【導(dǎo)讀】對(duì)游梁式有桿泵進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),不僅可以讓學(xué)生掌握所學(xué)過的理論知。識(shí),而且可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。檢驗(yàn)抽油設(shè)備是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。生變化時(shí),還要對(duì)原有的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行重新選擇和調(diào)整。選擇或工作狀況判斷是抽油井生產(chǎn)過程中需要經(jīng)常進(jìn)行的重要工作。抽油井中的“三抽”設(shè)備彼此不是孤立的,而是相互聯(lián)系和制約的。擇又受地層條件、井筒條件、流體性質(zhì)等多因素的制約。合理的設(shè)計(jì),應(yīng)將油層到地面看作統(tǒng)一的整體來進(jìn)行。抽油泵、抽油桿及其組合,以及抽油機(jī)、減速箱和電動(dòng)機(jī)等設(shè)備。國(guó)內(nèi)抽油機(jī)研發(fā)現(xiàn)狀油機(jī)是有桿抽油系統(tǒng)中最主要舉升設(shè)備。根據(jù)公開發(fā)表的資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有6大類共45種新型抽油機(jī),并且每年約有30種新型抽油機(jī)專利,十多種新試制抽油機(jī),已形成了系列,氣囊平衡抽油機(jī)有90%以上載荷得到平衡。術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),抽油機(jī)重量減輕40%,尺寸縮小35%,動(dòng)載荷較小,受力均勻,提升液體能耗比常規(guī)抽油機(jī)減少25%,可使用29.4. 美國(guó)NationalSupply有限公司研制的無游梁長(zhǎng)沖程抽油機(jī)

　　

【正文】 機(jī)械的沖擊 ,延長(zhǎng)了相關(guān)設(shè)備的使用壽命。在工作中電機(jī)的功率因數(shù)可從 ~ 提高到 ,減輕電網(wǎng)和變壓器的負(fù)擔(dān) ,降低線損 ,大量減少了無功損耗。 ,下行程自動(dòng)識(shí)別從而控制 石油抽油機(jī)上、下行程的電機(jī)運(yùn)行頻率分別可調(diào) ,以改變抽油機(jī)上、下行程的運(yùn)行速度。解決了因更換皮帶輪調(diào)速造成的停產(chǎn) ,從而提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)達(dá)到滿足泵效的情況下耗用最少的電能。 ,變頻器加裝能耗制動(dòng)功能后恰能適應(yīng)其工況。對(duì)于改變抽油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)最佳工作狀態(tài)帶來很大方便。降低漏失 ,提高泵效。 改型發(fā)展 塔架式數(shù)控抽油機(jī) 塔架式數(shù)控抽油機(jī)屬于“長(zhǎng)沖程、低沖次”機(jī)電一體化的抽油機(jī) ,是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)、控制技術(shù)、功率電子技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)集成創(chuàng)新的完美結(jié)合它采取控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電 機(jī)運(yùn)行 ,通過組合減速傳動(dòng)使抽油機(jī)的動(dòng)力源和終端負(fù)載作換向運(yùn)動(dòng) ,拖動(dòng)抽油桿上下反復(fù)運(yùn)行 ,抽油桿和配重形成了天平式的平衡 ,相互不斷地交換儲(chǔ)存和釋放勢(shì)能的過程 ,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)的平衡 ,使機(jī)械效率達(dá)到 90%以上 ,無功損耗接近于零 ,起到了四兩撥千斤的效果 ,與常規(guī)抽油機(jī)相比節(jié)能效果達(dá)到 30~70%,解決了常規(guī)抽油機(jī)機(jī)械效率低、難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程和高耗能的難題。 