有桿抽油設(shè)備簡(jiǎn)介

第一節(jié)游梁式抽油機(jī)

PumpingUnits古老，應(yīng)用廣泛。

四連桿機(jī)構(gòu)：1桿：曲柄；2桿：連桿；

3桿：游梁；4桿：虛桿。第八章有桿抽油設(shè)備（第二次課）第二部分：采油工藝及設(shè)備圖8-1抽油機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖

一、游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)組成：電機(jī)；減速箱；曲柄；連桿；游梁；平衡塊；支架；驢頭；制動(dòng)器；懸繩器。驢頭將游梁前端往復(fù)圓弧運(yùn)動(dòng)，變?yōu)槌橛蜅U垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)。驢頭目的：對(duì)中井口。游梁連桿平衡塊曲柄電機(jī)皮帶輪減速箱支架驢頭懸繩器常規(guī)型皮帶平衡塊底座游梁連桿橫梁曲柄電機(jī)齒輪箱支架懸繩器驢頭懸繩2.型號(hào)（標(biāo)準(zhǔn)化）

游梁復(fù)合曲柄

氣CYJ—□—□—□（Y）（F）（B）（Q）抽油機(jī)

懸點(diǎn)載荷

沖程（m）

最大扭矩

平衡方式

（x10KN）

例，CYJ8-3-37-HB：

懸點(diǎn)載荷80kN；沖程3m；扭矩37kN.m；

H—圓弧齒輪箱；

B—曲柄平衡。3.基本類型常規(guī)型：支點(diǎn)在中間，動(dòng)力在尾部（見(jiàn)圖9-2）；雙驢頭抽油機(jī)（變力臂，節(jié)能。）；常規(guī)型常規(guī)型雙驢頭式抽油機(jī)下偏杠鈴式抽油機(jī)3.基本類型前置式：支點(diǎn)在尾部，動(dòng)力在中間（見(jiàn)圖9-3）。前置式曲柄平衡前置式氣平衡游梁驢頭驢頭游梁氣缸平衡懸重懸重連桿連桿曲柄平衡重3.基本類型前置式：支點(diǎn)在尾部，動(dòng)力在中間（見(jiàn)圖9-3）。前置式游梁平衡平衡重懸點(diǎn)載荷：P掛抽油桿處，反應(yīng)下泵深度。取決于桿和液柱重量。最大扭矩：M曲柄軸最大扭矩。（用于選擇電機(jī)功率）沖程長(zhǎng)度：S反應(yīng)采油量。懸點(diǎn)沖程，受機(jī)構(gòu)限制3～4m，>6m長(zhǎng)沖程。（曲柄連桿機(jī)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程。）S正比于曲柄半徑。沖次：n懸點(diǎn)沖程數(shù)，反應(yīng)采油量。（每分鐘往復(fù)次數(shù)）低沖次；高沖次；中等沖次為二者之間。二、主參數(shù)

三、游梁抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷抽油泵工作過(guò)程上沖程：游動(dòng)閥關(guān)（柱塞上的閥）；固定閥開(kāi)（泵筒上的閥），地面排油。下沖程：游動(dòng)閥開(kāi)；固定閥關(guān)，泵筒向柱塞上方排油。懸點(diǎn)載荷：抽油桿懸掛在驢頭處的載荷。上下沖程懸點(diǎn)載荷不同。（一）六項(xiàng)懸點(diǎn)載荷靜載：三項(xiàng)圖8-2懸點(diǎn)靜載荷變化圖

1.抽油桿柱自重：

P桿（油中為）方向↓2.油管內(nèi)，柱塞上油柱重（柱塞面積減桿面積）P油↓3.油管外油沉沒(méi)度對(duì)柱塞下端壓力P壓。↑動(dòng)載動(dòng)載與桿柱運(yùn)動(dòng)有關(guān)。稠油高粘度，摩擦力大。（粘度反映液體運(yùn)動(dòng)層間的摩擦力，絕對(duì)粘度，Pa.s）摩擦力：作用方向與油桿運(yùn)動(dòng)相反。游閥液體摩擦發(fā)生在下沖程閥打開(kāi)時(shí)。摩擦力低粘油時(shí)，忽略不計(jì)（占2～5%），高粘油時(shí)必考慮。現(xiàn)場(chǎng)提出問(wèn)題：

油稠，下沖程桿和柱塞靠自重?zé)o法下行。1.上沖程懸點(diǎn)從下死點(diǎn)上移，游閥關(guān)，固定閥開(kāi)。（二）懸點(diǎn)靜載荷大小及變化規(guī)律上沖程懸點(diǎn)靜載：

（泵筒進(jìn)油）

桿自重油柱重油管外沉沒(méi)油柱對(duì)柱塞底壓力

（1）

桿在油中重

—油桿重度，N/m3;—油重度，N/m3;—桿截面積，m2；

F—柱塞面積，m2；L—抽油桿長(zhǎng)或下泵深度m；

—泵沉沒(méi)度，m（有時(shí)認(rèn)為）

—?jiǎng)右好嬉陨希ǎ?/p>

斷面面積等于柱塞面積的油柱重，N。2.下沖程懸點(diǎn)從上死點(diǎn)下移，游閥開(kāi)，固定閥關(guān)。懸點(diǎn)只承受桿柱在油中重量。（2）

桿在油中重量【柱塞上、下油壓油

相等，油對(duì)桿產(chǎn)生浮力】3.下死點(diǎn)載荷變化（從下至上沖程）（1）抽油桿載荷變化①懸點(diǎn)載荷：由

變至

②載荷增量：（油柱重）③桿伸長(zhǎng)：導(dǎo)致：懸點(diǎn)走了距離，載荷才全部加到桿或懸點(diǎn)上。【相當(dāng)彈性變形，先走一段空的距離】伸長(zhǎng)使柱塞不動(dòng)，此時(shí)不抽油。（2）油管柱載荷變化下沖程時(shí)：游閥開(kāi)，定閥關(guān)。（固定閥將油管下堵住，減去沉沒(méi)壓力。）壓在油管下部。上沖程時(shí)：游閥關(guān)，油柱由柱塞和抽油桿承擔(dān)。油管柱上無(wú)載荷作用，卸載引起油管縮短。（油管與泵筒相連）縮短大小：（—管壁面積）（懸點(diǎn)又走了距離，柱塞與泵筒仍無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也不抽油。）（3）沖程（懸點(diǎn)沖程S）

柱塞有效沖程：

（4）

變形分配系數(shù)，

取0.6～0.9。（3）4.上死點(diǎn)載荷變化上沖程終了，下沖程開(kāi)始。（1）桿柱：靜載由變到。載荷減小了（折合）油柱重，桿縮短了，懸點(diǎn)走過(guò)（距離），柱塞不動(dòng)，泵筒不排油（泵筒向柱塞上方排油，柱塞運(yùn)動(dòng)游閥才能打開(kāi)（頂開(kāi)）。（2）油管：此時(shí)，固定閥關(guān)（柱塞不動(dòng)，泵筒與油管外的油共同壓力，定閥球自由落下）。油管承受載荷由空載增加為，管伸長(zhǎng)了。懸點(diǎn)又走了距離，柱塞相對(duì)泵筒仍不動(dòng)，泵筒也不排油。（3）柱塞有效行程（）

