【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)進(jìn)行了如下的改進(jìn): （1）連桿尺寸（連桿管的直徑）和結(jié)構(gòu)型式（連桿頭）與 14 型抽油機(jī)相同，只是長(zhǎng)度不同； （2）曲柄銷、曲柄銷軸承、尾軸承及支架軸承均與 14( 型抽油機(jī)相同； （3）大幅減小支架的開(kāi)度，支架底部的安裝尺寸與 14( 型抽油機(jī)相同，這樣，既節(jié)約材料，又解決了大型抽油機(jī)支架運(yùn)輸困難的問(wèn)題。 性能測(cè)試及應(yīng)用改進(jìn)后的第 1 臺(tái) 16 型抽油機(jī)樣機(jī)于 1999 年 1 月試制成功.為了檢測(cè) 是否符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，1999 年 4 月在對(duì)該樣機(jī)進(jìn)行了嚴(yán)格的整機(jī)性能測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中，采用目前各抽油機(jī)制造廠普遍使用的直接加載試驗(yàn)方法，這種方法簡(jiǎn)單易行，但由于其上下沖程的靜載荷均相等，故與實(shí)際工況相差較大，并且各個(gè)承載構(gòu)件和易損件在測(cè)試過(guò)程中將受到嚴(yán)峻的考驗(yàn)。主要測(cè)試設(shè)備有 TDJ2 型經(jīng)緯儀、NDZ 型聲級(jí)計(jì)、IRT120D 型手持式紅外測(cè)溫儀及MG26 型鉗形電流表。測(cè)試工況按照 SY/T504493《游梁式抽油機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)中之整機(jī)“型式檢驗(yàn)”條款進(jìn)行，即：（1）最大沖程、最高沖次、減速器額定扭矩條件下允許的懸點(diǎn)載荷；（2）額定懸點(diǎn)載荷、最高沖次、減速器額定扭矩條件下允許的沖程長(zhǎng)度；（3）超額定懸點(diǎn)載荷 25%最高沖次、超減速器額定扭矩 25%(條件下允許的沖程長(zhǎng)度。具體測(cè)試時(shí)分以下 3 種工況進(jìn)行。工況 1：懸點(diǎn)載荷 W = ，沖程長(zhǎng)度 S =，沖次 n=1，減速器扭矩 T = 工況 2：懸點(diǎn)載荷 W = ，沖程長(zhǎng)度 S =，沖次 n=1，減速器扭矩 T = 。工況 3：懸點(diǎn)載荷 W = ，沖程長(zhǎng)度 S =，沖次 n=1，減速器扭矩 T = 。測(cè)試項(xiàng)目和檢驗(yàn)結(jié)果如表 2 所示。表 2 整機(jī)性能測(cè)試結(jié)果測(cè)試項(xiàng)目 標(biāo)準(zhǔn)值 工況 1 實(shí)測(cè)值工況 2 實(shí)測(cè)值 工況 3 實(shí)測(cè)值支架頂部縱向振幅/mm或=7 支架頂部橫向振幅/mm或=6 減速器軸承溫度/C 或=70 減速器軸承溫升/C 或=40 減速器油池溫度/C 或=70 減速器油池溫升/C 或=15 整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音/dB 或=87 驢頭懸點(diǎn)投影/mm 或=amp。28 amp。 amp。 amp。其它指標(biāo)如整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、驢頭的穩(wěn)定性、各部件的可靠性、各部件的密封性、剎車機(jī)構(gòu)的可靠性等均符合 SY/T504493《 游梁式抽油機(jī)》和SY/T521297《游梁式抽油機(jī)質(zhì)量分等》標(biāo)準(zhǔn)的要求。機(jī)械應(yīng)用：16 型抽油機(jī)樣機(jī)測(cè)試后在油田投入使用，無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)近 3a 根據(jù)提供的使用情況報(bào)告 比，減速器峰值扭矩下降 42%以上，節(jié)能 30%以上，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、承載能力大、可靠性高。綜上所述，經(jīng)過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)的 油機(jī)的整機(jī)性能指標(biāo)和外觀質(zhì)量均符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕、可靠性高、能耗低等特點(diǎn)；同時(shí)，移運(yùn)性好，操作維護(hù)方便，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的重型抽油機(jī)。第三章 異相型游梁平衡抽油機(jī) 異相型游梁平衡抽油機(jī)概述我國(guó)油田地面采油設(shè)備以 型異相曲柄游梁式抽油機(jī)為主。