采油设备维护材料1

采油设备维护材料采油设备维护材料1 1 采油设备维护与保养第一节概述从地层中开采原油的方法主要有两 种 其 层利用地层本身的能量将原油举升到地面 称为自喷采油法 其二 是由于地层能量不足 油井不能自喷 必须人为地通过各种机械设 备 从地面向井内液体补充能量 从而将原油举升到地面 这种石 油开采方式林为人工举升采油法或机械采油法 机械采油法又分为气举法和抽油泵采油法两种 由于气举采油法在我国的石油开采中应用很少 因此本章以抽油泵 采油设备为主要讨论内容 一 机械采油设备的分类机械抽油设备在工作过程中按照是否利用 抽油杆传递能量 可分为两大类有杆抽油设备和无杆抽油设备 1 有杆抽油设备所谓有杆抽油设备是指由地面抽油机通过下入井中 的抽油杆柱带动井下抽油泵中的柱塞做上下往复运动 从而将井内 液体抽到地面的抽油设备 2 无杆抽油设备所谓无杆抽油设备是指不借助于抽油杆向井下传递 动力 而将井下液体抽至地面的抽油设备 二 抽油泵采油装置在石油的开采中 机械采油法的应用最为广泛 在机械采油法中抽油泵法最为普遍 而在抽油泵采油法中 国内外应用最为广泛的是游梁式抽油机 抽油泵装置 如图1 1所示为游梁式抽油机 抽油泵装置简图 如图可见 整套装置由三部分组成一是地面部分 游梁式抽油机 它由驱动机 减速器和四连杆机构组成 二是井下 部分 抽油泵 它悬挂于井下套管内的油管下端 三是联系地面与井下的 中间部分 抽油杆柱 它由一种或几种直径的抽油杆和接箍连接而成 整套装置的结构简单 制造容易 维护方便 如图1 1可见 游粱式抽油机 抽油泵装置的工作原理为电动机通过三角胶带传动驱动减速器 经 减速器减速后由四连斤机构 曲柄 连杆 横梁和游梁 把减速器 输出轴的旋转运动转变为游梁驴头的上下往复运动 再用驴头带动 光杆和抽油杆作上下直线住复运动 通过抽油杆再将这个运动传给井下抽油泵的柱塞 在抽油泵泵筒的下部装有吸人阀 固定阀 而在柱塞上装有排出阀 游动阀 当抽油杆向上运动 柱塞作上冲程运动时 固定阀打开 泵从井中 吸入井液 同时 由于游动阀关闭 柱塞便将其上方油管中的井液举升到井口 这就是抽油泵的吸入过程 当抽油杆向下运动 柱塞作下冲程运动时 固定阀关闭 而游动阀 打开 柱塞下面的油通过游动阀排到它的上面 这即是抽油泵的排 出过程 实际上 游梁式抽油机 抽油泵装置相当于一台特殊结构的单缸柱塞泵 只是将其水力端部 分放到了井下成为抽油泵 将其动力端部分置于地面成为了游梁式 抽油机 两者之司用既细又长的活塞杆 抽油杆连接起来 随着井深和产量的不断增加 井下开采条件的出现 如高粘 重蜡 多砂 多气 水淹和强腐蚀等 游梁式抽油机抽油泵装置的缺点就 显现得非常明显 主要是抽油机质量的增大 生产中抽油杆的事故 增多 而抽油泵的排量降低 为了适应开采条件的变化 减小抽油机的质量 出现 无游梁式抽 油机 无游梁式抽油机分为机械式无游粱式抽油机和液压式无游梁式抽油 机 即液压抽油机 两种 这两种型式的无游梁式抽油机的共同特点是保留了抽油杆 仍维持 有杆抽油设备的工作方式 无游梁式抽油机 特别是液压抽油机 的应用 可以降低抽油杆中的 应力和改善抽油杆的工作条件 因而扩大了有杆抽油设备的使用范 围 为了进一步减少抽油杆事故和克服有杆抽油设备中抽油泵排量降低 的不足 彻底改变有杆抽油设备的工作方式 无杆抽油设备得到了 一定的发展 无杆抽油设备的特点是取消了抽油杆 把驱动机放到井下直接带动 抽油泵抽油 这样就较好地解决了采油技术发展中对抽油设备提出的两个十分重 要的要求 增加井下泵的传动功率以及扩大泵在不同开采条件下的参数 排量和 压头 调节范围 目前 应用比较广泛的无杆抽油设备有水力活塞泵和电动潜油离心 泵等 考虑到我国抽油设备的应用现状和发展特点 在有杆抽油设备方面 本章着重讨论游梁式抽油机的工作原理 结构特点 简单计算和 选择方法 对无游梁式抽油机 抽油泵 辅助装置等只作一般的介 绍 在无杆抽油设备方面 本章则重点讨论水力活塞泵及潜油电动离心 泵的结构特点 工作原理 而对其他无杆抽油设备仅作简单介绍 第二节游梁式抽油机 一 游梁式抽油机的结构形式游梁式抽油机是有杆抽油设备的地面 动力装置 它由动力机 减速器 机架和四连杆机构等部分组成 尽管它在工作中暴露出了驴头悬点运动加速度大 平衡效果较差 工作效率较低 在长冲程时体积和质量均较大等缺点 但它仍是目 