變臂型抽油機(jī)增程節(jié)能改造實踐

變臂型抽油機(jī)增程節(jié)能改造實踐

現(xiàn)在，中國大部分油田已經(jīng)進(jìn)入中后期的開發(fā)階段。隨著原油含油量的增加，油藏的動態(tài)斷面逐漸減少，采油成本也相應(yīng)提高。因此,要求采油設(shè)備不僅能滿足“深抽、大排量”提液的工藝要求,而且要具有高效節(jié)能、可靠性高等特點(diǎn)。這就需要選用長沖程、低沖次的抽油機(jī)。然而,油田大量在用的“10型3米”抽油機(jī)還遠(yuǎn)沒有到其壽命服役期,如果將這些抽油機(jī)全面更換成長沖程抽油機(jī),不僅投資巨大,油田用戶難以承受,而且造成很大的浪費(fèi)。為此,對現(xiàn)用的“10型3米”抽油機(jī)進(jìn)行增程節(jié)能改造,具有重要的意義。“變臂型游梁式節(jié)能抽油機(jī)”是在常規(guī)抽油機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種新型節(jié)能式抽油機(jī),它具有低能耗,可靠性高等優(yōu)點(diǎn),特別適應(yīng)長沖程抽油機(jī)的設(shè)計制造,現(xiàn)場在用的抽油機(jī)經(jīng)過簡單的改造之后即可成為變臂型游梁式節(jié)能抽油機(jī)。1游梁式節(jié)能抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)圖1所示為由CYJ10-3-53HB型常規(guī)抽油機(jī)改造的CYJB10-4.2-53HBG變臂型游梁式節(jié)能抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。抽油機(jī)改造后,其性能參數(shù)、幾何尺寸、工藝參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)等都發(fā)生了不同程度的變化。1.1參數(shù)的變化改造前后的技術(shù)參數(shù)的變化情況見表1。1.2參數(shù)和動力參數(shù)的變化表2給出了泵徑44mm,沖次數(shù)6.0min-1,懸點(diǎn)載荷100kN工作情況下,改造前后抽油工藝參數(shù)及動力參數(shù)的變化情況。1.3增加平衡塊和支架(1)游梁前臂長度由原來的3m增加至3.2m;(2)每個平衡塊由原來的1300kg增加到1600kg;(3)支架增高1.15m;(4)去掉尾軸承,在游梁的后端焊接一個橢圓形的變臂繩輪機(jī)構(gòu)。2具體修改內(nèi)容2.1電氣系統(tǒng)及電機(jī)推動機(jī)不改變的部分包括:懸繩器,剎車裝置,電氣系統(tǒng)及電機(jī)拖動裝置,壓桿,地腳螺栓,連桿總成,減速器,支架軸承,支架總成,底座等部件。2.2改變部分(1)供沖次無皮帶輪的制備方案2增加兩個小皮帶輪(直徑分別為?282mm,?140mm),分別供沖次為4.0min-1及沖次為8.0min-1使用,同時去掉供沖次為12.0min-1使用的皮帶輪。(2)變臂繩輪機(jī)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求,對游梁后端進(jìn)行部分切除,并在游梁的后端加焊一個橢圓形的變臂繩輪機(jī)構(gòu),橢圓的長軸是1150mm,短軸為1085mm,工作弧面約為橢圓周長的四分之一,橢圓上焊有繩架。(3)吊繩吊繩的長度加長1200mm。(4)繩固定器的概念去掉尾軸承及其支座,并在橫梁體上焊接一個固定裝置,其作用是固定傳動吊繩,該固定裝置能夠同時固定四根吊繩,故稱之為“四繩固定器”。(5)增加平衡扭矩由于沖程增加以后,所需的平衡扭矩必然增加,故將原來的1300kg的平衡塊增加至1600kg,使其總的平衡扭矩由原來的90kN·m增加至130kN·m,從而滿足沖程增加的需要。(6)游梁的東南角板+加焊邊板+未加焊出弧板+未加焊出弧板的滑梁在驢頭弧面的外緣焊接兩塊附加側(cè)板,其寬度為220mm,并加焊一塊弧面板,使其與原弧板之間的距離為200mm,從而保證游梁的前臂長度增加至3200mm;同時,加焊一個繩架,以保證改造后的驢頭能夠正常工作。2.3新組件(1)變臂繩輪機(jī)構(gòu)變臂繩輪機(jī)構(gòu)是本次增程節(jié)能改造的一個創(chuàng)新之處,變臂繩輪機(jī)構(gòu)是由三段弧面組成;一段為橢圓弧形的工作弧面,另外兩段為過渡連接的圓弧面,其位置位于橢圓弧面的兩端,半徑為400mm。采用變臂繩輪機(jī)構(gòu)以后,曲柄、連桿、游梁、支架和底座組成一個變參數(shù)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。在曲柄運(yùn)動的過程中,由于傳動吊繩與橢圓弧面的嚙合與松開,致使連桿、游梁后臂的長度是不斷變化的,故稱之為變臂繩輪機(jī)構(gòu)。具體的變化過程是,當(dāng)抽油機(jī)外載增加時,搖桿(游梁后臂)增長,反之亦反。其結(jié)果是使得該抽油機(jī)具有節(jié)能特性。(2)附加支架的高度為了滿足抽油機(jī)沖程增長的要求,必須增高支架。由于沖程長度增了1200mm,故支架應(yīng)上升1200mm,在本設(shè)計中附加支架的高度為1150mm。附加支架的連接尺寸和支架與底座的連接尺寸完全相同。(3)傳動臂桿它是由多股不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩及繩帽經(jīng)灌鉛后制成,其作用是與橢圓弧面一起構(gòu)成繩輪機(jī)構(gòu),保持游梁與連桿的連接。3抽油機(jī)性能測試CYJB10-4.2-53HBG變臂型游梁式節(jié)能抽油機(jī)完成樣機(jī)的試制工作,并進(jìn)行廠內(nèi)型式實驗。在試驗過程中,對懸點(diǎn)加速度、曲柄軸凈扭矩、支架振擺、整機(jī)噪音及主要構(gòu)件的受力等參數(shù)進(jìn)行了測試。結(jié)果表明:各項性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。改造后的抽油機(jī)在某油田采油廠的油井上投入使用,根據(jù)該油田技術(shù)監(jiān)督處節(jié)能辦公室的現(xiàn)場測試報告,在規(guī)定的泵掛深度范圍內(nèi),產(chǎn)液量增加30%、節(jié)電12.5%。實踐表明,