S-懸點(diǎn)沖程縮短＝伸長(zhǎng)；伸長(zhǎng)＝縮短只有柱塞運(yùn)動(dòng)的距離才為有效行程。（P9~↑）

5.靜力示功圖

（表示做功的圖）定義：上、下沖程懸點(diǎn)載荷隨位移（沖程）變化規(guī)律。（第3次課）上沖程載荷：

下沖程載荷：抽油桿在油中重量始終作用在懸點(diǎn)上。

①

表示靜力傳遞過(guò)程

從下死點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行上沖程，靜力由變到，

懸點(diǎn)增加的載荷，是緩慢加到懸點(diǎn)上。

即懸點(diǎn)走過(guò)了

（桿、管靜變形），載荷才全部加到懸點(diǎn)上?！具@里可認(rèn)為懸點(diǎn)不動(dòng)，載荷增加，由于變形，向下延伸?，F(xiàn)在懸點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于把變形部分的，很輕松的拉過(guò)去?！竣?/p>

封閉平行四邊形上沖程載荷、位移曲線，AB—BC；位移：EB=

，BC=

；下沖程載荷、位移曲線，CD—DA；位移：經(jīng)過(guò)后，完成卸載，完成。③

稱理想示功圖下沖程緩慢減載，經(jīng)過(guò)全部減去（三）懸點(diǎn)動(dòng)載荷大小及變化慣性載荷和振動(dòng)載荷，高沖數(shù)必須考慮動(dòng)載影響。

1.

慣性載荷分兩部分：和

（由加速度造成）。認(rèn)為桿、油柱運(yùn)動(dòng)規(guī)律一致，隨懸點(diǎn)

而變。懸點(diǎn)隨曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)，懸點(diǎn)為非勻速，有。

（5）

—油管過(guò)流擴(kuò)大，油柱加速度下降系數(shù)。（三）懸點(diǎn)動(dòng)載荷大小及變化慣性載荷和振動(dòng)載荷。1.慣性載荷分兩部分：

和（由加速度造成）。桿、油柱運(yùn)動(dòng)規(guī)律一致，隨懸點(diǎn)而變。懸點(diǎn)隨曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)，為非勻速，有。（第3次課）上沖程載荷：

有效沖程：下沖程載荷：靜力示功圖平行四邊形桿在油中重量始終作用在懸點(diǎn)上。

（二）懸點(diǎn)靜載荷大小及變化規(guī)律

（5）

—油管過(guò)流擴(kuò)大，油柱加速度下降系數(shù)。（由圖16-17說(shuō)明）為油管內(nèi)徑面積；為油管斷面積（壁厚斷面）。泵筒油管柱塞游閥前面出現(xiàn)2.懸點(diǎn)加速度（求大小及變化）

—曲柄半徑；

—連桿長(zhǎng)；

—后臂；

—前臂

—角速度；

—曲柄轉(zhuǎn)角；12點(diǎn)為0°懸點(diǎn)A，繞支點(diǎn)O擺動(dòng)，取決于B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)（游梁尾部）。

連稈前臂前臂曲柄12點(diǎn)為0°懸點(diǎn)（1）A點(diǎn)與B點(diǎn)關(guān)系：

位移：；

（）

速度：；

加速度：

A點(diǎn)沖程B點(diǎn)沖程A點(diǎn)速度B點(diǎn)速度A點(diǎn)加速度B點(diǎn)加速度（2）假設(shè)B點(diǎn)作直線簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（只有游梁、連桿很長(zhǎng)近似成立，實(shí)際是圓弧運(yùn)動(dòng)。）運(yùn)動(dòng)規(guī)律成為:曲柄—連桿—滑塊機(jī)構(gòu)。（B點(diǎn)相當(dāng)滑塊：認(rèn)為、，B點(diǎn)弧度大近于直線）。（3）B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

【關(guān)鍵是求

B點(diǎn)，，】沖程：

速度：

加速度：（4）A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)（懸點(diǎn)處）

懸點(diǎn)最大沖程：【為一沖程】（6）將代入（6）得：

發(fā)生在，?！厩『檬窍?、上死點(diǎn)處】

圖1-19加速度圖（5）

分析：【慣性載荷與大小、方向有關(guān)】上沖程：（懸點(diǎn)向上為正向運(yùn)動(dòng)）前半段：，為正（與運(yùn)動(dòng)方向相同）后半段：，為負(fù)（與運(yùn)動(dòng)方向相反）下沖程：（懸點(diǎn)向下為反向運(yùn)動(dòng)）前半段：，為負(fù)（與正向運(yùn)動(dòng)方向相反）后半段：，為正（與正向運(yùn)動(dòng)方向相同）（6）實(shí)際B點(diǎn)，A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律

（只給出計(jì)算思路）實(shí)際A，B點(diǎn)圓弧運(yùn)動(dòng)（非直線）。應(yīng)精確求B點(diǎn)，A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。①方法一用機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真軟件ADAMS。思路：實(shí)體建?！x傳動(dòng)副→給原動(dòng)件加力→分析機(jī)構(gòu)各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及受力。【有利于快速優(yōu)化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)】以往用分析法或圖解法。②解析法：以原動(dòng)桿為基礎(chǔ)，建立位移矢量方程?！靖鳁U長(zhǎng)一定，找各角度間關(guān)系，確定位移方程?！课灰魄髮?dǎo)得速度、加速度。【機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)上有公式，有計(jì)算機(jī)可得數(shù)值解，很方便。】矢量方程：投影方程：

【兩式為運(yùn)動(dòng)分析基本方程，可以求出角速度和角加速度?！竣蹐D解法：按剛體平動(dòng)。任意一點(diǎn)均由牽連運(yùn)動(dòng)和繞B點(diǎn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)組合。按比例找關(guān)系，作位移、速度、加速度多邊形?！緞?dòng)點(diǎn)相對(duì)于靜參考系的運(yùn)動(dòng)稱絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)參考系的運(yùn)動(dòng)稱相對(duì)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)參考系相對(duì)靜參考系的運(yùn)動(dòng)為牽連運(yùn)動(dòng)?！俊厩叭艘延镁_法算出，，值】

連桿為平動(dòng)（7）結(jié)論①實(shí)際（懸點(diǎn)加速度）隨

變化與理想規(guī)律相近；②

，（上沖程開(kāi)始和下沖程終了附近）

二者之比稱運(yùn)動(dòng)指標(biāo)：研究證明（與，有關(guān)）:

（8）實(shí)際抽油機(jī)中：

用處：用理想式求出乘，得，計(jì)算簡(jiǎn)單。后臂③理想

對(duì)稱（順、逆旋轉(zhuǎn)均可），非對(duì)稱。為減小上沖程開(kāi)始加速，考慮轉(zhuǎn)向：“曲柄順轉(zhuǎn)”【從

開(kāi)始順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)增量角

下的加速度，與從

開(kāi)始逆時(shí)增角

不同。故曲柄必按順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)（井口在左，曲柄在右，順轉(zhuǎn)，技術(shù)人員應(yīng)考慮，有理論根據(jù)。順時(shí)從開(kāi)始上沖程。）】3.慣性載荷對(duì)懸點(diǎn)載荷的影響（1）上沖程（和均起作用）

（9）

此處：由（5）式：上沖程前段：（向上），總載：

上沖程后段：（向下），總載：（2）下沖程（柱塞不帶油運(yùn)動(dòng)）

（10）下沖程前段：（向下），總載：下沖程后段：（向上），總載：（3）動(dòng)力示功圖（由靜、動(dòng)載合成，沖程與載荷關(guān)系圖）扭曲四邊形，，靜力為平行四邊形。

