游梁式抽油机的详解ppt课件.ppt

一 抽油机抽油机是抽油井地面机械传动装置 它和抽油杆 抽油泵配合使用 能将井下原油抽到地面 1 2 3 1 分类按照抽油机的结构和工作原理不同 可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机 游梁式抽油机按结构不同可分为前移式 前置式 和普通式 普通式的支架在驴头和曲柄连杆机构之间 前移式的曲柄连杆机构位于驴头和游梁支架之间 即曲柄连杆机构前移 4 2 组成抽油机是由主机和辅机两大部分组成 主机是由底座 减速箱 曲柄 连杆 平衡块 横梁 支架 游梁 驴头 悬绳器及刹车装置组成 辅机是由电动机 电路控制装置组成 5 抽油机主要是由四大部分组成的 1 游梁部分 驴头 游梁 横梁 尾梁 连杆 平衡板 复合平衡抽油机 2 支架部分 中央轴承座 工作梯 护圈 操作台 支架 3 减速器部分 底船 减速器筒座 减速器 曲柄 配重块 刹车等部件 4 配电部分 电机座 电机 配电箱等 6 3 工作原理电动机将其高速旋转运动传递给减速箱的输入轴 经中间轴后带动输出轴 输出轴带动曲柄作低速旋转运动 同时 曲柄通过连杆经横梁拉着游梁后臂 或前臂 摆动 或者是连杆直接拉着游梁后臂 游粱的前端装有驴头 活塞以上液柱及抽油杆柱等载荷均通过悬绳器悬挂在驴头上 由于驴头随同游梁一起上下摆动 游梁驴头便带动活塞作上下的 垂直的往复运动 就将油抽出井筒 7 4 新系列游梁式抽油机代号 8 9 例如CYJ3 1 2 7 H Y表示该机为游梁式抽油机 悬点最大负荷为30kN 光杆最大冲程为1 2m 其减速箱曲柄轴最大扭矩为7kN m 减速箱齿轮为点啮合圆弧齿轮传动型式 为游梁式平衡方式 5 平衡方式特点 1 游梁平衡游梁的尾部装设一定重量的平衡块 平衡方式简单 适用3吨以下的轻型抽油机 10 2 曲柄平衡是将平衡块加在曲柄上 适用于10吨 也叫10型 以上重型抽油机 这种干衡方式减小了游梁平衡引起的抽油机摆动 调整比较方便 但是 曲柄上有很大的负荷和离心力 3 复合平衡在一台抽油机上同时使用游梁平衡和曲柄平衡 特点 小范围调整时 可调整游梁平衡 大范围调整时 则调整曲柄平衡块 这种平衡方式适用于中深井 4 气动平衡利用气体的可压缩性来储存和释放能量达到平衡的目的 可用于10吨以上重型抽油机 这种平衡方式减少了抽油机的动负荷及震动 但其装置精度要求高 加工麻烦 11 6 主要部件的作用 1 驴头它的作用是保证抽油时光杆始终对准井口中心位置 驴头的弧线是以支架轴承为圆心 游粱前臂长为半径画弧而得到的 修井时可将驴头从井口移开 方便作业 移开的方式有三种 即 侧转式 上翻式 可卸式 2 游梁游梁固定在支架上 前端安装驴头承受井下负荷 后端连接横梁 连杆 曲柄 减速箱传递电动机的动力 12 3 曲柄连杆机构曲柄连杆机构的作用是将电动机的旋转运动变成驴头的往复运动 在曲柄上有4 8个孔 是调节冲程时用的 4 减速箱是将电动机的高速转动 通过三轴二级减速变成曲柄轴 输出轴 的低速转动 同时支撑平衡块 5 平衡块平衡块装在抽油机游粱尾部或曲柄轴上 它的作用是 当抽油机上冲程时 平衡块向下运动 帮助克服驴头上的负荷 在下冲程时 电机使平衡块向上运动 储存能量 在平衡块的作用下 可以减小抽油机上下冲程的负荷差别 13 6 悬绳器它是连接光杆和驴头的柔性连接件 还可以供动力仪测示功图用 