第2章_采油工具

1、第二章第二章抽油机基础知识抽油机基础知识1吸入阀；suction valve2泵筒；pump cylinder3柱塞； plunger4排出阀；discharge valve5抽油杆； sucker rod6油管；tubing7套管； casing8三通； T-Cock9盘根盒；stuffing box10驴头；horse head11游梁； main walking beam12连杆；link13曲柄； crank14减速箱；reducer15动力机 motor 游梁式抽油机主要由游梁游梁式抽油机主要由游梁连杆连杆曲柄机构、曲柄机构、减速装置、动力设备和辅助设备四大部分组成。减速装置、动力设

2、备和辅助设备四大部分组成。双驴头抽油机 通过改变抽油机扭矩因数的变通过改变抽油机扭矩因数的变化规律来加强平衡效果，达到节能化规律来加强平衡效果，达到节能目的。它是以常规机为基础模型，目的。它是以常规机为基础模型，对其四杆机构进行了关键性的技术对其四杆机构进行了关键性的技术变革，采用了特殊曲线型的游梁后变革，采用了特殊曲线型的游梁后臂、游梁与横梁之间采用柔性连接臂、游梁与横梁之间采用柔性连接结构，以得到摇杆（游梁后臂）长结构，以得到摇杆（游梁后臂）长度、连杆长度随曲柄转角的变化而度、连杆长度随曲柄转角的变化而变化的特殊四杆机构，即变化的特殊四杆机构，即 变参数四变参数四杆机构杆机构 ，形成了一种

3、能适应采油实，形成了一种能适应采油实际工况的新型动力传动的抽油机主际工况的新型动力传动的抽油机主结构。结构。 该机工作时，依靠其游梁后臂有效长度的有规律变化实现负该机工作时，依靠其游梁后臂有效长度的有规律变化实现负载大时平衡力矩大，负载小时平衡力矩小的工作状态，从而加强载大时平衡力矩大，负载小时平衡力矩小的工作状态，从而加强抽油机的平衡效果，实现节能意图。抽油机的平衡效果，实现节能意图。 管式泵杆式泵 理论排量是抽油泵在理想的情况下，活塞一个冲程可排理论排量是抽油泵在理想的情况下，活塞一个冲程可排出的液量叫泵的理论排量，在数值上等于活塞上移一个冲程出的液量叫泵的理论排量，在数值上等于活塞上移一

4、个冲程时所让出的体积。其公式为：时所让出的体积。其公式为： Q理理=1440*S*n*（*D2/4）式中式中 Q理理抽油泵理论排量，抽油泵理论排量，m3/d; S抽油机井冲程，抽油机井冲程，m； n 抽油机井冲次抽油机井冲次,min-1 D 稠油泵泵径，稠油泵泵径，mm;Q理理=系数系数*冲程冲程*冲次冲次系数系数=1440*（*D2/4） 抽油机井的实际产液量与抽油泵的理论排量的抽油机井的实际产液量与抽油泵的理论排量的比值：比值：实Q%100*/(）理液实QQ液 式中式中抽油机井实际产液量；抽油机井实际产液量；采出液相对密度；采出液相对密度；抽油机井泵效，抽油机井泵效，%。实心抽油杆空心抽油

5、杆抽油杆尺寸机械性能、节箍规格 图图1 1 滚轮扶正器滚轮扶正器图图2 2 旋卡扶正器旋卡扶正器图图3多多 功能防偏磨扶正器功能防偏磨扶正器图图4 同曲率扶正器同曲率扶正器图图5 5 双向保护接箍图双向保护接箍图v 测液面的原理是利用回声仪测量声波从井口传播到液面测液面的原理是利用回声仪测量声波从井口传播到液面再返回到井口所用的时间再返回到井口所用的时间t，再求出声波在环形空间中传播，再求出声波在环形空间中传播的速度，则液面深度为：的速度，则液面深度为：液面测试液面测试 为了求出声波在环形空间中传播的速度，在距离井为了求出声波在环形空间中传播的速度，在距离井口一定深度处安装音标，在用回声仪测得