隨著勘探開(kāi)發(fā)的深入，抽油井井深不斷加深，迫切需要承載能力更大的抽油機(jī)，以適應(yīng)油田中后期采油的需要。無(wú)游梁式抽油機(jī)易于實(shí)現(xiàn)重載荷、長(zhǎng)沖程，且平衡效果好、能耗較低。但存在可靠性較差，維護(hù)工作量大等缺點(diǎn)。游梁式抽油機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便，可以長(zhǎng)期在野外安全可靠地工作，是目前應(yīng)用最廣泛的抽油機(jī)。但體積大，質(zhì)量大以及能耗高是其固有的缺點(diǎn)。鑒于此，我國(guó)提出開(kāi)發(fā)目標(biāo)：設(shè)計(jì)出承載能力大、可靠性高、整機(jī)質(zhì)量輕、能耗低、價(jià)格合理且具有良好市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的16 型游梁式節(jié)能抽油機(jī)。 ，開(kāi)發(fā)出了 復(fù)合平衡抽油機(jī)。 技術(shù)分析及應(yīng)用 1 主要技術(shù)參數(shù)如下；額定懸點(diǎn)載荷：160kN；沖程：，；沖次：， !；減速器額定扭矩：；電動(dòng)機(jī)功率：55kW（常規(guī)） ；曲柄偏置角amp。：7 度；整機(jī)質(zhì)量：38 000kg。2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相曲柄平衡技術(shù)。零部件的設(shè)計(jì)兼顧了與 14 型抽油機(jī)的通用互換性。（1）異相游梁平衡結(jié)構(gòu)異相游梁平衡抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是游梁平衡重重心到游梁旋轉(zhuǎn)中心連線與游梁后臂成一定的角度，且游梁平衡重的平衡效果在抽油機(jī)的總平衡效應(yīng)中應(yīng)占足夠比例。游梁平衡比曲柄平衡具有平衡效果好，桿件受力小，減速器凈扭矩小的優(yōu)點(diǎn)。異相游梁平衡重所產(chǎn)生的平衡效應(yīng)更接近實(shí)際懸點(diǎn)載荷所產(chǎn)生的扭矩，使得游梁平衡的優(yōu)點(diǎn)更加明顯。缺點(diǎn)是游梁平衡重慣性較大，不能使用高沖次。在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)游梁平衡與曲柄平衡進(jìn)行了合理的分配游梁平衡重重心到游梁旋轉(zhuǎn)中心連線與游梁后臂的夾角a=22 度，游梁平衡重質(zhì)量 6500kg，游梁平衡重最大平衡力臂 4215mm，最小平衡力臂 2666mm。曲柄偏置角amp。=7 度，曲柄平衡重最大平衡扭矩 。游梁平衡重平衡效應(yīng)占總平衡效應(yīng)（曲柄水平時(shí)）37%。（2）異相曲柄平衡結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用異相曲柄平衡結(jié)構(gòu)并經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)。異相曲柄平衡技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟，具有一定的節(jié)能效果是其優(yōu)點(diǎn)之一。（3）其它結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用 89H 雙圓弧齒輪減速器。游梁采用箱形截面設(shè)計(jì)。支架采用四腿式結(jié)構(gòu)并考慮了支架的良好移運(yùn)性，底面的前后跨度為.3520mm。底座采用。 形底座結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。游梁平衡重與游梁的聯(lián)接采取類似驢頭與游梁聯(lián)接的方式，便于安裝和拆卸。驢頭采用了防撕裂設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。采用外抱式剎車。3. 技術(shù)性能特點(diǎn)（1）繼承了常規(guī)型抽油機(jī)可靠、耐用的優(yōu)點(diǎn)。采用異相游梁平衡后，單塊曲柄平衡塊的質(zhì)量與 14 型機(jī)相同，沒(méi)有增加調(diào)參的難度。（2）理論計(jì)算表明，該機(jī)較常規(guī)機(jī)平均節(jié)電 12%~36%。同規(guī)格常規(guī)機(jī)配備,75kW 及以上電動(dòng)機(jī)。本機(jī)配備 55kW 常規(guī)電動(dòng)機(jī)，也可配備 45kW 高轉(zhuǎn) 差率電動(dòng)機(jī)，較常規(guī)機(jī)下降 1~2 個(gè)等級(jí)。 （3）采用異相游梁平衡后，曲柄銷、連桿及支架等部件的受力均大為降低，特別是支架的水平分力降低 60%以上。相同承載能力的同規(guī)格常規(guī)機(jī)，配備 或 減速器。本機(jī)配備 減速器，比常規(guī)機(jī)下降1~2 個(gè)等級(jí)。