懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律PPT課件

1、游梁抽油機(jī)的運(yùn)動學(xué)模型的主要任務(wù)是根據(jù)抽油機(jī)的幾何關(guān)系求解懸點(diǎn)位移、速度、加速度隨時間和曲柄轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律，以便為載荷分析和扭矩計算提供運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù)。抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動簡化分析簡化分析簡諧運(yùn)動曲柄滑塊機(jī)構(gòu)精確分析精確分析分析方法分析方法可將游梁與連桿的連接點(diǎn) b 的運(yùn)動簡化為簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動，即認(rèn)為b 點(diǎn)的運(yùn)動規(guī)律和d 點(diǎn)做圓周運(yùn)動時在垂直中心線上的投影 （c 點(diǎn)） 的運(yùn)動規(guī)律相同假設(shè)條件： r/p 0 r/c 0b ba ad d簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動懸點(diǎn)位移sa、速度v a 和加速度a a 分別為：抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動可將游梁與連桿的連接點(diǎn) b 的弧線

2、運(yùn)動近似的看作直線運(yùn)動，把抽油機(jī)的運(yùn)動簡化為曲曲柄滑塊運(yùn)動柄滑塊運(yùn)動假設(shè)條件：0r/p 1/4 曲柄滑塊運(yùn)動曲柄滑塊運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動懸點(diǎn)位移sa、速度v a 和加速度a a 分別為：抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動b ba ad d傳統(tǒng)抽油機(jī)尺寸參數(shù)前置型抽油機(jī)尺寸參數(shù)抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動懸點(diǎn)加速度曲線懸點(diǎn)速度曲線抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)結(jié)構(gòu)不平衡抽油機(jī)結(jié)構(gòu)不平衡抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動曲柄偏置角曲柄偏置角抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動皮帶抽油機(jī)尺寸參數(shù)抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動在抽油過程中，抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)要承受多種載荷，除了抽油桿柱自重、液柱重量等靜載荷外，

3、還有慣性載荷、振動載荷等動載荷以及各種摩擦載荷。在抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)上下往復(fù)運(yùn)動過程中，上述各類載荷均作周期性變化。反映懸點(diǎn)載荷隨其位移變化規(guī)律的圖形稱為光桿(地面)示功圖（w s 功） 。利用實測示功圖可求得懸點(diǎn)實際載荷，用于機(jī)、桿、泵的工作狀況分析(診斷)。但是，在選擇抽油設(shè)備以及確定工藝參數(shù)時，需要預(yù)測懸點(diǎn)載荷。因此，對懸點(diǎn)載荷及其變化規(guī)律進(jìn)行理論分析和計算是十分必要的。抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油泵工作過程抽油泵工作過程上沖程：游動閥關(guān)（柱塞上的閥）；上沖程：游動閥關(guān)（柱塞上的閥）；固定閥開（泵筒上的閥），地面排油。固定閥開（泵筒上的閥），地面排油。下沖程：游動閥開；固定閥關(guān)，泵筒下沖

4、程：游動閥開；固定閥關(guān)，泵筒向柱塞上方排油。向柱塞上方排油。懸點(diǎn)載荷：抽油桿懸掛在驢頭處的載懸點(diǎn)載荷：抽油桿懸掛在驢頭處的載荷。荷。上下沖程懸點(diǎn)載荷不同上下沖程懸點(diǎn)載荷不同抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油泵的工作原理抽油泵的工作原理抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷懸懸點(diǎn)點(diǎn)承承受受的的載載荷荷動載荷動載荷靜載荷靜載荷振動振動慣性慣性摩擦摩擦桿重桿重液重液重沉沒壓力沉沒壓力井口回壓井口回壓抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油桿柱的重力產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷抽油桿柱的重力產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷:上沖程：上沖程：在空氣中的重力在空氣中的重力下沖程：下沖程：液體中的重力液體中的重力抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷液柱的重力產(chǎn)生的懸

5、點(diǎn)載荷液柱的重力產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷上沖程：上沖程：液柱的重力經(jīng)抽油桿柱作用于懸點(diǎn)，其方液柱的重力經(jīng)抽油桿柱作用于懸點(diǎn)，其方向向下，使懸點(diǎn)載荷增加向向下，使懸點(diǎn)載荷增加 laagwrpll)(下沖程：下沖程：液柱的重力作用于油管上，因而對液柱的重力作用于油管上，因而對懸點(diǎn)載荷沒有影響。懸點(diǎn)載荷沒有影響。0lw抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷沉沒壓力產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷沉沒壓力產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷沉沒壓力只發(fā)生在上沖程，減小懸點(diǎn)載荷：沉沒壓力只發(fā)生在上沖程，減小懸點(diǎn)載荷：pispiappapfs)(沉沒壓力沉沒壓力液流產(chǎn)生的壓降液流產(chǎn)生的壓降泵吸入口壓力泵吸入口壓力抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷井口回壓產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷井

6、口回壓產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)抽油機(jī)井口回壓，將對懸點(diǎn)產(chǎn)生附加載荷，上沖程中增加懸點(diǎn)井口回壓，將對懸點(diǎn)產(chǎn)生附加載荷，上沖程中增加懸點(diǎn)載荷載荷, ,下程中減小懸點(diǎn)載荷下程中減小懸點(diǎn)載荷 ：rbbdrpbbuapfaapf下：上：)(游梁抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷游梁抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷慣性載荷慣性載荷慣性力的方向與加速度方向相反。習(xí)慣取加速度向上為正，取向下的載荷為正；上沖程時，慣性載荷為液柱慣性載荷和抽油桿慣性載荷的共同作用；下沖程時，由于液柱不隨懸點(diǎn)運(yùn)動，因而不存在液柱慣性載荷；液體密度和沖次影響液柱慣性載荷的大小。抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷沖沖 程程加速度加速度慣性力慣性力對懸點(diǎn)載