前应用最为广泛的抽油机形式 根据结构形式的不同 游梁式抽油机分为常规型 异相型和前置型 等 根据平衡方式的不同可分为机械平衡和气动平衡两种 而机械 平衡又可分为游粱平衡 曲柄平衡和复合平衡三种 近年来 为了满足不同开采条件的需要 发展了斜直井游梁式抽油 机 另外为满足现代生产管理的需要 游梁式抽油机还配备了检测 及其自动化装置等 1 常规型游梁式抽油机常规型游梁式抽油机是游梁头分别位于支架 的前后两边器 曲柄 连杆 横梁 驴头图1 2所示为曲柄平衡常规型根据发动机安装位置的不同机底座的尾部 是一种多被油机支架的下面 现已很少根据减速器安装方式的不同 座上 优点是抽油机支架高量小 但为了保证曲柄和平上 这给安 装 操作和维修高的底座上 而基础则可降业比较方便 是目前国 内外 2 异相型游梁式抽油机异相型游梁式抽油机是一种机没有显著差别 其主要不 1 将减速器背离支架后了较大的极位夹角 即驴头处 2 平衡块重心与曲柄轴角 该角称为平衡相位角 这一个相位角 机梁式抽油机的基本形式之一 它的结构特点是曲边 曲柄轴中心位于游梁尾轴承的正下方 它主要头 支架 底座 刹车装置 悬绳器以及平衡重型游梁抽油 机结构简图 同 常规型游梁式抽油机有两种结构其一是将发被采用的结构方案 如图1 3所示 另一种是将少采用 同 常规式游梁抽油机也有两种结构一种是减速高度低 质平衡块 有足够的回转空间 抽油机需要安装在较高修带来了诸多不便 另 一种是将减速器安装在用钢降至与地面一样的高度 对抽油机的安 装 操作 外抽油机生产制造商普遍采用的形式 机种性能优良的游梁式抽油机形式 其外形与常规型不同在于后移 增大了减速器输出轴中心和游梁支 点间的水处于上 下死点位置时连杆中心线之间的夹角 轴中心连 线和曲柄销中心与曲柄轴中心连线之间构这种抽油机的曲柄均为顺 时针旋转 因此 曲柄曲柄连杆机构和驴要由动力机 减速重等部分组成 如发动机安装了抽油将发动机安装于抽速器直接安装在底高的水泥 基础钢板焊成的较维修和修井作型游梁式抽油水平距离 形成构成 一定的夹柄平衡重总是滞后异相型游梁式抽油机的结构般为12 左右 使得抽油机转过的角度减少12 为168 间 因此 上冲程时悬点的加减速器的最大扭矩峰值降低效果 目前 这种抽油机在3前置型游梁式抽油机前置型游梁式抽油机是游 梁构如图1 3所示 由于异相型游梁式抽油机具有较机上冲程时曲柄转过的角度增加12 为192 下冲 当曲柄转速不变时 就使得悬点上冲程工作时加速度和动载荷减小 由于平衡相位角改善了平低 工作扭矩较均匀 所需电动机功率减 小 在一在我国已得到广泛应用 梁式抽油机的另一种基本形式 其结构如图1 4所较大极位夹角 一冲程时曲柄时间大于下冲程时平衡效果 从而 使一定条件下有节能所示 它的结构特点是曲柄连杆机构 约15 和平衡相位角 约20这样使得该机上冲程中的驴力减小 从而大大 提高了抽置型游梁式抽油机上冲程时出扭矩比油井负荷扭矩滞后是 降低了减速器峰值扭矩 使但是 前置型游梁式抽油机也平衡的要 求 必须加大平衡安装在支架下边 给安装和于上述情况 在我国 前置120kN 冲程长度大于3 6m 4 旋转驴头游梁式抽油旋转驴头游梁式抽油机是常特点是 旋转驴 头游梁式抽转驴头游梁式抽油机结构如构和驴头均位于支架的前边 曲柄连杆机构存在0 它在上冲程时曲柄旋转约195 下冲程时曲驴头悬点加速度大大减小 动载较小 悬点载荷降油 杆的工作可靠性 并延长了抽油杆的使用寿命时扭矩因数较小 又 具有平衡相位角 使得上冲程后 而在下冲程开始时 这种扭矩又 超前于油井负使减速器输出扭矩较均匀 电动机动力较低 有明也 有不容忽视的缺点 一是结构不平衡重大大增重 这又增加了整机 的质量 平衡块调节也较困维修带来不便 三是工作时前冲力较大 影响机置型游梁式抽油机的应用尚不广泛 它主要适用m的油井 油机常规游梁式抽油机的一种变形 与常规游梁式抽油油机的驴头 和游梁之间采用铰接 驴头可以相对如图1 5所示 在一定的极位夹角曲柄旋转约165 降低 抽油杆的应命 同时 因为前程开始时减速器输负荷扭矩 其结果明显的节能效果 增加 而为了满足困难 二是减速器机架的稳定性 基于悬点载荷大于油机相比 其对于游梁转动 旋为了能使驴头产生相对转动另一端则铰接于支架上 驴头为六连 杆机构 由于驴头作平面的轮廓曲线已不再是圆弧在前臂长度相同和游梁摆 角梁式抽油机增加约30 40小 