是基礎(chǔ)上增加。上沖程：靜變形段懸點(diǎn)載荷：

逐漸傳到懸點(diǎn)上，靜變形終了時(shí)，最大，之后開(kāi)始有效行程，因慣性載荷減小，曲線下斜。加速度變負(fù)，慣性向上。

，＋，正向，增加;

，，向，減小。下沖程：

前段，,向,

減小；后段，,向,

增加；（參看圖1-19～20）4.慣性載荷對(duì)有效沖程影響①上死點(diǎn)—

處。負(fù)最大↓，↑，減重桿縮短，柱塞附加沖程（柱塞要向下走卻縮回）?！疽源藭r(shí)的減重為標(biāo)準(zhǔn)】②下死點(diǎn)—

或。正值最大↑，

↓，增重桿伸長(zhǎng)，柱塞附加沖程（懸點(diǎn)走完下沖程再拉長(zhǎng)）?！疽源藭r(shí)的增重為標(biāo)準(zhǔn)】

①上死點(diǎn)：180°

為負(fù)↓向上↑桿減重縮短柱塞上縮②下死點(diǎn)：360°

為正↑向下↓桿增重伸長(zhǎng)柱塞下伸③有效沖程

（11）

（12）

上死點(diǎn)、下死點(diǎn)最大慣性載荷

（慣性載荷沿桿均布，取長(zhǎng)中點(diǎn)，作為載荷作用桿中心。4.慣性載荷對(duì)有效沖程影響5．振動(dòng)載荷桿柱細(xì)長(zhǎng)，彈性體，突然加、減重，且運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。（1）懸點(diǎn)上行始桿、管柱在靜變形內(nèi)柱塞與泵筒無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，桿柱無(wú)振動(dòng)。靜變形終了，桿、柱塞突然運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一次振動(dòng)。（2）懸點(diǎn)下行始靜變形結(jié)束后，桿、柱塞突然卸載，又發(fā)生一次振動(dòng)。（3）衰減振動(dòng)（阻尼振動(dòng)）（4）防止共振，合理選沖數(shù)懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)頻率與桿、柱塞自動(dòng)振動(dòng)頻率相同或整數(shù)倍，易共振。應(yīng)合理選懸點(diǎn)沖數(shù)。（5）振動(dòng)載荷示功圖（參見(jiàn)圖1-20）

2↑（四）懸點(diǎn)最大和最小載荷1.（從動(dòng)力示功圖上看）最大載荷發(fā)生在上沖程靜變形結(jié)束后的瞬間。（B”點(diǎn)：）2.

最小載荷發(fā)生在下沖程靜變形結(jié)束后的瞬間。（D”點(diǎn)：）

是設(shè)計(jì)或選電機(jī)的依據(jù)。第4次課上沖程靜變形終了瞬間點(diǎn)下沖程靜變形終了瞬間點(diǎn)

3.

,計(jì)算（1）API公式根據(jù)機(jī)、電模型，實(shí)測(cè)后給出公式（經(jīng)驗(yàn)式）

（13）

（14）

（無(wú)因次系數(shù)—查曲線；S—沖程；—彈性系數(shù)）

N/m（）【按計(jì)算桿彈性系數(shù),桿在油中重?！?/p>

—桿截面（使用較多，與實(shí)測(cè)值較接近。）（2）前蘇聯(lián)公式理論形式：

（15）

（16）加修正：

（17）

—變形分配系數(shù)（）

—桿徑；D—泵徑；n沖次。（理論＋經(jīng)驗(yàn)式，不分上、下，慣、振。）所有公式計(jì)算較準(zhǔn)確，有偏差。（五）摩擦力對(duì)懸點(diǎn)載荷的影響，計(jì)算均未考慮。

【實(shí)驗(yàn)證明：不隨而變，隨而變，與運(yùn)動(dòng)方向相反。：柱塞與泵間，桿箍與油管間；：桿與油柱間、油柱與油管間。】

（18）

（19）

增加了（上行）；

減小了（下行）（液摩擦力與粘度有關(guān)）抽汲速度四、沖程長(zhǎng)度與沖數(shù)選擇1.沖程沖程長(zhǎng)度對(duì)懸點(diǎn)載荷影響不大?！局皇浅橛蜋C(jī)高度增加】曲柄扭矩隨S正比增加。

2.

沖數(shù)n

沖次高，產(chǎn)生沖擊載荷，會(huì)使減小。最高n限制條件：不使油桿發(fā)生共振。

許用沖次：經(jīng)驗(yàn)式經(jīng)驗(yàn)式五、曲柄扭矩計(jì)算1.扭矩大小及變化曲柄銷處受力：

切線力；連桿力；曲柄折合平衡力；曲柄平衡重離心力:

力矩平衡方程：曲柄銷處

切向力

曲柄平衡重

連桿力

（1）求（連桿力）

由游梁支點(diǎn)力矩方程求得。游梁擺動(dòng)慣性力矩：

—轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（，游平衡重半徑）；

—梁角加速度。(，—前臂)力矩方程：

(P方向永不變

游梁平衡重)

（2）求出

可知，

(復(fù)合平衡時(shí)力矩)=0，求

(曲柄平衡時(shí)力矩)

=0，求（游梁平衡時(shí)力矩）

平衡良好標(biāo)準(zhǔn)：電機(jī)上下沖做正功。

2．最大扭矩計(jì)算式（1）前蘇(經(jīng)驗(yàn)式)

由公式【（15）、（16）、（17）】計(jì)算（2）API式

（3）簡(jiǎn)化式：

有效平衡重量無(wú)因次數(shù)，查曲線。為桿彈性常數(shù)沖程沖程六、平衡問(wèn)題1.

基本原理（1）機(jī)械平衡：下沖程抬高平衡重，儲(chǔ)存位能。

上沖程釋放位能，“幫舉”。

【三種平衡：游梁，曲柄，復(fù)合三種平衡方式。】（2）氣平衡：

下沖程壓縮氣體，上沖程放出能量?！皫团e”（3）下沖程儲(chǔ)能：

（能為做功）

電機(jī)功，下落功（4）上沖程放能：

（上沖程懸點(diǎn)載荷需要的功）（5）原理要求：

（使電機(jī)做恒功）（6）需要的儲(chǔ)能：

儲(chǔ)能（7）按實(shí)際示功圖計(jì)算（）上沖程：為OABCF面積（用測(cè)面儀：曲線下的面積為功）下沖程：為OADCF面積由上兩面積可求，要有坐標(biāo)比例。（8）無(wú)實(shí)際示功圖（用計(jì)算式），按靜力示功圖求2．平衡重計(jì)算

—游梁平衡重；

—

臂長(zhǎng)

—曲柄平衡重；

—

平衡半徑

—游梁部件重；

—

重心到支點(diǎn)