7 底座 它是担负起抽油机全部重量的惟一基础 下部与水泥混凝土的基础由螺栓连接成一体 上部与支架 减速器由螺栓连接成一体 由型钢焊接而成 是抽油机机身的基础 14 8 减速器座 它的作用是固定减速器 承担减速器的重量并使减速器提高 使曲柄能够旋转 高基础井则无筒座 它由厚钢板焊接而成 与底座焊接在一起 顶面加工水平 并有螺栓孔与减速器连接 9 电机座 它的主要作用是承载电机的重量 它自成一体与抽油机底座由螺丝连接 它上面有井字钢 目的是为了调整电机的前 后 左 右位置 保持电机轮与减速器轮的 四点一线 它是由槽钢焊接而成 15 10 电机 电机是动力的来源 一般采用感应式三相交流电动机 它固定在电机座上由皮带传送动力至减速器大皮带轮 前后对上有两条顶丝可调节皮带的松紧度 11 刹车装置 刹车也叫制动器 它是由手柄 刹车中间座 拉杆 锁死弹簧 刹车轮 刹车片等部件组成 刹车片与刹车轮接触时发生摩擦而起到制动作用 所以也叫制动器 16 12 大皮带轮 电动机把旋转的动力传给皮带 再由皮带传给大皮带轮 由大皮带轮带动输入轴 它是减速器做功的桥梁 12 大皮带轮 电动机把旋转的动力传给皮带 再由皮带传给大皮带轮 由大皮带轮带动输入轴 它是减速器做功的桥梁 13 尾轴承 它起着尾梁和游梁相连的作用 减小摩擦使游梁上下运动较轻便 14 支架 支架支撑着游梁全部重量和它所承担的重量 而且是游梁的可靠支柱 15 工作梯及护圈 工作梯是安装游梁 处理驴头偏斜 给中轴加注黄油 平时的检查以及上下游梁等方便工作的扶梯 护圈叫安全圈 在我们高空作业时起到安全保护作用 17 16 中央轴承座 是支架与游梁连接的配件 担负游梁承担的全部重量 而且在一定的轨道上上下摇摆运动 17 曲柄销 它将曲柄和连杆连接在一起 与曲柄上的冲程孔 曲销轴 锥套和冕型螺母相连接 与连杆的连接是通过穿销螺丝穿过曲柄销壳来实现的 它在冲程孔的位置决定抽油机冲程的大小 并可通过调整曲柄销的位置来调整抽吸参数 现场上发生曲柄销脱出曲柄的事故较多 18 7 抽油机保养抽油机是24h连续运转的机械 维修保养工作是使抽油机能正常运转的基础工作 各地区的情况不同应根据具体情况结合岗位责任制 制定检泵修井周期 建立定期保养制度 19 抽油机在工作中除承受液柱和抽油杆柱的静载荷外 还承受着惯性 摩擦和振动等一系列交变载荷 容易造成机件磨损 连接零件松动等现象 长期野外工作也容易造成润滑油料损耗或变质 要保证抽油机能够长期正常工作 延长使用寿命 就需要定期进行维护保养 检查运转部件 拧紧螺丝 更换零件 添加或更换润滑油等 除了定期维护保养外 在平时的巡回检查中也要注意观察抽油机运转状况 倾听有无异常音响 发现问题及时处理 20 维修保养工作可以概括为十个字 清洁 紧固 润滑 防腐 调整 清洁 指清洁卫生 清洗呼吸阀 刹车片 紧固 指紧固各部件间的连接螺丝 润滑 对各加油点 部位 定期添加润滑油脂 检查减速箱机油是否足够 调整 即对整机的水平 对中 平衡 控制系统等为主的调整 防腐 对脱漆 生锈部位刷漆或涂油 21 抽油机的维修保养在生产实际中按级别又分为三个级别保养 即例保 一级保养和二级保养 一 例保例保也就是由采油工每班或每日进行的检查保养 1 检查各部位紧固螺丝 用手锤击打一下主要部位的螺丝 应无松动滑扣现象 检查时注意安全线是否错开位置 关键部位如曲柄销螺帽必须每次检查 