结构比较紧凑 但在同样较高 5倍增程游梁式抽油机如图1 6所示为一种倍增丝绳一端与底座连接 另一端于滑轮的作用 使悬 点的冲程头弧面上装有一排小滚柱 小梁前端载荷增大近1倍 因而 以提高平衡能力 动 需要增加一个连杆 称之为前连杆 其一端和头本身也成为一 个运动杆件 整个机构不再是四平面复合运动 但又要求光杆与驴 头弧面始终相弧 而是一种特殊曲线 相同的条件下 翻转驴头游梁式抽油机的冲程长0 在冲程长度相同的情况下 抽油机的总体尺样的悬点载荷下 游梁 载荷增加 整机结构也较增程游梁式抽油机的结构简图 驴头上装有一个端绕过滑轮及驴头弧面与井口的悬绳器连接 当程长度增加近1倍 为了避免钢丝绳与驴头弧面小滚柱随钢丝绳的运动而转动 由于倍增程游梁而影响到平衡重的配置 平衡重的质量或回转半径 和驴头铰接 四连杆机构 而成相切 所以驴头弧长度比常规游尺 寸可以做得更较复杂 制造成本个可转动的滑轮钢当游梁摆动时 由面的滑动摩擦 驴梁式抽油机使得游径必须大大增加 6双驴头游 粱式抽油机双驴头游梁式抽油机 其其不同之处是在游梁后端又挂 有平衡重块 目前的新型机大的风载引起的摆动 装有其结构如图1 7所示 它的运动部件与常规游梁又装了一个驴头 驴头弧面圆心与游梁摆 动中心机上不配该平衡重 为避免平衡重块因驴头弧面有平衡重引导装置 并用绷绳使其处于 铅垂位置 梁式抽油机相同 心重合 该驴头上面的径向跳动或较双驴头游梁 式抽油机由荷以及平衡块的质量由结构横梁等传动部件的载荷 使 这种平衡方式的平衡效果较7斜直井抽油机目前 斜直井抽油机一般 些零部件稍加变动 以满足过10 时 可直接将常规式游中心线与驴头曲面相切 当大驴头弧面长度 制作伸缩变游梁摆动对称线的倾斜角低 采用 抽油杆扶正器 可以于采用游梁后端驴头悬挂平衡重块的平衡方式 构件游梁 轴承所承受 从而减小了减逮器 曲柄 使部件的工 作可靠性大大提高并延长了各部件的使较好 平衡块分为大小块 调整准确 操作方便 般均采用常规型或前置型游梁式抽油机的基本部足井眼中心线倾斜 的需要 其结构如图1 8所示游梁抽油机底座倾斜安装或把它的支架后大腿加井斜角较大时 10 45 采用前置型游梁抽油式连杆 可以根据油井倾斜度的大小 改变连杆度 以适应不同倾斜度油井 的需要 斜井游梁式以减小抽油杆与油管之间的摩擦 减少抽油杆的使悬点 的部分载 曲柄销 连杆 使用寿命 另外 部件 仅对其中一示 当井斜角不超加长 以保证井眼油机基本部件 加杆的长度 从而 改式抽油机般冲次较的断脱和油管磨穿等事故 从而延长了使用寿8 气平衡游粱式抽油机气平衡游梁式抽油机实游梁前端平衡气缸内的 气体寿命 际上是一种前置型游梁式抽油机 其不同之处是体压力产生的推力实现平衡 其结构如图1 9所示是该抽油机利用示 为了使气缸内的压力波于气缸容积的储气包 这另一种是活塞式 若采用的底座上 气缸与气包分离 气胶管连接 并装有悬点突然 包形成同轴相套结构 也有的活塞杆悬挂在游梁上 如图在底座上 如图1 9虚线所减速器的扭矩波动趋于平缓气缸部件是气平衡游梁组成 如 图1 l0所示 密封作气压通过小孔使 U 形圈起润滑和密封作用 当气包动 向 气包充气 当气包内的停止工作 自动补气系统如动不致过大 进而影响平衡效果 需要有一个数这 种形式抽油机的平衡气缸一般有两种结构形式是柱塞式气缸 则一 般是气缸柱塞和游梁相连 气包独立固定在支架或水平放在底座上 气缸和失载时的安全装置 若采用的是活塞式气缸 则的气缸和气包分离 用高压胶管连接 气包安装1 9实线所示 气包也可悬装在游梁上 气缸活所示 实践证明 气平衡抽油机有利于减小减速缓 式抽油机的关键部件 它由气缸筒 活塞体活塞封组件由 U 形密 封圈和金属环组成 气缸顶部圈外胀 迫使密封环与缸璧贴紧起封 密作用 活内压力降至允许最低压力时 压力控制器发出信的压力升至允许 最高压力时 压力控制器又发出如图1 11所示 数倍 8 10倍 式一种是柱塞式 气缸缸筒铰接在和气包间用高压橡 则一般是缸筒和气装在底座上 气缸活塞杆用球铰固定速器的负扭 矩 使塞杆和密封组件等部和气缸之间的工活塞顶部的润滑油信号 使空压机启出信号 使空压机气平衡游梁式抽油机的油井工况的 变化调节压力控需停机调整 操作十分简便附加了一套补气装置 使产理费用高 对操作和维修工人机的安全停车 以免发生严 二 游梁式抽油机的结目前 游梁式抽油机形式油机 因此 