石油工程与装备课件第八章有杆抽油设备(1)10版.ppt

第一节游梁式抽油机PumpingUnits古老 应用广泛 四连杆机构 1杆 曲柄 2杆 连杆 3杆 游梁 4杆 虚杆 第八章有杆抽油设备 第二次课 第二部分 采油工艺及设备 图8 1抽油机机构简图 一 游梁式抽油机结构 1 结构组成 电机 减速箱 曲柄 连杆 游梁 平衡块 支架 驴头 制动器 悬绳器 驴头将游梁前端往复圆弧运动 变为抽油杆垂直往复运动 驴头目的 对中井口 游梁 连杆 平衡块 曲柄 电机 皮带轮 减速箱 支架 驴头 悬绳器 常规型 皮带 平衡块 底座 游梁 连杆 横梁 曲柄 电机 齿轮箱 支架 悬绳器 驴头 悬绳 2 型号 标准化 游梁复合曲柄气CYJ Y F B Q 抽油机悬点载荷冲程 m 最大扭矩平衡方式 x10KN 例 CYJ8 3 37 HB 悬点载荷80kN 冲程3m 扭矩37kN m H 圆弧齿轮箱 B 曲柄平衡 3 基本类型常规型 支点在中间 动力在尾部 见图9 2 双驴头抽油机 变力臂 节能 常规型 常规型 双驴头式抽油机 下偏杠铃式抽油机 3 基本类型前置式 支点在尾部 动力在中间 见图9 3 前置式曲柄平衡 前置式气平衡 游梁 驴头 驴头 游梁 气缸平衡 悬重 悬重 连杆 连杆 曲柄平衡重 3 基本类型前置式 支点在尾部 动力在中间 见图9 3 前置式游梁平衡 平衡重 悬点载荷 P挂抽油杆处 反应下泵深度 取决于杆和液柱重量 最大扭矩 M曲柄轴最大扭矩 用于选择电机功率 冲程长度 S反应采油量 悬点冲程 受机构限制3 4m 6m长冲程 曲柄连杆机构难以实现长冲程 S正比于曲柄半径 冲次 n悬点冲程数 反应采油量 每分钟往复次数 低冲次 高冲次 中等冲次为二者之间 二 主参数 三 游梁抽油机驴头悬点载荷 抽油泵工作过程上冲程 游动阀关 柱塞上的阀 固定阀开 泵筒上的阀 地面排油 下冲程 游动阀开 固定阀关 泵筒向柱塞上方排油 悬点载荷 抽油杆悬挂在驴头处的载荷 上下冲程悬点载荷不同 一 六项悬点载荷 静载 三项 图8 2悬点静载荷变化图 1 抽油杆柱自重 P杆 油中为 方向 2 油管内 柱塞上油柱重 柱塞面积减杆面积 P油 3 油管外油沉没度对柱塞下端压力P压 动载 动载与杆柱运动有关 稠油高粘度 摩擦力大 粘度反映液体运动层间的摩擦力 绝对粘度 Pa s 摩擦力 作用方向与油杆运动相反 游阀液体摩擦发生在下冲程阀打开时 摩擦力低粘油时 忽略不计 占2 5 高粘油时必考虑 现场提出问题 油稠 下冲程杆和柱塞靠自重无法下行 1 上冲程悬点从下死点上移 游阀关 固定阀开 二 悬点静载荷大小及变化规律 上冲程悬点静载 泵筒进油 杆自重油柱重油管外沉没油柱对柱塞底压力 1 杆在油中重 油杆重度 N m3 油重度 N m3 杆截面积 m2 F 柱塞面积 m2 L 抽油杆长或下泵深度m 泵沉没度 m 有时认为 动液面以上 断面面积等于柱塞面积的油柱重 N 2 下冲程悬点从上死点下移 游阀开 固定阀关 悬点只承受杆柱在油中重量 2 杆在油中重量 柱塞上 下油压油相等 油对杆产生浮力 3 下死点载荷变化 从下至上冲程 1 抽油杆载荷变化 悬点载荷 由变至 载荷增量 油柱重 杆伸长 导致 悬点走了距离 载荷才全部加到杆或悬点上 相当弹性变形 先走一段空的距离 伸长使柱塞不动 此时不抽油 2 油管柱载荷变化下冲程时 游阀开 定阀关 固定阀将油管下堵住 减去沉没压力 压在油管下部 上冲程时 游阀关 油柱由柱塞和抽油杆承担 油管柱上无载荷作用 卸载引起油管缩短 油管与泵筒相连 缩短大小 管壁面积 悬点又走了距离 柱塞与泵筒仍无相对运动 也不抽油 3 冲程 悬点冲程S 柱塞有效冲程 4 变形分配系数 取0 6 0 9 3 4 上死点载荷变化上冲程终了 下冲程开始 1 杆柱 静载由变到 载荷减小了 折合 油柱重 杆缩短了 悬点走过 距离 柱塞不动 泵筒不排油 泵筒向柱塞上方排油 柱塞运动游阀才能打开 顶开 2 油管 此时 固定阀关 柱塞不动 泵筒与油管外的油共同压力 定阀球自由落下 油管承受载荷由空载增加为 管伸长了 悬点又走了距离 柱塞相对泵筒仍不动 泵筒也不排油 3 柱塞有效行程 S 悬点冲程缩短 伸长 伸长 缩短只有柱塞运动的距离才为有效行程 P9 5 静力示功图 表示做功的图 定义 上 下冲程悬点载荷随位移 冲程 变化规律 第3次课 上冲程载荷 下冲程载荷 抽油杆在油中重量始终作用在悬点上 表示静力传递过程从下死点开始进行上冲程 静力由变到 悬点增加的载荷 是缓慢加到悬点上 即悬点走过了 杆 管静变形 载荷才全部加到悬点上 这里可认为悬点不动 载荷增加 由于变形 向下延伸 现在悬点在运动 相当于把变形部分的 很轻松的拉过去 封闭平行四边形上冲程载荷 位移曲线 AB BC 位移 EB BC 下冲程载荷 位移曲线 CD DA 位移 经过后 完成卸载 完成 称理想示功图 下冲程缓慢减载 经过全部减去 三 悬点动载