2 检查减速器 中轴 尾轴 曲柄销应无异常声响 不缺油 不漏油 3 保持机身的清洁 无油污 22 二 一级保养当抽油机运行800h时 由大班工人在小队维修班的协助下进行作业 其作业范围如下 1 进行例保的全部内容 2 打开减速器检视孔 检查齿轮啮合情况 并检查齿轮磨损和损坏情况 检查清洗呼吸器应卸开清洗 3 检查减速器油面并加 补 足机油到规定位置 上液面不高于2 3位置 下液面不低于1 3位置 即齿轮齿刚浸没为宜 23 4 各轴承加注润滑油 要加足 加满 如果油脂变质应全部更换 如中央轴承座需要更换黄油 将黄油枪装在加油孔上 放开泄油孔 在泄油孔下面垫上擦布或其他东西接着旧油 旧油不要排到机身上 打黄油时应一直将旧黄油排出泄油孔并挤出新油时才能算是加满 5 检查抽油机的平衡情况 用钳形电流表测量电流 观察上 下行电流峰值的变化情况 平衡率应大于85 以上才算合格 如达不到平衡率要求应进行平衡的调节 6 紧固 对各部位的紧固螺丝应逐一检查紧固 关键部位如曲柄销 中央轴承座 尾轴 底座紧固螺丝及减速器固定螺丝 必须紧固并划好新的安全检查线 24 7 检查刹车片的磨损情况 如果磨损严重 断裂等 应更换刹车片 并调节刹车的松紧度 刹车销锁死牙块应卡在刹车槽的1 3 2 3之间 不应太少或太多 以免刹车滑脱 8 检查三角皮带 应无损伤 皮带松紧合适 9 检查电器部分及配电箱 25 26 二 抽油泵 抽油泵也称深井泵 它是有杆机械采油的一种专用设备 泵在油井井筒中动液面以下一定深度 依靠抽油杆传递抽油机动力 将原油抽出地面 1 分类 按泵在井内安装的方式 分为管式泵和杆式泵两种 27 管式泵 外筒和衬套在地 面组装好接在油管下部先下入井内 然后投入固定阀 最后再把柱塞接在抽油杆柱下端下入泵内 杆式泵 整个泵在地面组装好后接在抽油杆柱的下端整体通过油管下入井内 由预先装在油管预定深度 下泵深度 上的卡簧固定在油管上 检泵时不需要起油管 管式泵的特点 结构简单 成本低 排量大 但检泵时必须起出油管 修井工作量大 故适合深度不大 产量高的井 杆式泵的特点 结构复杂 制造成本高 排量小 修井工作量小 故适合下泵深度大产量较小的井 28 1 管式泵1 泵径较大 排量大 适用于产量高 油井较浅 含砂较多 气量较小的井使用 2 结构简单 加工方便 价格便宜 3 不适用于深井 4 由于管式泵工作筒接在油管下端 检泵换泵需起油管 29 2 管式泵的结构 1 工作筒它是由外管 衬套和压紧接箍组成 外管内装有多节同心圆柱管的衬套 上 下两端靠压紧接箍压紧 上接箍上连油管 下接箍下连进油设备 2 活塞是由无缝钢管制成的空心圆柱体 两头有螺纹 活塞外表面镀铬并有环状防砂槽 3 游动阀也叫排出阀 由阀球 阀座 开口阀罩组成 单阀泵有一个游动阀 装在活塞上端 双阀泵有两个游动阀 分别装在活塞的上下端 阀球座在阀座上 上有开口阀罩 4 固定阀也叫吸人阀 由阀座 阀球和开口阀罩组成 30 3 杆式泵的结构主要组成部分与管式泵基本相同 其外工作筒 由无缝钢管制成 装有锁扣卡簧和固定锥座 内工作筒与管式泵相比 直径小 上装有圆锥体 其固定阀直接装在内工作筒的最下端 31 2 杆式泵1 检泵方便 起出抽油杆即可起出泵 2 泵径小 适用于产量低的深井 3 泵在下井前 可以试抽 从而保证了质量 4 泵的结构较复杂 加工难度大 成本高 5 由于多一个外工作筒 所以泵径小 