（4）整體設(shè)計(jì)較合理，整機(jī)質(zhì)量比國(guó)內(nèi)同規(guī)格抽油機(jī)大大降低。特別是減速器和電動(dòng)機(jī)級(jí)別的降低，使得價(jià)格大大低于國(guó)內(nèi)同類型抽油機(jī)，具有一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。（5）由于減速器凈扭矩小，在最高沖程和最高沖次，泵徑為 32~51mm 時(shí)，可以達(dá)到額定懸點(diǎn)載荷，說(shuō)明該機(jī)具有較強(qiáng)的承載能力。機(jī)械應(yīng)用；1999 年 4 月，兩臺(tái)樣機(jī)經(jīng)檢驗(yàn)合格后在油田投入使用。對(duì)其中 1 口原安裝 14 型常規(guī)機(jī)的油井進(jìn)行了采油數(shù)據(jù)分析。表 3 為采油數(shù)據(jù)對(duì)比情況 2022 年初。通過(guò)在我?guī)状笥吞锝鼛啄甑膽?yīng)用表明，該機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠，能耗低，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便，深受用戶歡迎。較適合于“小泵深抽” ，也可用于“大泵強(qiáng)采” ，是深井油田中后期開(kāi)發(fā)較為理想的地面采油設(shè)備表 3 兩種抽油機(jī)采油數(shù)據(jù)對(duì)比情況機(jī) 型 沖 程/m 沖 次/min1 6 4泵 徑/mm 44 44泵 深/m 2186 2502泵 效/% 套 壓/MPa 回 壓/MPa 含 水/% 油氣比/ 576 561日產(chǎn)液量/t 日耗電/ 397 363噸液?jiǎn)魏? 第四章 游梁抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)分析167。 后置型游梁抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)分析掌握抽油機(jī)懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(懸點(diǎn)的位移、速度和加速度)是研究抽油機(jī)裝置動(dòng)力學(xué)、確定抽油裝置的基本參數(shù)及進(jìn)行抽油機(jī)裝置設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，首先分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律167。 常規(guī)型抽油機(jī)(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)和驢頭分別位于支架的前后兩邊，結(jié)構(gòu)如圖 4 1 所示 圖 4 1 常規(guī)型游粱式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 (2)工作原理： 減速箱將動(dòng)力機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲柄軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由四連桿機(jī)構(gòu)變?yōu)閼依K器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，懸繩器下而接抽油打柱，抽油桿柱帶動(dòng)抽油泵柱塞(或活塞)在泵筒內(nèi)作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而將油井內(nèi)的油舉升到地面。167。 偏置型／異相型抽油機(jī)異相型游梁式抽油機(jī)是近十幾年發(fā)展起來(lái)的一種性能較好的抽油機(jī)。從外肜上看，它與常艦型游梁式抽油機(jī)沒(méi)有顯著的差別。主要的不同之處有兩點(diǎn)：一是將減速箱背離支架后移，增大了減速器輸出軸中心和游梁擺動(dòng)中心之間的水平距離，形成了較大的極位夾角(即驢頭處于上下死點(diǎn)位寅時(shí)連桿中心線之間的夾角)；二是平衡塊重心與曲柄軸中心連線和曲柄銷中心與曲柄軸中心連線之間構(gòu)成一定的夾角 t，該角稱為平衡相位角。這種抽油機(jī)的曲柄均為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因此曲柄平衡重總是滯后一個(gè)相位角，如圖 42 所示。如圖 42 異相型游梁式抽油機(jī)1 一剎車裝置：2 一電動(dòng)機(jī)；3 一減速器皮帶輪；4 一減速器；5 一輸出軸；6 一平衡塊：7 一支架：8 一曲柄；9 一連桿：10 一游粱 11 一驢頭；12 一懸繩器；1 3 一底座由于異相型游梁式抽油機(jī)具有較大極位夾角，一般為 12176。左右，使得抽油機(jī)上沖程時(shí)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度增加 12176。為 192176。