6、的声波曲线纸口一定深度处安装音标，在用回声仪测得的声波曲线纸带上能显示出井口波、音标波和液面波，得出液面深度带上能显示出井口波、音标波和液面波，得出液面深度为：为：v 泵下入动液面以下的深泵下入动液面以下的深度，即泵深与动液面的差值。度，即泵深与动液面的差值。 沉没度沉没度v沉没度沉没度=泵挂深度泵挂深度-动液面深度动液面深度 动液面深度泵挂深度沉没度目目 录录控制系统v一、产品特点v1、智能抽油。选择智能抽油控制模式，变频器根据井下供液能力变化自动调整抽油机冲次。变频器具有自学习功能，通过检测不同冲次对应的电机能耗，自动搜寻抽油泵最佳充满度对应的最佳单位冲次能耗。自动搜寻的数学模型充分考虑了

7、抽油机各部分能耗对单位冲次能耗的影响。变频器实时跟踪油井单位冲次能耗的变化，对输出频率作出相应调整，实现油井的自动调参。变频器具有定时自学习功能，使油井在不同开采阶段均能保持供排能力协调。v2、智能间抽。选择智能间抽控制模式，变频器通过自学习了解油井工况，根据井下供液能力自动调整停抽时间和抽油时间，抽油时采用由高到低的变冲次控制模式。智能间抽控制对油井生产实现精细化管理，可提高产液量、降低能耗，同时实现了电机的软起动和冲次的自动调节。v3、抑制发电。变频器具有独特的直流侧电压稳压功能，可有效避免倒发电现象的发生，无需制动装置和回馈装置即可保证变频器正常运行，同时提高用电效率、降低电能回馈对电网

8、的负面影响。v4、动态平衡。通过动态变速控制使电机负荷达到动态平衡，降低电机的峰值电流和电能损耗。v5、通讯功能。预留串口，通讯协议开放，可满足群控或数字化油田需求。v6、硬件结构。检测、控制和调速单元一体化设计，无需外加任何传感器、控制器和制动、回馈装置。v7、自动旁路。变频器故障时会自动切换到旁路运行，不影响油井生产。v根据现场测试，泵效提高到5070%，对工频运行时油泵充满度低于10%的油井，可以增加液量5%25%；平均降低能耗10%35%。 二、技术参数1、额定电压：三相380V、50 Hz；480V、60 Hz。2、额定功率：4KW90KW3、运行频率：1565 Hz。5、适用电机：

9、三相异步电动机。 三、适用条件 1、海拔高度：不超过2000米，超过时应选更大一档功率的变频器。 2、温度范围：-35+50。温度过低时柜内需加装加热装置。 3、相对湿度：20%90%RH 不凝露。 4、防护等级：IP23（户外），也可根据用户要求定制。 5、周围介质无爆炸及易燃危险品，无损坏绝缘与金属的气体、 无导 电尘埃。 6、电网电压波动10%。抽油机变频控制柜1 1、检查井口、检查井口 看流程是否正确，各连接部位有无渗漏，仪表看流程是否正确，各连接部位有无渗漏，仪表显示是否正常，是否在有效期内，各闸门是否灵活显示是否正常，是否在有效期内，各闸门是否灵活好用，摸光杆有无发烫，闻盘根盒处有

10、无异味，用好用，摸光杆有无发烫，闻盘根盒处有无异味，用启子放到盘根盒处听有无碰泵及上挂现象。启子放到盘根盒处听有无碰泵及上挂现象。2 2、检查抽油机的运行情况、检查抽油机的运行情况 检查方卡子的紧固情况，毛辫子有无断股、检查方卡子的紧固情况，毛辫子有无断股、打纽，驴头销子有无脱出现象，驴头有无裂缝、变打纽，驴头销子有无脱出现象，驴头有无裂缝、变形、摆动现象；形、摆动现象； 检查水泥基础有无裂缝、变形，与抽油机底检查水泥基础有无裂缝、变形，与抽油机底座接触是否良好，缝隙是否均匀，螺丝是否紧固；座接触是否良好，缝隙是否均匀，螺丝是否紧固； 检查支架各连接螺丝的紧固情况，有无裂缝检查支架各连接螺丝的

