游梁式抽油机基础知识

游梁式抽油机基础知识一、相关知识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、机械采油油田开发过程中，有些油田由于地层能量逐渐下降，到一定时期地层能量就不能使油井保持自喷；有些油田则因为原始地层能量低或油稠一开始就不能自喷。油井不能保持自喷时，或虽然能自喷但产量过低时，就必须借助机械进行采油，这种利用机械进行采油的方法称为机械采油。目前,机械采油的形式很多。通常按是否用抽油杆来传递动力，可将机械采油分为两大类：有杆泵采油——借助于抽油杆将地面动力传递给井下泵，从而将原油举升到地面的采油方法。有杆泵采油设备主要包括抽油机—深井泵(游梁式抽油机、无游梁式抽油机)和电动螺杆泵。无杆泵采油——不用抽油杆来传递地面动力，而是用电缆或高压液体将地面能量传输到井下，带动井下机组把原油举升到地面的采油方法。目前，无杆泵采油设备主要有水力活塞泵、电动潜油泵、射流泵等。2、抽油机的分类抽油机按传动方式可分为机械传动抽油机和液压传动抽油机。抽油机按照外形和结构原理可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。第一代抽油机分为常规型、变型、退化有游梁型和斜直井型四种类型。第二代抽油机分为高架曲柄型、电动机换向型、机械换向型和其他无游梁型四种类型。第三代抽油机分为单柄型、直驱多功能型和高架作业型三种类型。变传动抽油机是将常规游梁式抽油机的皮带减速器传动改变为多级皮带传动的游梁式抽油机。游梁式抽油机是利用曲柄做旋转运动，通过四连杆机构使游梁和驴头上下摆动，从而带动抽油杆柱和抽油泵往复工作的抽油机，这种抽油机目前在各油田中使用最为广泛。游梁式抽油机的具体分类(1)按结构形式可分为：常规型、前置型、偏置型、斜井式、低矮式、活动式。(2)按减速器传动方式可分为：齿轮式链条式、皮带式、行星轮式。(3)按驴头结构可分为：上翻式、侧转式、分装式、整体式、旋转式、大轮式、双驴头式、异驴头式。(4)按平衡方式可分为：游梁平衡(Y)、曲柄平衡(B)、复合平衡(F)、天平平衡(T)、液力平衡、气动平衡(Q)、差动平衡。(5)按驱动方式可分为：普通异步电动机驱动、多速异步电动机驱动、变压异步电动机驱动、大转差率电动机驱动、超过转差率电动机驱动、天然气发动机驱动、柴油机驱动。抽油机的系列标准例如：CYJ6-2.5-26B表示该抽油机为游梁式抽油机；悬点最大载荷为60kN；光杆最大冲程为2.5m；其减速箱曲柄轴最大扭矩为26kN·m；减速箱齿轮为渐开线齿轮传动形式；平衡方式为曲柄平衡。抽吸参数：冲程、冲次、泵径。深井泵采油，在油层供液能力充足的情况下泵径、冲程、冲次三个参数决定了抽油机井的工作效率。其中一个参数发生改变，都会使深井泵的泵效发生改变，调整好三个参数的关系，就可以做到高产低耗。一般情况下，对浅井，可采用大泵径、小冲程快冲次；对深井可采用较小泵径、长冲程、适当冲次；对有自喷能力的油井,可采用小泵径、小冲程、快冲次的组合方式。但对稠油井，采出液为黏稠液体过快冲次会导致杆管偏磨加剧，杆管频繁损坏(统计数据冲次超过6次/min，杆管损坏特别严重)所以目前尽量应用长程慢冲次。冲程：抽油机运转过程中，光杆从下死点运行到上死点之间的位移。S(3、2.4、1.8）m;(2.5、1.8、1.2）m冲次：抽油机驴头每分钟上下往复的次数。即驴头由下死点运行到上死点，再运行回下死点，这个过程称为一个冲次。N(7、5、3.5、2.5）r/min4、抽油机的组成抽油机主要是由四大部分组成，常规型游梁式抽油机结构简图如图2-1-19所示。