7、荷的影響對懸點(diǎn)載荷的影響上沖程上沖程00900向上向上向下向下增大懸點(diǎn)載荷增大懸點(diǎn)載荷9001800向下向下向上向上減小懸點(diǎn)載荷減小懸點(diǎn)載荷下沖程下沖程18002700向下向下向上向上減小懸點(diǎn)載荷減小懸點(diǎn)載荷27003600向上向上向下向下增大懸點(diǎn)載荷增大懸點(diǎn)載荷振動載荷振動載荷細(xì)長的抽油桿柱和液柱具有較大的彈性或可壓縮性。桿柱頂端周期性地上下運(yùn)動和液柱載荷周期性地作用于其下端使桿柱產(chǎn)生彈性振動，液柱下端周期性地被泵柱塞所推動而使液柱產(chǎn)生振動；當(dāng)油管柱下端未錨定時，在液柱載荷周期性地作用下，管柱也會產(chǎn)生振動。桿管液三組彈性體的振動相互影響，再加上阻尼的作用，使整個系統(tǒng)的振動過程相當(dāng)復(fù)雜。抽油機(jī)

8、懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷摩擦載荷摩擦載荷上下沖程中都存在。上下沖程中都存在。 (2) (2) 柱塞與襯套之間的摩擦力柱塞與襯套之間的摩擦力該摩擦力在上、下沖程中都存在，一般泵徑該摩擦力在上、下沖程中都存在，一般泵徑不超過不超過7070 mmmm時，其值小于時，其值小于1717 n1717 n。 (3) (3) 抽油桿柱與液柱之間的摩擦力抽油桿柱與液柱之間的摩擦力發(fā)生在下沖程，其摩擦力的方向向上，是稠發(fā)生在下沖程，其摩擦力的方向向上，是稠油井內(nèi)抽油桿柱下行遇阻的主要原因。阻力的大油井內(nèi)抽油桿柱下行遇阻的主要原因。阻力的大小隨抽油桿柱的下行速度而變化小隨抽油桿柱的下行速度而變化 (1) (1) 抽油

9、桿柱與油管的摩擦力抽油桿柱與油管的摩擦力抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷 (4) (4) 液柱與油管之間的摩擦力液柱與油管之間的摩擦力發(fā)生在上沖程，其方向向下，故增大懸點(diǎn)載荷。發(fā)生在上沖程，其方向向下，故增大懸點(diǎn)載荷。 3 . 1rlltff (5) (5) 液體通過游動閥的摩擦力液體通過游動閥的摩擦力 在高粘度大產(chǎn)量油井內(nèi)，液體通過游動閥在高粘度大產(chǎn)量油井內(nèi)，液體通過游動閥產(chǎn)生的阻力往往是造成抽油桿柱下部彎曲的主要產(chǎn)生的阻力往往是造成抽油桿柱下部彎曲的主要原因，對懸點(diǎn)載荷也會造成不可忽略的影響。原因，對懸點(diǎn)載荷也會造成不可忽略的影響。 抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷上沖程懸點(diǎn)靜載上沖程懸點(diǎn)靜載：壓

10、油桿靜上ppppfhlfflf沉油桿油桿桿）（抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷桿靜下 pp下沖程懸點(diǎn)靜載下沖程懸點(diǎn)靜載：懸點(diǎn)只承受桿柱在油中重量懸點(diǎn)只承受桿柱在油中重量抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷理論示功圖理論示功圖dopcasb靜載理論示功圖靜載理論示功圖a a：下死點(diǎn)；下死點(diǎn)；b b：增載終止點(diǎn)；：增載終止點(diǎn)；cc：上死點(diǎn)上死點(diǎn); ;d d：卸載終止點(diǎn)。卸載終止點(diǎn)。abab：為增載線段為增載線段即井口光桿卡子到井下活塞間的抽即井口光桿卡子到井下活塞間的抽油桿和油管的彈性變形（桿伸長、油桿和油管的彈性變形（桿伸長、管縮短）過程；管縮短）過程；bc bc ：為懸點(diǎn)最大載荷線段為懸點(diǎn)最大載荷線段即活

11、塞與光桿同步上行的抽油過程；即活塞與光桿同步上行的抽油過程；cd cd ：卸載線段卸載線段即懸點(diǎn)到活塞間桿管變形（桿縮短、即懸點(diǎn)到活塞間桿管變形（桿縮短、管伸長）的過程；管伸長）的過程；da da ：為懸點(diǎn)最小載荷線段，即泵為懸點(diǎn)最小載荷線段，即泵吸油過程吸油過程理論示功圖理論示功圖光桿載荷cabdp1p2spssp光桿位移p p1 1 ：為光桿懸點(diǎn)最大載荷值；為光桿懸點(diǎn)最大載荷值；p p2 2：為光桿懸點(diǎn)最小載荷值，即抽油桿在液體中的重量；為光桿懸點(diǎn)最小載荷值，即抽油桿在液體中的重量；p p1 1 - - p p2 2：為活塞截面以上的液柱載荷值；：為活塞截面以上的液柱載荷值；s sp p：活塞沖程，活塞沖程