排最低 6 不能用于易出砂的井 内外工作筒之间容易因砂长而把泵卡在油管内 32 4 抽油泵的工作原理 33 当活塞上行时 游动阀受油管内活塞以上液柱的压力作用而关闭 并排出活塞冲程一段液体 固定阀由于泵筒内压力下降 被油套环形空间液柱压力顶开 井内液体进入泵筒内 充满活塞上行所让出的空间 当活塞下行时 由于泵筒内液柱受压 压力增高 而使固定阀关闭 在活塞继续下行中 泵内压力继续升高 当泵筒内压力超过油管内液柱压力时 游动阀被顶开 液体从泵筒内经过空心活塞上行进入油管 在一个冲程中 深井泵应完成一次进油和 次排油 活塞不断运动 游动阀与固定阀不断交替关闭和顶开 井内液体不断进入工作筒 从而上行进入油管 最后达到地面 34 5 理论排量和泵效深井泵在理想情况下 活塞一个冲程可以排出的液量 在数值上等于活塞上移一个冲程时所让出的体积 其计算公式如下 Q理 K S NQ理 深井泵理论排量K 排量系数 K 1440 FS 冲程 米 N 冲次 次 分 各种直径泵排量系数是一定的 抽油机的实际产量与泵的理论排量的比值叫做泵效 Q液 Q理 100 35 泵的理论排量 泵的工作过程是由三个基本环节所组成 即柱塞在泵内让出容积 井内液体进泵和从泵内排出井内液体 在理想情况下 活塞上 下一次进入和排出的液体体积都等于柱塞让出的体积 活塞截面积 光杆冲程 m 36 其中 每分钟的排量 每日体积排量 每日质量排量 D 泵径 mS 光杆冲程 mn 冲数 抽汲液体密度 37 38 39 40 泵筒和柱塞的配合间隙 分三级 一级 0 02 0 07mm 适用于原油粘度小 含水多的深井中 二级 0 07 0 12mm 适用于原油粘度较大 含水不多的中深井中 三级 0 12 0 17mm 适用于原油粘度大 含水少的浅井中 41 气锁 大量气体进泵 使泵阀失灵抽不出油的现象 防冲距 柱塞位于下死点时 固定阀和游动阀的距离 余隙 柱塞位于下死点时 固定阀和游动阀的空间 余隙比 余隙体积与泵筒体积的比值 充满系数 表示泵被液体的充满程度 一个冲程中进入泵中的液体体积和泵筒体积的比值 B 1 KR 1 R B 充满系数 K 余隙比 R 气油比 42 6 影响泵效的因素 1 地质因素1 油井出砂 砂子磨损阀球 阀座 活塞及衬套等部件 导致泵效降低 固定阀和游动阀砂卡或砂埋也影响泵效 2 气体的影响 油层能量低 供液不足或气体过多的井 当泵入口处的压力低于饱和压力时 进入泵内的将是油气混合物 进人泵内油的体积减少 使泵效降低 另外 活塞在下死点时固定阀和游动阀之间的余隙中存在着高压油气混合物 在活塞上行时 油气混合物膨胀 固定阀不能立即打开 使泵效降低 这种情况在双阀管式泵中比在三阀管式泵中要明显些 43 3 油井结蜡 由于活塞上行时 泵内压力下降 在泵的入口处及泵内极易结蜡 使油流阻力增大 影响泵效 4 原油粘度高 由于油稠 油流阻力大 固定阀和游动阀不易打开和关闭 抽油杆不易下行 影响泵的冲程 降低泵的充满系数 使泵效降低 5 原油中含腐蚀jj性的水和硫化氢气体 腐蚀泵的部件 使之漏失 影响泵效 44 2 设备因素泵的制造质量 安装质量 衬套与活塞间隙配合选择不当 或阀球与阀座不严等都会使泵效降低 3 工作方式的影响泵的工作参数选择不当 也会降低泵效 如参数过大 理论排量远远大于油层供液能力 造成供不应求 泵效自然很低 冲次过快会造成油来不及进入泵工作筒 而使泵效降低 