塔架式數(shù)控抽油機(jī)的主要特點(diǎn)是 :1. 采用牢固耐用的組合減速傳動(dòng)系統(tǒng) ,結(jié)合工業(yè)電腦數(shù)字化控制的永磁同步制動(dòng)電機(jī)技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)了柔性啟動(dòng)、加速、減速、超低速運(yùn)行 ,避免了抽 油機(jī)在換向啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊 ,做到了抽油機(jī)只保養(yǎng)無大修 ,延長(zhǎng)了抽油機(jī)的使用壽命。 2. 采用簡(jiǎn)練機(jī)身 ,最大限度的利用空間位置 ,突破了常規(guī)抽油機(jī)最大沖程和最低沖次的局限 ,最大沖程可達(dá) 8 米、最低沖次 次。擴(kuò)大了抽油機(jī)的使用范圍 ,擴(kuò)展了抽油機(jī)的使用范圍 ,特別適合中高含水期大排量、深井、稠油井的重載強(qiáng)抽 。延長(zhǎng)了抽油桿、抽油泵的使用壽命 ,適合了當(dāng)今大排量、低滲透、稠油井、深井的不同開采的需要。 圖 41 大慶油田現(xiàn)場(chǎng) 3. 運(yùn)用變頻調(diào)速和程序自動(dòng)控制技術(shù) ,變傳統(tǒng)機(jī)械式抽油為現(xiàn)代智能化采油 ,運(yùn)行效率高、能耗少、使用 可靠 ,一舉將傳統(tǒng)的機(jī)械采油裝備帶入了電子時(shí)代。采用無線遙控操作 ,液晶屏數(shù)字顯示 ,清晰可見 ,調(diào)整參數(shù) (沖程、沖次 )簡(jiǎn)便易行 ,無級(jí)分別調(diào)整上下沖程的沖次?？筛鶕?jù)井下工況隨時(shí)改變參數(shù) ,達(dá)到最大泵效及工藝的要求。 4. 獨(dú)特的配重設(shè)計(jì) ,能輕松、迅速地完成調(diào)整平衡的作業(yè)。 5. 可靠的安全保障 ,運(yùn)行時(shí)運(yùn)動(dòng)件與人隔離 。操作機(jī)器與高壓電隔離 。調(diào)平衡時(shí)配重塊落地調(diào)整安全無憂 ,電腦全方位監(jiān)控抽油機(jī)運(yùn)行 ,具有過載、失載、缺相等多種保護(hù)功能并有自動(dòng)起機(jī)、不平衡報(bào)警、停機(jī)、顯示故障原因、歷史故障記錄等保護(hù)功能。 6. 牢固耐用使用 方便。抽油機(jī)裝卸載、調(diào)防沖距上提下掛、碰泵等不用輔助設(shè)備即可完成。 大慶油田采油十廠五礦自 2020年至今已有 108臺(tái)塔架式數(shù)控抽油機(jī)投產(chǎn)運(yùn)行 ,平均運(yùn)行功率 1kw 左右 ,維護(hù)簡(jiǎn)單、方便。 抽油機(jī) 深井泵采油 機(jī)械舉升采油方式是目前大慶油田的最主要的、也是應(yīng)用最為廣泛的是采油方式。在機(jī)械舉升工藝中 ,抽油機(jī) 深井泵采油是應(yīng)用井?dāng)?shù)最多的舉升工藝。在本章節(jié)中 ,重點(diǎn)介紹抽油機(jī) 深井泵采油的基礎(chǔ)理論、技術(shù)發(fā)展、測(cè)試技術(shù)以及節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用。 抽油機(jī) 深井泵采油方式 ,簡(jiǎn)稱為抽油機(jī)采油方式。本節(jié)介紹的主內(nèi)容是抽油機(jī)裝置的構(gòu)成 ,抽油機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及抽油機(jī)舉升工藝的基礎(chǔ)理論。 抽油機(jī) 深井泵抽油裝置 是指由抽油機(jī)、抽油桿、深井泵組成的抽油系統(tǒng)。