，下沖程時(shí)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度減少12176。為 168176。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)速不變時(shí)，懸點(diǎn)上沖程的時(shí)間就大于下沖程的時(shí)間。因此懸點(diǎn)上沖程時(shí)加速度和動(dòng)載荷減小。由于平衡相位角改善了平衡效果，從而使減速器的最大扭矩峰值降低，扭矩變化較均勻，電動(dòng)機(jī)所需功率減小，在一定條件下有節(jié)能效果。第五章. 游梁抽油機(jī)動(dòng)力分析167。 游梁抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷分析（1）抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷簡(jiǎn)介抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷是標(biāo)志抽油機(jī)工作能力的重要參數(shù)之一，也是抽油機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇使用的主要依據(jù)。抽油機(jī)通過(guò)抽油桿柱帶動(dòng)井下抽油泵工作時(shí)，和捫油機(jī)驢頭懸點(diǎn)上作用有以下三種載荷：1)靜 載 荷 ： 包 括 抽 油 桿 柱 自 重 以 及 油 管 內(nèi) 外 液 體 靜 壓 力 作 用 于 抽 油 泵 柱摩 上 的 液 柁 靜 載 荷 。2)動(dòng) 載 荷 ： 由 于 抽 油 桿 柱 和 油 管 內(nèi) 的 液 體 作 不 等 速 運(yùn) 動(dòng) ， 而 是 以 一 定 的加 速 度 運(yùn) 動(dòng) ， 這 樣 就 彤 成 了 動(dòng) 載 荷 。 動(dòng) 載 荷 豐 要 有 抽 油 卡 T 柱 的 動(dòng) 載 荷 和作 用 在 枉 塞 上 的 液 樁 動(dòng) 載 荷 。3)各 種 摩 擦 兒 所 產(chǎn) 生 的 載 荷 ： 包 括 光 打 和 盤 根 盒 的 摩 擦 力 ； 抽 油 桿 柱和 液 體 及 抽 油 桿 柱 和 油 管 之 間 的 摩 擦 力 ； 液 體 在 柱 桿 所 形 成 的 環(huán) 形 空 間 的流 動(dòng) 阻 力 ； 液 體 通 過(guò) 泵 閥 和 柱 塞 孔 時(shí) 所 形 成 的 局 部 液 體 阻 力 。 特 別 是 目 前 我國(guó) 很 多 油 田 的 油 井 生 產(chǎn) 的 是 稠 油 ， 使 得 以 前 可 以 忽 略 的 液 體 摩 擦 阻 力 現(xiàn) 在 必須 考 慮 。 上 述 的 各 種 載 荷 在 懸 點(diǎn) 上 下 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 的 過(guò) 程 中 ， 不 斷 的 作 周 期 性 變化 。 因 此 ， 懸 點(diǎn) 的 載 荷 也 是 作 周 期 性 變 化 如 圖 5—1 所 示。 　 　 圖 51抽油機(jī)有桿泵運(yùn)動(dòng) 1 個(gè)周期內(nèi)的 4 個(gè)階段1—抽油桿。 2—油管。 3—泵筒有桿泵的具體運(yùn)行過(guò)程：。齒輪箱降低輸出角速度同時(shí)提高輸出轉(zhuǎn)矩。曲柄是通過(guò)聯(lián)接桿連接游梁的，游梁提升和沉降活塞。驢頭在最低位置的時(shí)候，標(biāo)志著下沖程的止點(diǎn)?？梢宰⒁獾角瓦B接桿此時(shí)在一條直線上。，隨之油背舉升。在上止點(diǎn)，所有的鉸鏈在一條直線。這種幾種結(jié)構(gòu)局限了連接桿的長(zhǎng)度。球閥是液體流動(dòng)驅(qū)動(dòng)開(kāi)閉的。 上沖程中，動(dòng)閥關(guān)閉靜閥開(kāi)啟?；钊喜康暮蛢?nèi)部的液體從套管中被提升出去，同時(shí)外部液體補(bǔ)充進(jìn)來(lái)。下沖程，動(dòng)閥開(kāi)啟閥法關(guān)閉。液體流入活塞而且沒(méi)有液體回流油井。（2）懸點(diǎn)載荷計(jì)算 jdW??懸點(diǎn)靜載荷。 懸點(diǎn)動(dòng)載荷。j dW1）懸點(diǎn)靜載荷在上下沖程中，抽油桿自重始終作用于抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)上，是一個(gè)不變的載荷，它可以用下列式子計(jì)算: 39。 /10rrprpWAgLq???抽油桿自重，kN。 抽油桿總長(zhǎng)度，m。 抽油桿的截面積，m 2。 重39。 rAg力加速度。 抽油桿的密度，kg/m 3。 每米抽油桿自重，kN/m。r q對(duì)于組合桿柱,如果級(jí)數(shù)為 K,則可用下式計(jì)算:= rq1krii???第 i 級(jí)抽油桿住每米自重,KN/m。ri第 i 級(jí)桿柱長(zhǎng)度與總長(zhǎng)之比值。i?由于抽油桿全部沉沒(méi)在油管內(nèi)的