泵挂过深 使冲程损失过大 也会降低泵效 45 7 提高抽油泵效的方法1 提高注水效果 保持地层能量 稳定地层压力 提高供液能力 2 合理选择深井泵 提高泵的质量 检修 保证泵的配合间隙及阀不漏 3 合理选择油井工作参数 4 使用油管锚 减少冲程损失 5 防止砂 蜡 水及腐蚀介质对泵的侵害 46 三 抽油杆 抽油杆是有杆泵抽油装置中的一个重要组成部分 通过抽油杆柱将抽油机的动力传递到深井泵 使深井泵的活塞作往复运动 1 抽油杆的技术规范抽油杆主体是圆形断面的实心杆体 两端均有加粗的锻头 锻头上有连接螺纹和搭扳手用的方形断面 抽油杆公称直径有16毫米 5 8英寸 19毫米 3 4英寸 22毫米 7 8英寸 和25毫米 1英寸 四种 抽油杆的长度 除最常见的8米长的抽油杆外 还有为组合而特别加工的1 0米 1 5米 2 5米 3 0米 4 0米五种长度 47 2 抽油杆符号的意义 48 例 CYG25 1500C该抽油杆直径为25mm 短抽油杆长度为1500mm 其材料强度为40 50号钢正火处理 3 抽油杆在传递动力过程中承受的载荷在传递动力的过程中 抽油杆的负荷因抽油杆柱的位置不同而不同 上部的抽油杆负荷大 下部的抽油杆负载小 抽油杆的负载通常有下列几种 49 1 抽油杆本身重量 2 油管内柱塞以上液柱重量 3 柱塞与泵筒和衬套 抽油杆与油管 抽油杆与液柱 油管与液柱之间的摩擦力 4 抽油杆与液柱的惯性力 5 由于抽油杆的弹性而引起的振动力6 由于液体和活塞运动不一致或泵未充满等因素引起的冲击载荷 50 4 抽油杆的材料国产抽油杆有两种 一种是碳钢抽油杆 另一种是合金钢抽油杆 碳钢抽油杆一般是用40号优质碳素钢制成 合金钢抽油杆一般用20号铬钼钢或15号镍钼钢制成 51 5 光杆的作用光杆是连接在抽油杆柱顶端的一根特制实心钢杆 1 通过光杆卡子把整个抽油杆柱悬挂在悬绳器上 2 和井口盘根配合密封井口 光杆由于处在抽油杆柱的最顶端 所受载荷最大 加上光杆卡子卡在光杆上 所受应力特别集中 制造光杆的材料是高强度的50号一55号优质碳素钢 52 6 抽油杆的等级BACK分CDK三级 lC级抗拉强度低 620 794MPa 适合于轻中载荷的 有轻微盐水腐蚀的浅井和中深井中 lD级抗拉强度高 794 965MPa 适合于中 重载荷的有轻微盐水腐蚀中深井和深井中 lK级抗拉强度最低 588 794MPa 适合于轻中载荷的并有硫化氢和二氧化碳腐蚀性介质的井中 53 超强度抽油杆玻璃钢抽油杆特种抽油杆空心抽油杆电热抽油杆连续抽油杆柔性抽油杆 如钢丝绳抽油杆 54 钢制抽油杆 结构简单 容易制造 成本低 是常规有杆泵抽油系统常用的类型 玻璃抽油杆 耐腐蚀 质量轻 适用于含腐蚀性介质严重的抽油井和深井抽油 成本高 且抗弯 抗压性能差 使用玻璃抽油杆可以降低抽油井悬点载荷 减小能耗 增加下泵深度 可实现抽油泵柱塞抽吸超行程而提高泵效 55 加重杆 在泵以上几十米的杆柱直径加粗 称加重杆 原因 抽油杆柱在向下运动时 由于原油通过游动阀阻力作用向上顶托活塞 使之与泵连接处的几根抽油杆受到压缩力作用 常会发生弯曲 而长时间的弯曲拉直运动会加速这部分抽油杆的疲劳破坏 为改善抽油杆柱的工作状况 延长抽油杆柱的工作寿命 故采用加重杆 56 四 井口装置 油井最上面的设备装置叫井口装置 套管头油管头抽油井井口装置抽油三通光杆密封器 盘根盒 57 套管头 