—曲柄部件重；

—

重心回轉(zhuǎn)距離

r—曲柄半徑（）

距離（1）下沖程儲(chǔ)能：①游梁平衡重抬高：儲(chǔ)能（功）：②游件抬高：

，

儲(chǔ)能：；③曲柄平衡重抬高：2R，

儲(chǔ)能：

；

④曲柄自重抬高：

，

儲(chǔ)能：

。總儲(chǔ)能：

游梁平重儲(chǔ)能

曲平重儲(chǔ)能

游件平重儲(chǔ)能

曲件平重儲(chǔ)能

設(shè)；

將靜力示功求

代入上兩式可求：復(fù)合平衡

及R。二者單獨(dú)平衡：（=0）；（=0）。

R為曲柄平衡半徑游件重相當(dāng)于游平重大小曲件相當(dāng)于曲平重的平衡半徑3.機(jī)械平衡效果檢查（1）平衡合理理論檢查用（選擇系數(shù)）

檢查平衡的合理性。

選擇系數(shù)；曲柄角速度；后臂長(zhǎng)；游平重臂給出上、下限值，設(shè)計(jì)作計(jì)算參考。

平衡合理性選擇系數(shù)表

桿長(zhǎng)比值

=0.3,=0.23≥0.34,≥0.29下限值0.150.18上限值0.250.30（2）現(xiàn)場(chǎng)檢查：①直觀看振動(dòng)情況；②上、下沖程時(shí)間近等；③測(cè)上、下沖程電機(jī)電流（最大）近等。上大于下，平衡欠重；上小于下，過(guò)重。④不符合要求，調(diào)重和曲柄平衡半徑。

第二節(jié)鏈條抽油機(jī)為了減輕游梁式抽油機(jī)重量、減小動(dòng)載、加大沖程，設(shè)計(jì)了無(wú)游梁抽油機(jī)，有：鏈條式：用軌跡鏈條帶動(dòng)抽油桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)，抽油。

液壓式：用油缸驅(qū)動(dòng)抽油桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)，抽油。

頂部電機(jī)驅(qū)動(dòng)式（新）：用電機(jī)正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)抽油桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)，抽油。

直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)（最新）：往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)帶動(dòng)抽油桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)，抽油。（第5次課）導(dǎo)輪配重箱活塞外配重箱導(dǎo)向輪抽油桿圖A鏈?zhǔn)揭簤撼橛蜋C(jī)系統(tǒng)原理天車輪活塞桿Ⅰ.鏈?zhǔn)揭簤撼橛蜋C(jī)系統(tǒng)工作原理

Ⅰ.鏈?zhǔn)揭簤撼橛蜋C(jī)系統(tǒng)工作原理活塞桿上端連接導(dǎo)輪，繞過(guò)導(dǎo)輪的鏈條一端固定在機(jī)架的上端，另一端過(guò)天車輪與抽油桿連接。

當(dāng)活塞向上，抽油泵下沖程，內(nèi)、外配重抬高儲(chǔ)能。

當(dāng)活塞向下，抽油泵上沖程，配重幫助升舉，抽油桿鏈條增程機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程。雙重力平衡箱，一個(gè)通過(guò)導(dǎo)輪與活塞桿端部的導(dǎo)輪鏈條連接；另一個(gè)外重力平衡箱通過(guò)2個(gè)導(dǎo)輪用鏈條連接，安裝在機(jī)架外側(cè)。滾珠絲杠平衡箱滾珠螺母負(fù)荷皮帶懸繩器機(jī)架底座皮帶鉸接頭電動(dòng)機(jī)皮帶傳動(dòng)滾筒頂部護(hù)罩圖B螺旋傳動(dòng)電機(jī)換向抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Ⅱ.螺旋傳動(dòng)電機(jī)換向抽油機(jī)

Ⅱ.螺旋傳動(dòng)電機(jī)換向抽油機(jī)傳動(dòng)原理螺旋傳動(dòng)電機(jī)換向抽油機(jī)的傳動(dòng)分為兩部分：

一部分是，立式電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)，直接驅(qū)動(dòng)螺旋絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)。滾珠螺母與平衡箱固定在一起，螺旋絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滾珠螺母會(huì)帶動(dòng)平衡箱沿螺旋絲杠做直線運(yùn)動(dòng)。將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平衡箱的直線運(yùn)動(dòng)。

另一部分是，采用皮帶滾筒形式，負(fù)荷皮帶的一端與平衡箱鉸接在一起，另一端繞過(guò)設(shè)在抽油機(jī)頂部的滾筒通過(guò)懸繩器掛接抽油光桿，使平衡箱的直線運(yùn)動(dòng)傳遞給抽油光桿。3—光桿卡子及光桿；4—機(jī)架；5—柔性聯(lián)接系統(tǒng)；6—上部傳感器；7—天輪系統(tǒng)；8—電機(jī)次級(jí)上部固定與調(diào)節(jié)裝置；9—電機(jī)次級(jí)；10—上部減震器及剎車系統(tǒng)；11—電機(jī)初級(jí)及配重；12—下部減震器圖C直線電機(jī)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)示意Ⅲ.直線電機(jī)抽油機(jī)

電機(jī)的初級(jí)是抽油機(jī)的動(dòng)力也是抽油機(jī)配重箱的組成部分。電機(jī)的初級(jí)通過(guò)鋼繩繞過(guò)天車輪與光桿相連，磁力作用下，往復(fù)運(yùn)動(dòng)。初級(jí)=定子；次級(jí)=轉(zhuǎn)子

由江漢石油機(jī)械廠與中國(guó)石油大學(xué)（華東）機(jī)電工程學(xué)院研制的“直線電機(jī)抽油機(jī)。

直線電機(jī)的原理并不復(fù)雜。設(shè)想把一臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)沿著半徑的方向剖開(kāi)，并且展平，這就成了一臺(tái)直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。

在直線電機(jī)中，相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子的，叫初級(jí)；相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的，叫次級(jí)。初級(jí)中通以交流，次級(jí)就在電磁力的作用下沿著初級(jí)做直線運(yùn)動(dòng)。這時(shí)初級(jí)要做得很長(zhǎng)，延伸到運(yùn)動(dòng)所需要達(dá)到的位置，而次級(jí)則不需要那么長(zhǎng)。實(shí)際上，直線電機(jī)既可以把初級(jí)做得很長(zhǎng)，也可以把次級(jí)做得很長(zhǎng)；既可以初級(jí)固定、次級(jí)移動(dòng)，也可以次級(jí)固定、初級(jí)移動(dòng)。相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子可以是初級(jí)短次級(jí)長(zhǎng)；也可是初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)短。1.直線電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

2.直線電動(dòng)機(jī)原理

直線電動(dòng)機(jī)是由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)演變而來(lái)的。當(dāng)初級(jí)的多相繞組通入多相電流后，也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)氣隙磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按通電的相序順序作直線移動(dòng)，該磁場(chǎng)稱為行波磁場(chǎng)。

在行波磁場(chǎng)切割下，次級(jí)導(dǎo)條將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，所有導(dǎo)條的電流和氣隙磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生切向電磁力F。

結(jié)果初級(jí)是固定不動(dòng)的，那么，次級(jí)就順著行波磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的方向作直線運(yùn)動(dòng)。2.直線電動(dòng)機(jī)原理

磁懸浮列車就是用直線電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的。

磁懸浮列車是將列車用磁力懸浮起來(lái)，使列車與導(dǎo)軌脫離接觸，以減小摩擦，提高車速。列車由直線電機(jī)牽引。直線電機(jī)的一個(gè)級(jí)固定于地面，跟導(dǎo)軌一起延伸到遠(yuǎn)處；另一個(gè)級(jí)安裝在列車上。