它借助于抽油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) ,將動(dòng)力機(jī) (一般為電動(dòng)機(jī) )的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈼U的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,用抽油桿帶動(dòng)深井泵柱塞進(jìn)行抽油。 (一 )抽油機(jī) 抽油機(jī)是抽油機(jī) 深井泵抽油系統(tǒng)中的主要地面設(shè)備。游梁式抽油機(jī)主要由游梁 連桿 曲柄機(jī)構(gòu)、減速箱、動(dòng)力設(shè)備、輔助設(shè)備等四大部份組成。工作時(shí) ,動(dòng)力機(jī)將高速旋轉(zhuǎn)通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸 ,帶動(dòng)曲柄軸做低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ,曲柄通過連桿經(jīng)橫 梁帶動(dòng)游梁作上下往擺動(dòng) ,掛在驢頭上的懸繩器便帶動(dòng)抽油桿作上下往復(fù)動(dòng)動(dòng)。 游梁式抽油機(jī)按照結(jié)構(gòu)主要分為兩大類 :即普通式游梁式抽油機(jī)和前置式游梁式抽油機(jī)。 隨著抽油機(jī)制造技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步 ,自 20 世紀(jì) 90 年代后 ,陸續(xù)開發(fā)了不同形式的以節(jié)能為目的的抽油機(jī) ,節(jié)能抽油機(jī)仍然屬于普通式游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)。關(guān)于節(jié)能型抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ,將在節(jié)能技術(shù)中加以介紹。 普通式游梁式抽油機(jī)和前置式游梁式抽油機(jī)兩者的主要組成部分相同 ,只是游梁與連桿的連接位置不同。普通抽油機(jī)一般采用機(jī)械平衡 ,而前置式抽油機(jī)最初多采用氣動(dòng) 平衡 ,但由于技術(shù)上的不完善 ,后來使用機(jī)械平衡的方法 ,目前在我廠使用的前置式抽油機(jī)均為機(jī)械平衡。前置式抽油機(jī)上沖程曲柄轉(zhuǎn)角為195?,下沖程曲柄轉(zhuǎn)角 165?,使得上沖程較下沖程慢。 (二 )抽油泵 抽油泵是抽油機(jī) 深井泵抽油系統(tǒng)中的井下設(shè)備。由于它的工作環(huán)境復(fù)雜 ,條件惡劣 ,而且它工作的好壞直接關(guān)系到油井的產(chǎn)量 ,因而應(yīng)滿足以下一般要求 : (1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,強(qiáng)度高 ,質(zhì)量好。連接部分密封可靠 。 (2)制造材料耐磨 ,抗腐蝕性好 ,使用壽命長(zhǎng) 。 (3)規(guī)格能滿足排量要求 ,適應(yīng)性強(qiáng) 。 (4)便于起下。 抽油泵主要由 工作筒、柱塞及固定凡爾、游動(dòng)凡爾組成。按照抽油泵在油管中的固定方式分為桿式泵和管式泵。在我廠主要應(yīng)用管式泵。 (三 )抽油桿 我國(guó)生產(chǎn)的抽油桿從級(jí)別上分有 C、 D、 K三種級(jí)別。 C級(jí)抽油桿用于輕、中型負(fù)荷的抽油機(jī)井 。D 級(jí)抽油桿用于中、重負(fù)荷的抽油機(jī)井 。K級(jí)抽油桿用于輕、中負(fù)荷有腐蝕性的抽油機(jī)井。大慶油田使用的抽油桿為 C級(jí)和 D級(jí)抽油桿。由于各個(gè)抽油桿生產(chǎn)廠家采取的加工工藝不一 ,使用的加工材料不一 ,抽油桿的機(jī)械性能也各不相同。 晶變頻器對(duì)抽油機(jī)變頻改造的幾個(gè)好處 1. 大大提高功率因數(shù)。減小供電電流 ,從而減小了 電網(wǎng)及變壓器的負(fù)荷。 2. 動(dòng)態(tài)調(diào)整抽取速度 ,一方面節(jié)能 ,同時(shí)增加原油產(chǎn)量。 3. 實(shí)現(xiàn)真正“軟起動(dòng)”對(duì)電機(jī)變速箱抽油機(jī) ,避免過大機(jī)械沖擊 ,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。 