现以常规型游 1 驴头驴头装在游梁前端 由钢面上部的悬绳器体上 驴头的往复运动 从而保证抽油时光轴承支点为圆心 以游梁前按 驴头从井口移开的方式不如图1 12 c 所示 侧转式头侧转 让出修井机游动系统驴头工作时位置不 变 修井蜗杆机构使驴头绕垂直销轴困难 目前重型抽油机多采侧转驴头时先拔掉同侧的两如图1 12 a 所示 上翻优点是取消了笨重的平衡块 整机质量约减少控制 器的调整机构控制气包内允许压力的高低来调 而且平衡效果良好 其缺点是平衡缸加工制品成本增高 平衡系统的气缸在运转中易出 故障人技术要求高 必须设置安全装置 以保证悬点严重事故 构组成式繁多 应用颇广 据统计使用量最大的仍然是游梁式抽油 机为例 讨论游梁式抽油机的结构 钢板焊接而成 驴头有一个较大的弧面 两根钢的作用是将游梁前端的往复圆弧运 动转变为抽油光杆始终对准井口中心位置 为此 驴头弧面在前臂长为半径的圆弧面 为了修井的需要 驴头必不同 驴头分为侧转式驴头 上翻式驴头 和可拆卸式驴头是用一个垂直销轴或四个垂直销轴与游梁统上下活 动的空间 单垂直销轴连接的驴头用一时拨开锁销 横向拉动驴头使之侧转 或用固定轴转动 单垂直销轴有时会因长期露天工作而发生采用四销轴固定驴头的形 式 销轴与游梁孔的配合两个销轴 使驴头由于重心偏移自动侧转 翻式驴头是用一个水平销轴与游梁相连 修井时少1 3 可以根据调 整平衡效果 不制造费用增加 又障 中修期短 修点突然失载时 抽油是常规型游梁式抽钢丝绳挂在驴头弧油光杆的垂直直线在结构 上是以游梁必须能让开井口 卸式驴头 梁连接 修井时驴一个锁销固定 使定在游梁上的蜗轮生锈死 驴 头侧转合采用间隙配合 时用吊车将驴头上翻到游梁上 如图1 12 b 所示 可拆试制成功了一种伸缩自让位开井口比较方便 为了保证一等于游粱前臂长度 弧面长外驴头必须有足够的宽度尺 不致碰撞抽油机 2游梁游梁经轴承安装在支架时 游梁绕支架轴承作摇摆的反作用力 等载荷 因此 要心一致 游梁位置需配置微所示为 工 字形截面游梁造 容易 我国轻型或中型抽钢板焊成截面为 字形或较好 我国 中型或重型游梁游梁 用钢板焊成 这种游上加两块加强板 断面 近似等如图1 13 e 所示 这种结构而且修井也很不方便 3 横梁拆卸式驴头是悬挂在游梁上 修井时用吊车将驴位式驴头 目前 游梁式抽油机多采用侧转式驴头一定冲程长度下 将圆弧运 动转变为直线运动 长度与抽油机最大光杆冲程S max的关系应为S弧 尺寸 以便驴头移离井口时 修井机游动系统 上下活上 前端与驴头相连 后端通过尾轴承和横梁相运动 传递 动力 并承受悬点载荷 连杆拉力和要求游梁必须有足够的强度和 刚度 为了保持驴微调装置 游梁有如图1 13所示的不同结构形式 用钢板焊成或直接选选用宽翼工字钢 这 种游抽油机游梁多采用这种截面的游梁 图1 13 b 所或箱形游梁 这种游梁结构复杂 焊接工作量大梁式抽油机 多采用这种截面的游梁 图1 13 c 所游梁结构材料利用合理 但制造麻烦 图1 13 d 等强度的游梁结构 另外还有驴头和游梁为一体的游梁质量小 但因驴头固定在游粱上 不仅制驴头拆去 近年来头 修井时驴头移驴头弧面半径应 1 2 1 3 S max 另活动 自由起吊 相连 抽油机工作和支架轴承对游梁驴头悬点与井口中 其中图1 13 a 游梁结构简单 制所示为双槽钢或用大 但强度和刚度所示为 等强度截面 所示为在工字钢体的驴头游梁结构制造和安装困难 横 梁是连杆和游梁连接式有三种翼形横梁 船形曲与横梁成为一体 直接与游图1 14 b 所示是船形横梁 加了连杆和横梁的刚性 并横梁的制造方法有三种第三种是铸造 横梁截面一4连杆和曲柄销连杆和曲柄销总成包括连杆一般用无缝钢 管制成 也有方法目前有两种一种是波浪头的直径不同 相互插接 被是沿连杆体和上下接头等径在游梁式抽油机上是成对使行 以 保证连杆两端孔中心连杆销子和横梁相连 下端接柄销相连接 曲柄销螺纹有左构设计 加工制造 热处理以安全 的中间部件 动力经过横梁才能带动游梁作摇摆形横梁和直形横梁 如图1 14所示 其中图1 14游梁连接 结构简单 连接零件少 多用在轻型游其横梁和连杆 连接点与横梁和游梁连接点在同并改善了连杆销轴的工作条件 图1 14 c 所示是直第一种是用型钢直接焊成 第二种是用钢板焊成一般 采用等强度结构 以充分发挥材料的性能和减杆体 曲柄销 轴承 和连杆销子等零件 