初級(jí)通以交流，列車就沿導(dǎo)軌前進(jìn)。列車上裝有磁體，磁體隨列車運(yùn)動(dòng)時(shí)，使設(shè)在地面上的線圈（或金屬板）中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和列車上的磁體（或線圈）之間的電磁力把列車懸浮起來(lái)。懸浮列車運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)顛簸，噪聲小，所需牽引力很小。懸浮列車減速時(shí)，磁場(chǎng)的變化減小，感應(yīng)電流也減小，磁場(chǎng)減弱，造成懸浮力下降。懸浮列車也配備了車輪裝置，它的車輪像飛機(jī)一樣，在行進(jìn)時(shí)能及時(shí)收入列車，?？繒r(shí)可以放下來(lái)，支持列車。

1.傳動(dòng)部分：（電機(jī)、帶、輪、減速箱）2.換向部分：（主、被動(dòng)鏈輪、往返架、軌跡鏈條）3.平衡部分：（平衡缸、平衡鏈輪、鏈條、壓縮機(jī)）4.懸吊部分：（天車、鋼繩或?qū)拵А依K器）5.機(jī)架

一、鏈條抽油機(jī)結(jié)構(gòu)組成

（五大部分）傳動(dòng)部分換向部分平衡部分懸吊部分

二、主要特點(diǎn)

1.采用軌跡鏈條換向機(jī)構(gòu)有：特殊鏈節(jié)、滑塊特殊鏈節(jié)：裝有主銷軸和滑塊滑塊：既帶往返架上下運(yùn)動(dòng)，又可在往返架中水平運(yùn)動(dòng)。

2.

長(zhǎng)沖程、慣性載荷?。▌蛩佟⒓铀俣刃。┨厥怄湽?jié)滑塊

三、工作過(guò)程

電機(jī)→皮帶→減速器，驅(qū)動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)→軌跡鏈，通過(guò)特殊鏈節(jié)、主銷軸、滑塊，帶動(dòng)往返架作勻速直線運(yùn)動(dòng)。特殊鏈節(jié)自鏈輪左邊下行→往返架下行→達(dá)極限位置→特殊鏈節(jié)作復(fù)合運(yùn)動(dòng)，繞過(guò)鏈輪→達(dá)鏈輪右邊（完成滑塊在往返架中的水平運(yùn)動(dòng)）→上行→達(dá)上極限→特殊鏈節(jié)又繞過(guò)鏈輪達(dá)左邊。

往返架的橫梁，連接著繞過(guò)天車的鋼繩（或?qū)拵В?，通過(guò)懸繩器（卡子）與光桿帶動(dòng)抽油泵抽油。四、鏈抽懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)分析懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與往返架運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全相同。研究懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律歸結(jié)于往返架上、下運(yùn)動(dòng)規(guī)律。軌跡垂線AOO’D，由三段垂線組成。鏈輪以等旋轉(zhuǎn)，往返架從上死點(diǎn)A→下死點(diǎn)D。架下沖程＝懸點(diǎn)上沖程。

1.AO段：

長(zhǎng)＝

速度（正弦）

加速度（余弦）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

2.OO’

段長(zhǎng)＝兩鏈輪中心距，

勻速直線運(yùn)動(dòng)。

3.O’D段長(zhǎng)＝簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（架上沖程，懸點(diǎn)下沖程）五、鏈抽懸點(diǎn)載荷分析最大載荷發(fā)生在上沖程靜變形結(jié)束后的瞬間；最小載荷發(fā)生在下沖程靜變形結(jié)束后的瞬間。

（1）

（2）【上：桿伸長(zhǎng)、管縮短，油重對(duì)桿加重、對(duì)管卸載；

下：桿縮短、管伸長(zhǎng),油重對(duì)桿減重、對(duì)管加載】

1.

靜載：游梁抽油機(jī)中已分析；

桿在油中重

2.

動(dòng)載：兩部分

二者方向相反；（柱塞開(kāi)始）運(yùn)動(dòng)速度。動(dòng)載兩種情況：

和；—桿管靜變形；【懸點(diǎn)走過(guò)的行程，柱塞與泵筒才開(kāi)始有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，靜載才全部加到懸點(diǎn)上，動(dòng)載才開(kāi)始發(fā)生?！繄D1鏈條抽油機(jī)靜變形發(fā)生在不同處的意義

圖1鏈條抽油機(jī)靜變形發(fā)生在不同處的意義

（1）

產(chǎn)生在AO段（懸點(diǎn)上沖程開(kāi)始的簡(jiǎn)諧段。架下行）

產(chǎn)生在DO’段（懸點(diǎn)下沖程開(kāi)始的簡(jiǎn)諧段。架上行）

發(fā)生在簡(jiǎn)諧段，架的運(yùn)動(dòng)有：

【懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與往返架的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，（3）式為架AO段運(yùn)動(dòng)方程?！?/p>

（3）

懸點(diǎn)架架的運(yùn)動(dòng)受滑塊控制假如，當(dāng)，某角

時(shí)，位移【前提

，靜變形結(jié)束時(shí)未超出簡(jiǎn)諧段。在

時(shí)，架（懸點(diǎn)）位移等于桿和管靜變形之和】此時(shí)有：

由（4）式，，（靜變形終了時(shí)的速度、加速度）用

表示

（4）

（5）

（5）的由來(lái)：【

】下沖程靜變形結(jié)束時(shí)，懸點(diǎn)，，公式（4），（5）適用。

上沖程：瞬時(shí)動(dòng)載（靜變形結(jié)束后瞬間懸點(diǎn)載荷）

：威爾諾夫斯，精確解。靜變形終了時(shí)的速度

（6）

（4）式第一式下沖程：瞬時(shí)動(dòng)載（靜變形結(jié)束后瞬間懸點(diǎn)載荷）

式中，—桿、管變形分配系數(shù)，

—加速度傳播速度（5100m/s）

—流量過(guò)流斷面擴(kuò)大影響系數(shù)，

,—速度、加速度（靜變形終了瞬間）

（6）

與有別

—桿在空氣中重（，

桿箍重影響）將、、、、、及（5）代入(6)得到（7）式：

三個(gè)系數(shù)：，有表達(dá)式：【；

】

（7）

可（根據(jù)

）計(jì)算或查表。得到，即可求（）。

（2）懸點(diǎn)動(dòng)載全部為組成（a=0）。（淺井自然

）動(dòng)載公式簡(jiǎn)化為：【（7）中

,】

（8）

（7）（3）設(shè)計(jì)原則：為滿足擴(kuò)大使用范圍，下泵越深，也增加。為使鏈抽結(jié)構(gòu)緊湊（小），采用。必須了解

下，動(dòng)載大小及計(jì)算原則。

均發(fā)生在勻速段。等速段：OO’，O’O往返架即懸點(diǎn)的速度等于軌跡鏈輪切向速度。

加速度：

將，代入（6），得動(dòng)載計(jì)算式如（8）式：

（9）

結(jié)論：①當(dāng)

，只有，無(wú)慣性載荷；

②

動(dòng)載計(jì)算同；

③

正比于；

④靜變形

一定，只要滿足

為定值，選

大和

小或

小和

大，均使動(dòng)載為定值。第三節(jié)液壓抽油機(jī)

油缸桿與游梁后力臂端部之間有軸承連接與特殊驢頭連接兩種方式。使用鉸支擺動(dòng)油缸，無(wú)平衡機(jī)構(gòu)。

游梁式液壓抽油機(jī)第三節(jié)液壓抽油機(jī)一種無(wú)游梁抽油機(jī)。一、特點(diǎn)1.驅(qū)動(dòng)：液缸活塞，帶動(dòng)抽油泵往復(fù)運(yùn)動(dòng)，抽油。驅(qū)動(dòng)過(guò)程：電機(jī)→液壓泵→液缸→抽油桿→抽油泵。2.