11、紧固情况，有无裂缝变形现象；变形现象； 看游梁有无变形，中轴承四个顶丝是否到位，看游梁有无变形，中轴承四个顶丝是否到位，各连接部位螺丝紧固无松动，听有无异响；各连接部位螺丝紧固无松动，听有无异响； 尾轴承各固定螺丝紧固无松动，听有无异响；尾轴承各固定螺丝紧固无松动，听有无异响； 看横梁连杆销子有无脱出，开口销螺丝紧固无看横梁连杆销子有无脱出，开口销螺丝紧固无松动，横梁连杆机构有无摆动现象；皮带轮护罩是否松动，横梁连杆机构有无摆动现象；皮带轮护罩是否牢固可靠，皮带是否有甩摆、打滑现象；牢固可靠，皮带是否有甩摆、打滑现象； 看曲柄的开口拉紧螺丝紧固无松动，听无异常看曲柄的开口拉紧螺丝紧固无松动，听

12、无异常响声；响声； 检查减速箱各连接部位螺丝是否紧固，各连接检查减速箱各连接部位螺丝是否紧固，各连接部分有无渗漏现象，听减速内有无异响。部分有无渗漏现象，听减速内有无异响。3 3、检查电器设备、检查电器设备 检查电机接地线是否牢固可靠；检查电机接地线是否牢固可靠； 嗅电机和开关箱在运转中有无异味，用试电嗅电机和开关箱在运转中有无异味，用试电笔试电机有无带电，看电机有无跳动现象，电机温笔试电机有无带电，看电机有无跳动现象，电机温度是否在规定范围，电机运转声音有无异常，各固度是否在规定范围，电机运转声音有无异常，各固定螺丝有无松动，滑轨固定螺丝紧固情况，滑轨水定螺丝有无松动，滑轨固定螺丝紧固情况，

13、滑轨水平垫铁是否水平垫实；平垫铁是否水平垫实； 用试电笔试配电柜有无带电，闻有无异味，用试电笔试配电柜有无带电，闻有无异味，看线头有无裸露，虚接打火现象。看线头有无裸露，虚接打火现象。 用钳形电流表测抽油机上下电流峰值，计算用钳形电流表测抽油机上下电流峰值，计算其是否在平衡情况下运转。其是否在平衡情况下运转。 抽油机井诊断的技术是及时、准确地了抽油机井诊断的技术是及时、准确地了解抽油机井的工作状况，弄清存在的问题的解抽油机井的工作状况，弄清存在的问题的重要方法。常用的方法有：重要方法。常用的方法有：示功图诊断法、示功图诊断法、试泵法试泵法和和井口憋压法井口憋压法。抽油机井诊断技术 抽油机井抽油

14、机井示功图示功图实际上就是抽油机井在实际上就是抽油机井在一个完整冲程内的光杆负荷图一个完整冲程内的光杆负荷图，横轴代，横轴代表光杆位移，纵轴代表负荷。（表光杆位移，纵轴代表负荷。（W=FSW=FS，示功），示功） 示功图可以直接反映出光杆的最大负荷、最小负荷和冲程损失等。根据对示功图可以直接反映出光杆的最大负荷、最小负荷和冲程损失等。根据对实实测示功图与理论示功图相比较分析测示功图与理论示功图相比较分析，结合液面、油套压等其他生产数据，可以判，结合液面、油套压等其他生产数据，可以判断泵的工作是否正常、油井的断泵的工作是否正常、油井的供液能力供液能力，判断各种，判断各种载荷的组成情况载荷的组成情