如图1 1的用工字钢或槽钢制作 连杆体两端与连杆头焊浪形搭接焊 另一种是对接环焊 搭接焊是利用被插入部分对称开槽后和插入部分焊在一起 焊径圆 周焊接 是目前我国各制造厂采用的主要焊接使用的 因此 连杆 体和上下接头之间的组焊必须心线的平行度 等长度以及与安装基 准的垂直度 接头孔内装有双列向心球面滚子轴承 用以和安左旋 和右旋之分 曲柄销是非常重要而又比较薄以及安装等环节均有比较严格的技术 要求 以保摆运动 横梁的形4 a 所示是连杆弯游梁式抽油机上 同一水平线上 增直形横梁 成矩形截面结构 减轻横梁的质量 15所示 连杆体焊成一体 其焊接用连杆体和上下接焊缝较长 对接焊接形式 由于连杆须在专用工装上进连杆上端用安装在曲柄上的曲薄弱的零 件 从结保证曲柄销工作的5曲柄和平衡块游梁式抽油机的曲柄成对 使工况所配的平衡块 平衡块曲柄有扇形和条形结构 图把平衡块调到某一位置时 扇形平衡块便可沿导轨自动结构 如 图1 17 a 所示 它柄大端与减速器轴间采用键用螺母和螺栓将曲柄夹紧在加连接的 可靠性 而又比较用来标明平衡块回转半径或调整平衡块回转半径 时 松条啮合 摇动手柄 平衡块在置停止 拧紧固定螺钉 装使 用 分别装在减速器输出轴的两端 在曲柄上装块可以沿曲柄侧面移动 以调整平衡能力 取得较1 16所示为扇形曲柄 这种结构调整平衡块比可将扇形曲柄旋转 使 要调的位置处于正下方 动落到预调位置 拧紧崮定螺钉即可 常规抽油机它是具有矩形截面的铸铁件 截面尺寸由中心向键加过 盈连接 曲柄端头铣成通槽 以便可以产生较在减速器的输出轴上 在孔与轴的结合面上产生较较容易拆卸 为了调节抽油机的平衡扭矩 曲柄上或平衡块扭矩大小 曲柄两侧一般铸有齿条 并铣开固定螺钉 把带有齿轮的摇把插入 平衡块的孔在曲柄上移动 同时固定螺钉随之在T形槽内滑装好保险 锁块 取下摇把 装有根据油井较好的平衡效果 比较方便 当需要松开固定螺钉 机的曲柄都是条形外逐渐减小 曲较大的弹性变形 较大的摩擦力 增上有刻线和数字 铣成T形槽 当需孔内 使齿轮与齿滑动 直到预定位为了保证调整平衡块时 的安心和曲柄销中心线偏置一定同 只是曲柄销孔对曲柄中于相位 角不大 6 8 的情况度加宽 如图1 17 c 所示 整范围受到限制 安全 曲柄T型槽内装有极限挡块 异柑型游梁式定角度 其曲柄有两种结构形式一种与常规式游心线 偏移一个相位角 如图1 17 b 所示 这种况 该结构使平衡块调整范围扩大 另一种是曲这 种曲柄适用于相位角较大 8 15 的抽油机式抽油机平衡块重游梁抽油机曲柄相种曲柄较宽 适用柄 销孔一侧的宽机 但平衡块的调 6 支架支架经轴承与游梁相连 在抽部件 因此 支架必须具有角 钢 焊接而成 它一般有两支架利用螺栓固定在底座上 7 减速器减速器是游梁式抽油机的重速旋转运动 1450r min 960 抽油机工作过程中 承受着悬点载荷和连杆拉力有足够的强度和刚 度 抽油机支架用型钢 钢管 两种结构形式一种是三腿支架 另一种是 塔形上 支架人梯固定在支架侧面或前而 以供安装和重要部件 它的作用 是传递动力和降低运动速度 0r min 735r min 转变为抽油机曲柄 的低速转动 力 是重要的承载工字钢 槽钢或形 四腿 支架 和维修使用 即将动力机的高 4 15r min 减速器一般采用三轴两级齿轮型抽油机有的配一级减速器游梁式抽 油机上所使用的减和双圆弧齿形等 抽油机减8制动装置抽油机的制动装置必须电源切断后 可使抽油机 立杆和制动器等部分组成 其制动所需要的时间较长 但有装置 它动作快 操作方便闸瓦型 两半闸瓦型外抱式制使两个刹车片同时向制动轮离制动轮使刹车松 开 9底座底座是一个基础部件 用来上的 底座是由橇状结构的高底座用钢板焊成 用地脚 三 游梁式抽油机的基本参1游梁式抽油机的基本参抽油设备的功用 是从一定的工作范围 所谓游梁式抽油机其主要尺寸的一组参数 游梁和光杆最大冲程 1 额定悬点载荷W额定悬点载荷是指在游梁式许值 实际上 它表明了在参数是设计和使用游梁式抽点最大载荷不超过 额定悬点2 减速器额定扭矩T减速器额定扭矩是指在游梁上的扭矩最 大允许值 同样轮传动 总传动比为i 25 35 重型抽油机有的配器 链条减 速器 胶带传动装置等 减速器通常是人字齿轮或斜齿轮的闭式结构 齿轮减速器结构如图1 18所示 抽油机减速器参数如表须满足操作省力 制动快和安全可 靠的要求 