平衡：氣動(dòng)、機(jī)械平衡（常用氣平衡）3.優(yōu)點(diǎn)：無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)沖程、沖次、動(dòng)載小，控制靈活。液壓缸抽油泵抽油桿×二、方案及原理1．單循環(huán)方案（1）結(jié)構(gòu)：泵、閥、缸、活塞桿連光桿，閉式系統(tǒng)。（2）工作原理①換向閥左位：上沖程。

泵油進(jìn)缸下腔，抽油桿上行；空氣包釋放能量，包內(nèi)油壓向泵入口，增加壓力能。②換向閥右位：下沖程。

缸下腔油進(jìn)泵入口，泵油進(jìn)空氣包，儲(chǔ)能?！粒?）作用效果①上沖程：空氣包使泵有灌注壓力，泵出口增壓，達(dá)到舉升壓力，空氣包起幫舉作用。②下行程：油泵使空氣包儲(chǔ)能。油缸油進(jìn)泵入口，起到背壓作用，泵不吸油無(wú)法下行。防止活塞，快速下落。（4）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（5）缺點(diǎn)：閉式系統(tǒng)，泵入口壓力較高，排出壓力受強(qiáng)度限制不可能過(guò)高。要滿足工作要求，只有加大缸徑，使元件參數(shù)較大。

×

2.

雙循環(huán)方案：（開(kāi)式系統(tǒng)）

（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)與平衡系統(tǒng)分開(kāi)。油缸：下為工作、驅(qū)動(dòng)缸，上為平衡缸。

（2）工作過(guò)程①換向閥處左位：上沖程。工作缸下腔充油，上腔回油，抽油桿上行；同時(shí)，平衡缸下腔容積增大，空氣包放能幫舉。②換向閥右位：下沖程。工作缸上腔充油，下腔回油，活塞下行；平衡缸下腔容積減小，空氣包儲(chǔ)能（起平衡作用，阻止下行。）。（3）優(yōu)點(diǎn)：泵和空氣包一同升舉。缸徑可小，元件流量減小。（4）缺點(diǎn)：兩缸串聯(lián)尺寸高?；钊钊?.三循環(huán)方案（相當(dāng)于三個(gè)缸）克服上兩種不足。（單：缸徑大；雙：高）（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩缸：驅(qū)動(dòng)缸（上）+平衡缸（下）。工作缸（獨(dú)立）。（2）工作過(guò)程：①閥左位：下沖程驅(qū)動(dòng)缸上腔進(jìn)油，驅(qū)動(dòng)、平衡活塞下行，空氣包儲(chǔ)能。工作缸活塞自重下，下行。②閥右位：上沖程驅(qū)動(dòng)缸下腔進(jìn)油，活塞上行，抽油桿上行，空氣包幫助舉升。（3）優(yōu)點(diǎn)：高度較雙循環(huán)低。（4）缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜?；钊钊寥?、典型雙循環(huán)液壓抽油機(jī)液壓—?dú)鈩?dòng)系統(tǒng)：液壓驅(qū)動(dòng)，氣動(dòng)平衡。1．主要結(jié)構(gòu)工作缸和動(dòng)力缸，為一個(gè)缸；平衡氣缸（在工作缸外）。屬于雙循系統(tǒng)。

（1）液控系統(tǒng)①動(dòng)力元件：泵（1）②執(zhí)行元件：油缸（5）③控制元件：主閥：液動(dòng)（2）先導(dǎo)閥：二位四通閥（3）單向節(jié)流閥（4）④輔件：油箱、濾器、表。（2）氣系統(tǒng)壓風(fēng)機(jī)（9）

；氣缸－平衡缸（10）；空心活塞—平衡缸活塞（11）；氣缸活塞45壓力開(kāi)關(guān)（12）（電接觸壓力表）壓力開(kāi)關(guān)：指針與電源相接，兩個(gè)觸點(diǎn)（37）、（38），分別與二位四通電磁閥線圈相接?！镜蜌鈮簳r(shí)，開(kāi)始下沖程。高氣壓時(shí),開(kāi)始上沖程?！康蛪河|點(diǎn)高壓觸點(diǎn)

（3）滑輪裝置

滑輪2個(gè)（讓開(kāi)距離），托架、鋼帶。托架與主油缸活塞桿及平衡缸的空心活塞桿相連。鋼帶：一端連與光桿，另一端與平衡缸頂部耳架相連?；喿饔茫簻p小主油缸高度。沖程長(zhǎng)是主缸活塞行程的2倍。光桿速度＝2倍活塞速度（托架升高h(yuǎn)，懸點(diǎn)走升高2h。）

（4）起落裝置金屬構(gòu)架（18），起落缸（19），支架（20）。起落缸使裝置整體起放（油缸桿縮拉起，伸放下），下端鉸接。

2．動(dòng)作原理①閥3（先導(dǎo)閥）左位泵1→管線39→主閥孔40→閥孔41→主缸5下腔→主活塞上行?！芫€47→單向節(jié)流閥4→主閥芯右盲孔→主閥芯左行（使40與41通）?！局鏖y芯可在短管（小柱塞—中空）33上滑動(dòng)】托架16和滑輪14上行，鋼帶17帶抽油桿上行。上行時(shí)，主缸上腔油→閥孔42,室Ⅱ，孔43，管線44，濾器8→油箱。45②閥3右位泵→線39→孔40→孔42→主缸上腔－抽油桿下行?！€47→左單向節(jié)流閥→主閥芯左孔→主閥芯右行。此時(shí)，主缸下腔油→孔41→室Ｉ→孔45→線46→濾器→油箱。③主活塞和空心活塞上行，氣缸幫助推舉；下行，氣缸儲(chǔ)能。④閥3：由壓力開(kāi)關(guān)控制，行程達(dá)上死點(diǎn)（氣低壓）、下死點(diǎn)（氣高壓），壓力變到特定值，指針36擺動(dòng)與觸點(diǎn)37或38接觸，使閥3處左或右位。3435注：?jiǎn)蜗蚬?jié)流閥：進(jìn)油單通，回油節(jié)流。（減小閥芯沖擊）主閥芯，三臺(tái)肩，兩盲孔，主閥芯可在左、右有通孔的小柱塞上滑動(dòng)?！扒擅顦?gòu)思”

四、液壓抽油機(jī)工作理論以前蘇ΑΓΗ(a:geen)液壓抽油機(jī)為例。（一）ΑΓΗ液壓抽油機(jī)構(gòu)造雙油缸疊加布置。1．下缸—抽油桿油缸活塞桿與抽油桿相連。作用：活塞帶抽油桿和柱塞運(yùn)動(dòng)，抽油。2．上缸—油管油缸連接：活塞桿與連接支架和油管柱連。作用：活塞帶油管柱和泵筒上、下運(yùn)動(dòng)，油管重作為平衡重。下沖上沖3．工作特點(diǎn)①上、下兩缸配合運(yùn)動(dòng)，使柱塞相對(duì)泵筒運(yùn)動(dòng)。沖程長(zhǎng)度=桿柱和管柱位移總和②組成系統(tǒng)：兩動(dòng)力缸、動(dòng)力泵、電機(jī)、控制裝置。③控制系統(tǒng)：用于活塞換向時(shí)，加、減速、制動(dòng)和停止。④兩缸下腔室連通：一缸下行，另一缸必上行。反之相反。