存在問題 百年歷史的抽油機(jī)井系統(tǒng)仍存有一定的問題。以大慶近 4 萬(wàn)口抽油機(jī)井為例 ,系統(tǒng)效率低 ,低產(chǎn)井系統(tǒng)效率不到 10%,平均 2025%,游梁式抽油機(jī) [2]年耗電達(dá) 3040億千瓦時(shí)、系統(tǒng)設(shè)備重量大 ,在用鋼鐵約 60 萬(wàn)噸、費(fèi)用高僅一次投資達(dá) 50 億元。存在的主要問題是能量傳遞環(huán)節(jié)多、功能單一、能耗大 ,性能價(jià)格比低等 ,常規(guī)柱塞泵存在摩阻大、漏失大、壽命短、 效率低等問題 。常規(guī)盤根盒主要存在易發(fā)生井口漏失 ,密封摩擦能耗較大 ,維護(hù)頻繁等 ,該系統(tǒng)能耗大、存在污染。國(guó)內(nèi)外能源企業(yè)在生產(chǎn)能源的同時(shí) ,也在消耗大量的能源 ,產(chǎn)生污染 ,不符合國(guó)家能源要求。因此 ,研制小型化、多功能、節(jié)能降耗、環(huán)保、安全、高效采油設(shè)備將符合社會(huì)發(fā)展的潮流 ,同時(shí)會(huì)為能源工業(yè)做出巨大的貢獻(xiàn)。 常規(guī)游梁式抽油機(jī) 游梁式抽油機(jī)是油田目前主要使用的抽油機(jī)類型之一 ,主要由了驢頭 ?游梁 ?連桿 ?曲柄機(jī)構(gòu)、減速箱、動(dòng)力設(shè)備和輔助裝備等四大部分組成。 工作時(shí) ,電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)經(jīng)變速箱、曲柄連桿機(jī)構(gòu)變成驢頭的上下運(yùn)動(dòng) ,驢頭經(jīng)光桿、抽油桿帶動(dòng)井下抽油泵的柱塞作上下運(yùn)動(dòng) ,從而不斷地把井中的原油抽出井筒。 主要特點(diǎn) 游梁式抽油機(jī)具有性能可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維修方便等特點(diǎn)。技術(shù)參數(shù)符合中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T 5044《游梁式抽油機(jī)》和美國(guó)石油協(xié)會(huì) API標(biāo)準(zhǔn) ,技術(shù)成熟。 主要特點(diǎn) : 整機(jī)結(jié)構(gòu)合理、工作平穩(wěn)、噪音小、操作維護(hù)方便 。 游梁選用箱式或工字鋼結(jié)構(gòu) ,強(qiáng)度高、剛性好、承載能力大 。 減速器采用人字型漸開線或雙圓弧齒形齒輪 ,加工精度高、承載能力強(qiáng) ,使用壽命長(zhǎng) 。 驢頭可采用上翻、上掛或側(cè)轉(zhuǎn)三種形式之一 。 剎車采用外抱式結(jié)構(gòu) ,配有保險(xiǎn)裝置 ,操作靈活、制動(dòng)迅速、安全可靠 。 底座采用地腳螺栓連接或壓杠連接兩種方式之一。 以常規(guī)曲柄平衡抽油機(jī)為例 ,結(jié)構(gòu)示意圖如 42圖所示。 圖 42 常規(guī)游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖 圖中 ,1?底座 。2?支架 。3?懸繩器 。4?驢頭 。5?游梁 。6?橫梁軸承座 。7?橫梁 。8?連桿 。9?曲柄銷裝置 。10?曲柄裝置 。11?減速器 。12?剎車保險(xiǎn)裝置 。13?剎車裝置 。14?電動(dòng)機(jī) 。15?配電箱。 游梁式抽油機(jī)是一種變形的四連桿機(jī)構(gòu) ,其整機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)像一架天平 ,一端是抽油載荷 ,另一端 是平衡配重載荷。對(duì)于支架來說 ,如果抽油載荷和平衡載荷形成的扭矩相等或變化一致 ,那么用很小的動(dòng)力就可以使抽油機(jī)連續(xù)不間斷地工作。 常用的游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu) :在游梁的尾部裝設(shè)一定重量的平衡板、這是一種簡(jiǎn)單的平衡方式、適用于 3 噸以下的輕型抽油機(jī)。 :這是一種在油田