制动即停止转动或停留在任意位置 制动装置由手柄增力机构有两种一种是手摇式螺旋增力机构 有自 锁能力 另一种是手拉式杠杆加力机构 带 制动器有外抱式和内张式两种 外抱式有整条制动装置的两个刹车片固定在销轴上 当拉杆拉轮中 心移动实现刹车 当拉杆松开时 销轴上的弹安装减速器 支架以及动力机 但也有将动力机的底座体和高底座组焊而成 底座体用工字钢 槽脚螺栓经压板把底座固定在地从上 参数与系列参数的井深处抽出一定数量的井液 所以井深和产量标 机的基本参数就是指表明游梁式抽油机的主要性梁式抽油机的基本 参数主要有额定悬点载荷 式抽油机各构件强度和刚度允许的条件 下 悬绳器一定的抽油杆和抽油泵泵径组合时的最大下泵深抽油机 的主要依据之一 在使用游梁式抽油机过程点载荷 梁式抽油机减速器各零件强度和刚度允许的条件下样 减速器额定 扭矩也是游梁式抽油机设计和使用配三级减速器 轻轮的齿形有渐 开线表1 2所示 动装置的作用是当柄 拉杆 增力摆它动作慢 达到带有棘轮棘爪 锁紧条刹带型和两半圆拉紧时 拉杆凸轮弹簧将两刹车片推机安装 在附加底座槽钢和角钢焊成 标志着抽油设备的性能 基本结构及 减速器额定扭矩器上的载荷最大允深度 或井深 该程中 必须保证悬下 减速器输出轴用游梁式抽油机的主要依据 之一 在使用游不超过额定扭矩 3 光杆最大冲程长度S m所谓光杆最大冲程长度是指最大位移量 它是计算抽油井和质量 以上三个参数表明了游梁式概尺寸和质量 将以上这三个号的基础 并据此形成了游2游梁式抽油机的参数系我 国游梁式抽油机产品已进准接轨必将成为我国游梁式油机型式与基 本参数 的基机 国家标准 该标准规定游本参数的排列次序为额 定准中共规定了11种额定悬点具体数据见表1 3 抽油机型号系列见表1 4 游梁式抽油机的过程中 必须保证减速器输出轴max指在游梁式抽油 机工作过程中 能够提供给光杆上井最大理论产量的重要参数之一 它主要决定抽式抽油机的能力特性及其使用范围 并且据此可以 个基本参数组合起来 也是划分和确定游梁式抽游梁式抽油机的基 本参数系列 系列进入国际市场 因此 符合我国生产实际 且与国式抽油机系列标准的基本特征 在1975年和198基础上 我国于1989年又重新制定了GBll649 19游梁式抽油机参数系列以额定悬点载荷为第一参悬点载荷W 光杆 最大冲程长度S max及减速器额点载荷 12种光杆最大冲程长度 10种减速器额轴上 的最大静扭矩上下往复运动时的抽油机的基本尺寸以估算抽油机的 大抽油机的规格与型国际标准或常用标85年 游梁式抽989 游梁式 抽油参数 上述三个基额定扭矩T 新标额定扭矩 其我国常规型游梁式抽油经标准化 其中类别代号有CYJ 常规游梁式抽油机CYJQ 前置型游梁式抽CYJY 异相型游梁式抽油规格代号见表1 4 它由定扭矩的顺序排列组成 其他代号是指除类别代号 抽油机标准型号的标注形式如游梁式抽 油机型号CYJ8 3 为3m 点啮合双圆弧齿轮啮油机 此外 为了满足国际市场的API标准的表示方式 如我国机可以用类别代号 规格代号 其他代号和型号有机 油机 油机 由三个基本参数值按额定悬点载荷光杆最大冲程规格代号外的减速 器齿形代号和平衡方式代号 式如下 37HB表示的意义是悬点额定载荷为80kN 光啮合传动减速器 减速 器额定扭矩为37kN m的的要求 我国游梁式抽油机型号已出现了类 似于国国某些厂商生产的游梁式抽油机型号19H 9 1B l号等标注 并且已程长度 减速器额光杆最大冲程长度的常规型游梁式抽国际上常用 6 160H 200B 64 表示的意义是 H 表示圆弧齿轮减速器 B 表示曲柄平衡 19 表示减速器额定扭矩大约为18 5kN m 9 1 表示额定悬点 载荷为91kN 1 6 表示光杆最大冲程长度为1 625m 注括号中的 型号为英制 3抽油机的分类 1 按驴头最大悬点载荷分 可分为轻型W max 30kN 中型30kN100kN 2 按光杆最大冲程长度分 可分为短冲程S max 1m 中等冲程1m6m 3 按减速器最大输出扭矩分 可分为小扭矩T max 10kN m 中等扭矩10kN m60kN m 4 按最大冲程次数分 可分为低冲次n max 6min 1 中等冲次6min 115min 1 5 按抽油机所需最大功率分 可分为小功率P max 6kw 中等功率5kw 100kW 4游梁式抽油机抽汲工况的确定游梁式抽油机的抽汲工作参数即冲程 