下沖上沖（二）工作過(guò)程(ΑΓΗ雙油缸疊加液壓抽油機(jī))1．油桿缸上腔進(jìn)油桿缸活塞下行，即下沖程。桿缸下腔油進(jìn)管缸下腔，管缸活塞上行，管柱和泵筒上沖程。柱塞下沖程，泵筒上沖程，抽油泵（泵筒）排油（游閥開(kāi)）。2．油管缸上腔進(jìn)油管缸活塞下行，油管和泵筒，下沖程。管缸下腔油進(jìn)桿缸下腔，桿缸活塞上行，桿柱和泵柱塞上沖程。柱塞上沖程，泵筒下沖程，抽油泵（泵筒）吸油(定閥開(kāi)，地面出油。)。

下沖上沖3.柱塞下沖程：4.柱塞上沖程：注：抽油泵排油，進(jìn)柱塞上腔，待上行帶出地面；抽油泵吸油，柱塞上行，地面排油，套管內(nèi)原油進(jìn)泵筒。

上沖下沖（三）平衡原理及計(jì)算用油管柱和油柱重作平衡重。（柱塞下行，要克服管柱和油柱上行阻力，起平衡作用。）

泵柱塞上方的油柱重是由桿柱和管柱交替承受。柱塞上行：油柱重，由桿承受。柱塞下行：油柱重，由管承受，恰好使桿柱下落增加阻力。（上缸帶管柱、油柱上行）上沖下沖1．平衡原理分析（與雙臂杠桿相似）

（1）杠桿平衡：靠調(diào)力臂比，達(dá)平衡。（2）液缸平衡：靠調(diào)活塞面積比，達(dá)平衡。（3）以杠桿原理,分析液壓缸變平衡重平衡原理。長(zhǎng)臂：Ａ點(diǎn)與桿柱和泵柱塞相連。短臂：Ｂ點(diǎn)與油管柱和泵筒相連。Ｋ＝（力臂比），稱平衡參數(shù)。兩端力一定調(diào)節(jié)，可使系統(tǒng)達(dá)平衡。力變了，就要重新調(diào)節(jié)，確定平衡參數(shù)Ｋ。上沖程下沖程×①力矩平衡方程外力:

和，方向相反。

（1）

上沖程下沖程×②系統(tǒng)平衡條件用上、下沖程，杠桿外力做功相等作為系統(tǒng)平衡條件。（2）（讓發(fā)動(dòng)機(jī)做功相等）外力:

和，做功相等：上沖程下沖程×③平衡參數(shù)

（3）【注：

】（3）式表明，一定的杠桿比值K,能使抽油桿上、下沖程時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)做功相等?！荆?）式是做功相等下導(dǎo)出的】

【上、下沖程系統(tǒng)平衡所得】×2．液缸平衡計(jì)算（1）抽油桿上沖程：桿↑，管↓

換向閥處右位，管缸（上缸）上腔進(jìn)液。管缸活塞上作用力：①上腔液壓力：②油管自重：③下腔液壓力：（油重由桿承擔(dān)，游閥關(guān)，定閥開(kāi)），—管缸活塞上、下腔面積。上沖④力平衡方程

（4）（2）抽油桿下沖程：桿↓，管↑換向閥處左位，桿缸上腔進(jìn)液。桿缸活塞上作用力：①上腔液壓力：②桿自重：③下腔液壓力：油重由管承擔(dān)，游閥開(kāi)，定閥關(guān)。，—桿缸活塞上、下腔面積。

下沖④力平衡方程（3）參數(shù)設(shè)定（各面積比用一個(gè)簡(jiǎn)單參數(shù)代替）

面積比作為杠桿臂長(zhǎng)比：

和

是聯(lián)系兩缸的紐帶，相當(dāng)于臂長(zhǎng)比。

（5）

（6）

—油管柱重加環(huán)形間隙油柱重；L—下泵深；

—1m管柱、桿柱質(zhì)量；

—柱塞上和環(huán)隙1m油柱質(zhì)量；

3．泵壓將各參數(shù)代入力平衡方程（4）、（5）式得：

（7）

4．平衡標(biāo)準(zhǔn)與平衡參數(shù)

（面積比）確定液壓傳動(dòng)中用泵壓：作為平衡標(biāo)準(zhǔn)。

由（7）式方程左邊相等有：

求二次方程，確定（正根）。所得為上、下沖程泵壓相等條件下的平衡參數(shù)值（）。（8）

平衡參數(shù)

與下泵深L無(wú)關(guān)（式中不含L），取決于井內(nèi)設(shè)備、油柱1m長(zhǎng)度的質(zhì)量。（只與，有關(guān)。）

5．確定管缸活塞桿徑

（9）

6．平衡參數(shù)分析（物理意義）①人為設(shè)定了

與

間的關(guān)系，稱平衡參數(shù)。②根據(jù)上、下沖程泵壓相等的平衡條件，建立了上、下沖程系統(tǒng)的平衡關(guān)系。③由油井參數(shù)（，單位長(zhǎng)度質(zhì)量）可得到平衡參數(shù)的值，與＝比較有矛盾，即平衡關(guān)系被打破。④要滿足計(jì)算

值，應(yīng)對(duì)

值調(diào)整，設(shè)計(jì)時(shí)為定值，實(shí)際

可變，通過(guò)改變

換桿徑滿足要求，達(dá)到系統(tǒng)平衡目的。例設(shè)計(jì)時(shí)，，由井下參數(shù)求得

（整個(gè)系統(tǒng)平衡被打破），必須使（原為10），由變小

實(shí)現(xiàn)。

內(nèi)含井下參數(shù)擺動(dòng)油缸擺動(dòng)輪小齒輪齒條支架配重鋼繩做功鋼繩配重機(jī)座抽油泵導(dǎo)向筒擺動(dòng)油缸液壓抽油機(jī)專利產(chǎn)品工作原理柱塞擺動(dòng)油缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)齒條帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使擺動(dòng)輪往復(fù)擺動(dòng)，帶動(dòng)抽油泵實(shí)現(xiàn)上下沖程。平衡重隨擺輪的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。擺輪外有許多凹槽，做功和配重鋼絲繩置于其中。兩根繩分別固定在擺輪上，固定點(diǎn)成180°。沖程長(zhǎng)度取決油缸柱塞的行程，沖次取決于油缸進(jìn)油流量。第四節(jié)抽油泵

一、背景知識(shí)：1.抽油機(jī)—抽油泵裝置包括三部分：地面部分—游梁式、鏈條式、液壓式抽油機(jī)；中間部分—抽油桿。井下部分—抽油泵，又稱深井泵；三部分統(tǒng)稱：三抽設(shè)備抽油機(jī)抽油桿抽油泵2.采油井筒結(jié)構(gòu)（1）油層套管：最后一層套管。懸掛于套管頭上。（2）采油樹(shù)：井口三通或四通，安裝于套管頭之上。（3）油管：懸掛于采油樹(shù)之下。（4）泵筒：接于油管下部；

