒泵和组合泵（衬套泵）。
(一)游梁式抽油机 1.游梁式抽油机的分类： 游梁式抽油机 普通式 基本型 变型 前置式
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一、抽油机
是抽油机一深井泵采油系统的主要地面设备
（一）抽油机的分类
机械式传动抽油机 按传动方式可分为
液压传动抽油机
常规式抽油机 曲柄平衡
游梁式抽油机 前置( 移 )抽油机 气动平衡
按外形结构和
异形游梁式抽油机
原理可分为
塔架式抽油机
无梁式抽油机 链条式抽油机
矮形异相曲柄平衡抽油器、驴头、游梁、 横梁、连杆、支架、曲柄、平 衡块、减速箱、刹车装置、底 座及各种连接轴承组成。
辅机：
由电动机 , 电路控制装置 组成
3.主要部件的作用:
(1)驴头与游梁的连接方式有三种 ： 悬挂式连接 穿销式连接 螺栓连接
(2)驴头移开井口的方法：
上翻式 :修井时把驴 头翻到游梁上，驴 头穿销为横穿式 , 可 上翻 1800。可以用 大钩提放，方便迅 速，但笨重不安 全．
有杆泵采油技术
在油田开发过程中,如油井不能自喷,则必须 借助机械的能量进行采油．机械采油是指人为 地通过各种机械从地面向油井内补充能量,举油 出井的生产方式．
有杆泵采油 目前使用的机械采油
无杆泵采油
培训内容
抽油机—深井泵采油系统
深井泵采油系统 —抽油机
1.抽油机
主要内容： 2.抽油杆
3.抽油泵
非常规型抽油机
1. 异形游梁式抽油机
①结构特点 ：
用一个后驴头来代替了普通游梁式抽油机的尾 轴 , 并用一根驱动绳辫子来连接横梁 , 构成了 抽油机的四连杆机构。
②工作原理： 电动机将其动力传递给减速器 , 经曲柄、连杆、 横梁、驱动绳辫、后驴头带动前驴头绕支架轴摆 动。前驴头上下运动通过悬绳器带动抽油杆、活 塞上下往复运动,抽油出井。
块 (5) 平衡块 : 减小上下行载荷
差 (6) 悬绳器 : 连接 (7) 电动机 : 动力来源 (8) 刹车装置 :制动作用
3. 游梁式抽油机的工作原理
电动机将其高速旋转 运动传给减速箱的输 入轴, 经中间轴后带动 输出 轴、输出轴带动 曲柄做低速旋转运动, 同时,曲柄通过连杆、 横梁拉着游梁后臂上 下摆动,驴头上下摆动, 带动抽油杆、活塞上
侧转式 : 俗称歪脖 子，驴头穿销为立 穿式 , 可侧转 1800。操作时无 需上驴头，安全可 靠但不灵活侧转费 力
可拆卸式 : 为螺栓连接 用于轻型抽 油机
各部件作用
(1) 驴头: 对中、承重 (2) 游梁 :传递动力 (3) 曲柄连杆机构 :旋转运动
变为往复运动 (4) 减速箱 :减速，支撑平衡
③性能特点
优点 : 冲程长、动载小、工作平稳、易启动、 适用范围广 。
缺点 : 驱动绳辫子易磨损 , 需要经常更换。
④适用条件: 中、低粘度和高含水期采油
非常规型抽油机
2.矮形异相曲柄平衡抽油机
①结构特点 ：
没有游梁 , 四连杆机构非对称循环 , 存在10° 极位夹角
②工作原理：
电动机将其动力传递给减速器 , 经曲柄、连 杆、横梁带动驴头绕支架轴摆动。驴头摆动 通过悬绳器带动抽油杆、活塞上下往复运动 , 抽油出井。
③性能特点
优点 :(1) 整机质量轻、高度矮、成本低。 (2) 操作简单 , 管理方便。 (3) 有利于节能降耗 , 提高抽油机系统效率。
缺点 :不适用于载荷大的深井及稠油井
下往复运动,抽油出井。
4. 新系列游梁式抽油机代号
CYJ 3 – 1.2 – 7 (H) F
F—复合平衡 B—曲柄平衡 Y—游梁平衡 Q—气动平衡
减速箱结构型式代号（H—点啮合双圆 弧齿轮传动；渐开线齿轮传动省略）
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,X10KN 游梁式抽油机系列代号