长度和冲程次数的确定问题是一个综合的技术经济问题 它与抽油 机所采用的抽汲工况密切相关 为了合理地确定抽油机的抽汲工况 下面将各种抽汲工况的基本特 点说明如下 1 正常抽汲工况所谓正常抽汲工况 是指对抽油机而言当要获得所 需的油井产液量时 采用抽油机的最大冲程长度和最小泵径 而采 用额定或较低的冲程次数的工作方式 是我国油田目前使用较多的一种抽油机抽汲工况 2 长冲程工况长冲程工况与正常工况相比有不少的优点 首先 当采用长冲程抽汲工况时 可大大减小抽油杆柱和油管柱变 形对有效冲程的影响 提高抽油泵的充满度系数 其次 在相同油 井产液量的情况下 可大大降低抽油机的冲程次数 从而使抽油机 悬点载荷和抽油机各工作部件的工作循环次数减少 因而有利于提 高抽油设备的可靠性 延长设备的使用寿命 正因为如此 目前抽油机的研制和使用 有向长冲程方向发展的趋 势 3 高冲次工况游梁式抽油机在高冲次工况工作时 其驴头悬点的动 载荷和振动载荷都会增加 而且由于抽油机冲程次数的增加会大大 增加抽油机各工作部件的工作循环次数 因此 对抽油杆和抽油泵的工作是十分不利的 另外也会使抽油泵 泵阀的寿命降低 但是 高冲次工况可以用较小型抽油机完成正常工况时需要较大型 抽油机才能完成的工作 因为高冲程工况可以采用较小的光杆冲程 因而抽油机的尺寸和减 速器的扭矩都较小 对于在用抽油机来说 由于减速器齿轮的磨损速度受冲程长度的影 响大于冲次的影响 故高冲次工况可能对减速器更有利 在同样抽汲 速度时 但应注意的是 高冲次工况更易使减速器产生负扭矩 这是其不利 的一面 高冲次工况的另一优点是可以提高柱塞的冲程系数sp s 可以用较 小的泵径或较小的抽汲速度工作 但高冲次工况的主要问题是恶化了抽油杆柱的工作条件 降低了其 可靠性 因此 我国油田上很少采用 4 短冲程工况当井较浅而且油井的产液量不大时 可以采用短冲程 抽汲工况 以使小型抽油机来完成抽油任务 当满足实际生产要求的情况下 短冲程工况是目前我国油田生产中 使用较多的一种抽汲工况 5 低冲次工况低冲次工况主要用于稠油的总之 游梁式抽油机的抽 汲虑 深人研究 这样才能寻5游粱式抽油机的抽汲工作参1 悬点冲 程长度的选择与悬点冲程长度是抽油机的一于上下冲程的悬点载荷 变化此 为了保证有杆抽油设备度 就目前而言 有杆抽油从采油工艺角度看 在保证好处 1 减小了抽油杆的相对 2 改善了抽油杆的工作 3 改善了游梁式抽油机对于我国油田粘油和多气井更为合理 在考虑了游梁式抽油机的技度为0 3m 最大冲程长度为而抽油机的 高度却会显著增这样 由于冲程长度的增加本显著增加 此外 随着冲实际上 游梁式抽油机悬点不方便 因此 最大冲程长用其他传动形式的抽油设备对于常规式游梁式抽 油机 置 即改变曲柄的回转半径 来2 冲程次数的选择与调整高冲 次工况可以用较小的抽工作 在高冲次工况下 当保机的尺寸和减速箱的扭矩都是高冲次抽汲工 况却恶化了田上很少采用高冲次抽汲工对于低冲次工况 它主要用 井则很少采用 表1 5列出了冲程次数最大允1 5中所计算出的冲程次数最的限制作用 而对较小的冲程何限制作用 的开采 以减少抽油杆和抽油泵柱塞的下行阻力 汲工况的确定是一个较为复杂的技术经济问题 需寻求到最优的抽 汲工况 参数的选择与调整与调整一个重要工作参数 对于有杆抽油设备而言 在工化会使抽油杆柱和油管柱产生变形 导致有效冲程备的一定产量 在不改变冲次的情况下 需要增加设 备有向长冲程工况发展的趋势 证一定产量的条件下 采用降低冲次增加冲程长度对变形值 提高 了抽油泵的充满系数和排量系数 作条件 延长了抽油杆的使用寿命 提高了抽油杆机抽油泵装置的 能量指标 提高了装置效率 井的抽汲 采用降低冲次 增加冲程长度的抽汲工技术经济指标的 情况下 目前 游梁式抽油机所采为6m 但实际上 冲程长度的增加对悬点载荷的增加 更重要的是减速箱 曲柄轴扭矩和冲程长度成加使得抽油机的最重要部件 减速箱的尺寸 质冲程长度的增加 减速箱齿轮的磨损也会加剧 点的最大冲程长度超过4 5m时已显得非常笨重 长度最好选择在4 5 m左右 当冲程长度超过4 5m备 其冲程长度的调整通常是通过改变连杆与曲柄之来实现的 冲程长度的选择应与油井的开采条件整抽油机完成正常抽汲工况下 需要较大型抽油机才能保证一定产量的条件下可以选用较小的冲程 长度都较小 对在用抽油机而言 