柱塞：由抽油桿懸掛，在泵筒之內(nèi)。3.原油路線地層原油→（經(jīng)射孔）滲入套管內(nèi)→吸入泵筒→排到柱塞上部→油管內(nèi)→井口采油樹(shù)→外流。

套管頭×采油樹(shù)

采油樹(shù)作用：控制井口壓力和調(diào)節(jié)流量?！翀D4-1抽油泵二、抽油泵結(jié)構(gòu)組成

（圖4-1）1.工作筒（又稱泵筒）內(nèi)有襯套（缸套），（磨損后）可更換。襯套：早期多節(jié)，壓裝于泵筒內(nèi)（易加工）?，F(xiàn)在生產(chǎn)整筒式，可加工8－9m長(zhǎng)整筒抽油桿油管柱塞游動(dòng)閥泵筒固定閥閥座尾管圖4-2柱塞2.柱塞空心柱筒，之上裝游動(dòng)閥（排出閥）?！居械难b上下兩個(gè)；有的裝一個(gè)，或裝在下部或裝在上部?！客鈭A有防砂槽（環(huán)、螺旋形）。多節(jié)缸套，柱塞不用軟密封（易劃破），整筒泵使用軟密封。

柱塞圖4-1抽油泵3.固定閥—吸入閥（又稱凡爾，球閥）裝在泵筒下端（一般在泵筒下接的尾管內(nèi)）。4.游動(dòng)閥—排出閥隨柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（在柱塞上）固定閥游動(dòng)閥球閥球座圖4-1抽油泵工作原理三、抽油泵工作原理（單作用）①上沖程（柱塞上行）：游動(dòng)閥受上液柱壓力而關(guān)，油管上部液體排出，柱塞下部壓力降低，固定閥開(kāi)，泵內(nèi)進(jìn)油（油、套環(huán)空的油）；上沖程：游動(dòng)閥開(kāi)，固定閥關(guān)，由柱塞排液，地面出液，泵筒內(nèi)進(jìn)液。②下沖程：泵筒內(nèi)液體受壓，游閥開(kāi)，固定閥關(guān)，柱塞下部油進(jìn)到柱塞上部，待柱塞上行提出。下沖程：游動(dòng)閥開(kāi)，固定閥關(guān)，泵筒內(nèi)液體進(jìn)柱塞上腔，（伸出地面的桿排液）地面部分出液。高效節(jié)能有桿抽油泵

該抽油泵采用逆向思維，突破了常規(guī)有桿抽油泵的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一改固定閥下置并由固定閥進(jìn)油、游動(dòng)閥上置并由游動(dòng)閥出油的傳統(tǒng)，而是將固定閥置于有桿抽油泵的上部、將游動(dòng)閥置于有桿抽油泵的下部，由游動(dòng)閥進(jìn)油、由固定閥出油。

優(yōu)點(diǎn)：能夠利用地層壓力做功，達(dá)到高效節(jié)能的目的。四、抽油泵排量計(jì)算1.柱塞上行上沖排液量（體積）：

將柱塞與桿環(huán)形體積油帶出。2.

柱塞下行下沖排液量（體積）：桿上行離出油管長(zhǎng)。下行桿體積擠出油。3.

泵總排液量（恰好等于泵筒內(nèi)總的吸液量）抽油桿面積柱塞面積有效沖程4.

每日排液量每分鐘沖次

分時(shí)

（往返一次排液量,一分鐘往返n次，）上面是考慮桿、管靜變形之后實(shí)際沖程下的排液量。

5.理論排量不考慮桿、管靜變形，理論沖程下排液量。

懸點(diǎn)理論沖程長(zhǎng)6.實(shí)際排量地面實(shí)測(cè)排量。，

—排量系數(shù)，即效率（影響排量系數(shù)因素較多）。

組成：①—充滿系數(shù)含氣：油中自由氣（混合液中自由氣占了體積），實(shí)際油體積小了。②—沖程損失（桿、管靜變形對(duì)沖程影響）。（為何出現(xiàn)純理論排量，把放在效率中考慮。）③—漏失系數(shù)（上提過(guò)程，柱塞與缸套及閥漏失。）④—收縮系數(shù)(從井下到地面冷卻，體積收縮，油中飽和氣脫出。)【各系數(shù)詳細(xì)計(jì)算，大家以后去研究。】五、基本型抽油泵三類：管式泵、桿式泵、套管泵。結(jié)構(gòu)組成相同，工作筒安裝方式不同。

1.

管式泵（油管泵）【圖4-3（b）】（1）連接油管下端→泵筒→尾管→固定閥（圖4-1）。泵筒接在油管下部，與油管一起下井。

圖4-3三種抽油泵型管式泵1.管式泵（油管泵）（1）連接油管下端→泵筒→尾管→固定閥。泵筒接在油管下部，與油管一起下井。（2）游動(dòng)閥裝在柱塞上，由抽油桿取或下。油管泵筒固定閥套管柱塞游動(dòng)閥外管游閥泵筒柱塞游閥固定閥旋轉(zhuǎn)管塞（3）固定閥①固定式：裝在泵筒下的尾管上，隨油管取或下。②活動(dòng)式：下工作筒后投入，可打撈?；顒?dòng)式打撈方式：a．卡桿打撈式【圖4-4（a）】掛在柱塞下部，隨柱塞一起下井和提出，工作時(shí)卡桿伸于柱塞中空，不影響上下沖程。游閥在柱塞上部（泵余隙大）。打撈固定閥方便。

圖4-4管式抽游泵結(jié)構(gòu)(a)帶卡稈打撈器；(b)帶燈口式打撈器b.燈口打撈式

【圖4-4（b）】隨柱塞一起下井，下井后柱塞提高到工作位置。閥上有打撈銷，柱塞下部有燈口式打撈器。（起、下，需旋轉(zhuǎn)一角度，進(jìn)入或退出掛槽。）柱塞上裝兩個(gè)游閥，作用相同。（4）管式泵優(yōu)點(diǎn)柱塞直徑大，產(chǎn)液量高，泵筒內(nèi)徑與油管內(nèi)徑近等。

圖4-4管式抽游泵結(jié)構(gòu)(a)帶卡稈打撈器；(b)帶燈口式打撈器

2.

桿式泵【圖4-3（a）】（1）特點(diǎn)：柱塞、泵筒、游閥、定閥連成一體由抽油桿下井。（2）有兩個(gè)工作筒①外筒：接在油管下端。作用：坐住內(nèi)筒。②內(nèi)筒：與柱塞、游動(dòng)閥連在一起；由抽油桿下放，坐于外筒。（3）優(yōu)點(diǎn)：提抽油桿，內(nèi)筒，柱塞，兩閥便提出，方便檢修。（4）缺點(diǎn)：泵徑小，產(chǎn)液量低。桿式抽油泵圖4-5桿式泵（5）定筒桿式泵【圖4-5(a)】?jī)?nèi)筒坐于外筒。抽油桿帶柱塞在內(nèi)筒往運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸排油，固定閥在內(nèi)筒下。（6）動(dòng)筒桿式泵（圖4-5（b））柱塞坐于外筒之內(nèi)，固定閥位于柱塞頂部，游閥在泵筒頂部。內(nèi)筒（泵筒）連抽油桿，并沿柱塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：泵筒動(dòng)，（可使外圍環(huán)空液體產(chǎn)生旋渦運(yùn)動(dòng)）防止泵周圍砂子下沉