油管头 抽油三通 光杆密封器 58 套管头 连接套管和各种井口装置的一种部件 作用 用以支持技术套管和油层套管的重量 密封各层套管间的环形空间 为安装防喷器 油管头和采油树等上部井口装置提供过渡连接 并通过套管头本体上的两个侧口可以进行补挤水泥 监控井液和平衡液等作业 油管头 安装于采油树和套管头之间 作用 悬挂井内油管柱 密封油管和油层套管间的环形空间 通过油管头四通上的两个侧口完成注平衡液及洗井等作业 59 光杆密封器 盘根盒 主要由上部的密封盒和下部的胶皮闸门组成 正常抽油时 起密封井口和防喷的作用 更换密封垫圈时 起临时密封井口的作用 60 动液面的测量和计算为了解油井的供液能力 掌握生产动态 测试抽油机井的液面是一项经常性的工作 现场大多采用CJ I型双频道回声探测仪 1资料的分析 61 1 液面曲线质量验收要求1 每条液面曲线必须有高低两个频道记录的波形 波形清楚 连贯易分辨 2 两条曲线上的井口波 音标波 未下回音标无此波 液面波应分别对应重合 井用A B C标注解释 接箍波形清楚能分辨 3 对液面较浅的井 500米以内 应有二次液面波的反映记录 对液面较深的井应有井口 音标和液面三个波峰的完整曲线 4 曲线记录的液面波峰明显 幅度不小于10毫米 测不出液面波的必须重复测两条 5 接箍波记录曲线上 井口波宽度不大于5毫米 曲线波上第 个波出现的记录长度不大于15毫米 漏解深度不超过10米 一根油管 6 每条曲线上必须标注井号 仪器号 档位 油套压 测试日期 62 2 液面的计算测得动液面曲线后 就可根据此曲线算出动液面深度 某井测得的动液面曲线如图2 41所示 其中 A波是井口放炮时记录下来的脉冲信号 C波是液面反射波 因井无回音标所以曲线无音波B 1 2 3 4 5 6 n是油管接箍波 S液是井口波到液面反射波在记录带上反映的距离 mm S箍是n根油箍长度反映在记录带上的距离 毫米 63 现场上 由于井筒条件 仪器 操作水平等多方面因素影响 井筒中液面以上的接箍并不明显地全部反映在曲线上 因此在曲线上选出连续 均匀的n个左右的接箍波 不低于5个 在油管记录上找到每根油管长度 按下式计算 S液n根油管长H液 n S箍n若在高频记录曲线上找不出均匀 连续的 5个以上 波峰 就用低频记录曲线计算 但低频无音标记录波 无法计算音速 根据现场经验 声音在油套环空之间气体介质中的传播速度大于在空气中的传播速度 一般为420米 秒左右 在记录纸走纸速度为V0时 用下式计算 S液H液 4202 voH液 液面深度 m vo 走纸速度 m s 64 2 当有回音标时的液面计算动液面深度可由下式计算 H2 L2H1 L1H1 已知井口至回音标深度 米 H2 井口至液面深度 米 L1 一记录曲线上声波到音标波长度 毫米 L2 记录曲线上声响波至液面波长度 毫米 65 示功图机采井测试是为了了解油层 油井的变化情况和井下设备的工作状况 根据测试资料 分析判断机采井工作制度是否合理 找出影响泵效或抽不出油来的原因 确定合理的采油工艺措施和检泵周期 本节着重介绍示功图 动液面的测试与分析 一 示功图的测试和分析1 测试仪器利用示功仪测取示功图 是了解机 杆 泵工作状况的主要手段 示功仪分为机械式和电子式两种 目前已发展到与计算机连接或无线电发射进行信息传输 为示功图的解释应用提供了更为准确的数据 目前现场上广泛使用的有cY61l型