15、况，判断油井产，判断油井产量，判断量，判断砂、蜡、气砂、蜡、气等对抽油泵的影响和等对抽油泵的影响和泵漏失、油管漏失泵漏失、油管漏失、抽油杆断脱抽油杆断脱等故障。等故障。利用示功图诊断利用示功图诊断 在抽油过程中，仪器将光杆上负荷的变化转变在抽油过程中，仪器将光杆上负荷的变化转变为仪器测力系统内液体的压力的变化，并通过形成为仪器测力系统内液体的压力的变化，并通过形成的变换系统确保变化的压力与光杆的行程有一一对的变换系统确保变化的压力与光杆的行程有一一对应关系。在光杆往复运动一周后，就可以得到一个应关系。在光杆往复运动一周后，就可以得到一个封闭的曲线封闭的曲线，此曲线表示光杆在每一个位置上负荷，此

16、曲线表示光杆在每一个位置上负荷的大小，的大小，封闭曲线的面积表示泵在一个行程中所作封闭曲线的面积表示泵在一个行程中所作的功的多少。的功的多少。 这种方法是往油管中注入液体，根据这种方法是往油管中注入液体，根据泵压的变化泵压的变化来判断抽来判断抽油泵故障。油泵故障。 一种是把活塞放在工作筒内试泵，如果泵压下降或没有压一种是把活塞放在工作筒内试泵，如果泵压下降或没有压力，则为活塞及游动力，则为活塞及游动凡尔、固定凡尔均漏失凡尔、固定凡尔均漏失； 另一种是把活塞拔出工作筒，打液试泵，如果没有压力或另一种是把活塞拔出工作筒，打液试泵，如果没有压力或压力下降，则为压力下降，则为固定凡尔固定凡尔严重严重漏

17、失漏失。利用试泵法诊断利用试泵法诊断 抽油机井憋压诊断方法是用抽油机井憋压诊断方法是用憋压憋压时所取得的时所取得的油压与憋压时油压与憋压时间的关系间的关系曲线来分析泵况的方法。它是在抽油机运转和停抽曲线来分析泵况的方法。它是在抽油机运转和停抽状态下，关闭回压阀憋压，各测一条压力与时间的关系曲线状态下，关闭回压阀憋压，各测一条压力与时间的关系曲线来判断泵况。来判断泵况。利用利用憋压憋压诊断诊断1 1、曲柄销子有异响、曲柄销子有异响 原因：原因：有冕形螺帽松动、销子键损坏、销子和有冕形螺帽松动、销子键损坏、销子和衬套的锥度配合不当、曲柄销子轴承损坏等。衬套的锥度配合不当、曲柄销子轴承损坏等。 处理

18、方法：处理方法：有拧紧冕形螺帽、换键、更换衬套有拧紧冕形螺帽、换键、更换衬套或销子（使锥度合适）、换轴承等。或销子（使锥度合适）、换轴承等。抽油机故障判断及处理方法2 2、抽油机有震动、抽油机有震动 原因：原因：有抽油机负荷太大、平衡状况不好、各有抽油机负荷太大、平衡状况不好、各连接固定螺丝松或装配不合适、底座与基础有悬空、连接固定螺丝松或装配不合适、底座与基础有悬空、减速箱齿轮和曲柄键松或损坏等。减速箱齿轮和曲柄键松或损坏等。 处理方法：处理方法：选择驴头负荷合适的抽油机或找出选择驴头负荷合适的抽油机或找出负荷大的原因并消除、拧紧各部位固定螺丝（注意负荷大的原因并消除、拧紧各部位固定螺丝（注意经常检查）、垫平底座与基础悬空之处、检查齿轮经常检查）、垫平底座与基础悬空之处、检查齿轮等。等。3 3、光杆行至某一位置时，有碰击声、光杆行至某一位置时，有碰击声 原因：原因：这种