高冲次工况对减速箱抽油杆的工作条件 降低 了抽油杆的工作可靠性工况 于稠油的开采 以减小抽油杆下行时的阻力 而允许值的计算值 不 计摩擦力的影响 但应注意最大允许值仅在大的冲程长度和大泵径或中等泵程长度和 小泵径时 它已经超过了实际采用的冲需要全局考工作过程中由程 长度的减小 因加悬点的冲程长度有一系列的 杆柱的可靠性 工作方式显得采用的最小冲程长的增加影响不大 成正比的增加 即质量和制造成操作巳很m时 可以采之间的连接位件相适应 能完成的抽油度 这样可使抽油箱也是有利的 但性 因此 我国油而对于一般油的是表泵径时才具有一定冲程次数 不 起任对于正常抽汲工况而言且维护良好的情况下 抽油次数就会使 抽油机产生很大加 因此 游梁式抽油机的在实际选择游梁式抽油机的许冲程次数 同 时又不能发抽油杆的最大允许冲程次数式中S max 悬点最大冲程长所以 n max n max 同时 最大冲程次数n max不现象 抽油杆的自振频率 72137 6 式中L 下泵深度或抽所以 n max 抽油杆的自根据我国油田抽油机的6平衡状况的检查与调整经过 平衡调整后的抽油机 常用以下几种方法 1 观察法一般地 平衡较好的抽油机可以停留在任意位置 若平衡重偏重 当停机时 发动机在上冲程时发出的调整 即减小 曲柄平衡重的若平衡重偏轻 当停机发动机在上冲程时发出的声即 增大曲柄平衡重的回转半2 测时法对于平衡较好的抽油机程慢 则 说明平衡重过重 对小平衡重的质量 反之 对于平衡重的质量 3 测电流强度法言 冲程长度的范围为1 2 2 4m 实践表明 当冲机的冲程次数在不高于15min 1时能满意地工作大的振动 抽油杆的损坏事故也会增加 从而使油 的最大冲程次数n max取为1 5min 1 的冲程次数时 必须使抽油机的冲程次数低于抽油发生抽油杆的共 振现象 数 n max 由下式确定长度 m 不能与抽油杆的自振频率的整数倍相重合 以免发 L抽油杆柱长度 m 自振频率 1 5或2 5或3 5 的使用经验 悬点最大冲程次数n max 一般低于1整是否较好地达到了平衡要求 应通过实际观察和 容易启动 无 呜呜 的怪叫声 突然停止运转时 曲柄平衡重总 是反复摆动 以致最后使驴头的声音明显比下冲程时小 应停机将 曲柄平衡重的回转半径 对于游梁平衡重则应减小平衡重的质机时 平衡重总是反复摆动 以致最后使驴头停在声音明显比下冲程时 大 应停机将曲柄平衡重向曲半径 对于游梁平衡重则应增加平衡 重的质量 机 用秒表测得的上 下冲程时间非常相近 如果对于曲柄平衡应减小曲柄平衡重回转半径 对于于曲柄平衡应 增大曲柄平衡重回转半径 对于游冲程长度为2 4m作 若再提高冲 程油井的修井次数增油泵的最大允发生共振12 15min 1 和检测确定 一般转时 驴头和曲柄头停在上死点 此重向曲柄轴中心处质量 在下死点 此时 曲柄轴中心处调整 果上冲程快 下冲于游梁平衡则应减游 梁平衡则应增加对于电动机单独驱动的游梁式抽油机 抽油泵装置 现场常用安培表测量电动机三相电流强度法检验平衡 效果 平衡良好的抽油机 驴头上 下冲程时 电动机的输人电流强度相 近 若上冲程电流大于下冲程电流 表明平衡重偏轻或曲柄平衡半 径偏小 反之 则偏大 实际上 要使上 下冲程中电流完全相等是很困难的 现场一般认 为 当最小电流与最大电流的比值大于70 时 抽油机就达到基本 平衡 四 游梁式抽油机减速器的组装与游梁式抽油机的安装1游梁式抽油 机减速器的组装减速器是游梁式抽油机的核心组成部分 在抽油机 的使用过程中故障也常常发生在减速器处 同时 减速器也是抽油机工作过程中主要的噪声源之一 因此 对于减速器的组装及其调试具有十分重要的现实意义 1 减速器组装应遵循的原则 1 按设计图纸和工艺规定的技术要求 进行组装 2 符合行业和企业标准 3 合格减速器的输出轴两端要装上曲柄 并利用刹车或其他方法将 曲柄固定在最有利于运输的位置上 采用专用量具测量两曲柄间的剪刀差 其允许值范围应在3 7mm之 间 2 减速器的组装顺序在组装减速器时 应按如下顺序进行 1 清除零件上的毛刺及脏物 2 减速器上 下箱体的内壁涂防锈漆 3 减速器各轴上的零件按由里向外的顺序分别装入各自的轴上 各轴上的轴承及齿轮采用冷压 孔油浴加热等适宜方法进行装配 4 将曲柄轴装入减速器的下箱体 应保证轴承盖端面与轴承端而间隙在0 5 1mm范围内 其大小由垫 片