(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)减速箱部分：底船、减速箱座、减速箱、曲柄、配重块、刹车等部件。(4)配电部分：电动机座、电动机、配电箱等。5、抽油机的工作原理抽油机的工作原理可简述为把电能转换为机械能。电动机将其高速旋转运动给减速箱的输出轴。抽油机输出轴带动曲柄做低速旋转运动。抽油机曲柄通过连杯、横梁拉着游梁后臂上下摆动。抽油机驴头上下摆动，带动抽油杆、活塞上下往复运动，将油抽到地面。当抽油机上冲程时,游动凡尔关闭,使下方区域形成负压区。（1）抽油机四连杆机构的作用抽油机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。抽油机曲柄上的孔是用来调冲程的。抽油机曲柄销的作用不仅是将曲柄和连杆连接在一起，而且还承担抽油机的全部负荷。抽油机的驴头装在游梁最前端，驴头的弧面半径是以中央轴承座的中心点为圆心。直接与驴头相连接的抽油机部件是游梁。抽油机驴头的作用是保证抽油时光杆始终对准井口中心位置。（2）抽油机减速器的作用游梁式抽油机起变速作用的装置是减速箱。抽油机速箱的作用是支撑曲柄平衡块，将电动机的高速运动，通过三轴二级减速变成曲柄的低速旋转运动。抽油机减速器输出轴键槽开两组。减速箱按齿轮不同分为斜形齿轮减速器和人字形齿轮减速器。（3）抽油机电动机的工作原理电动机是把电能转换成机械能的一种设备，它利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩，使电动机转动。把机械能转换为电能的电动机，称为发电机；把电能转换为机械能的电动机，称为电动机。电动机分为交流电动机和直流电动机，交流电动机又分单相的和三相的，同步的和异步的。异步电动机是电动机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步。三相异步电动机应用最为广泛，因为它具有结构简单、运行可靠、维护方便、效率较高等特点。抽油机的电动机有封闭式、开启式、防爆式，常用封闭式。三相异步电动机按转子结构的不同还分为鼠笼式和绕线式异步电动机两大类。鼠笼式三相异步电动机是工业生产上应用得最广泛的一种电动机，绕线式三相异步电动机一般只用在要求调速和启动性能好的场合，如起重机上。二、主要部件1、吊绳吊绳由多股钢丝组成，在钢丝绳的两端有绳套，其上部与驴头上的绳架相连，下部与悬绳器相连。须定期检查钢丝绳，以确保没有断丝、断股现象。2、悬绳器悬绳器用于连接光杆和钢丝绳，强度大，稳定性高。3、光杆卡瓦光杆卡瓦用于连接光杆和悬绳器。4、驴头驴头由钢板焊制而成。钢丝绳悬挂在驴头绳架上，驴头通过轴与游梁连接。5、游梁游梁由H型钢或钢板焊制而成，强度高。游梁前端通过驴头销与驴头相连。游梁后端通过横梁轴承座与横梁相连。整个游梁固定在中央轴承座上。6、支架支架由型钢焊制而成，通过螺栓固定在底座上，结构稳定。7、中央轴承座总成中央轴承座总成安装在支架顶板上，带有2个滚子轴承。在抽油机安装前应注满润滑脂。8、横梁轴承座总成横梁轴承总成带有1个调心轴承，通过横梁与游梁相连。在抽油机安装前应注满润滑脂。9、横梁横梁由型钢焊制而成，强度大。10、连杆连杆由工字钢和上、下连杆头焊制而成。上连杆头有一个轴，具有抗磨损性，防止连杆头生锈。上连杆头通过连杆销与横梁相连。下连杆头通过曲柄销与曲柄相连，安装移动方便。11、曲柄销总成在曲柄销总成内有一副调心轴承，易于安装与操作。在抽油机安装前应注满润滑脂。12、曲柄曲柄由铸铁制成。曲柄安装在减速器两侧，并楔紧。每个曲柄上有两套螺栓，用于锁紧减速器输出轴的曲柄。在曲柄上有三个曲柄销孔，当曲柄销安装在不同位置的时候，会产生不同的冲程（2.5、1.8、1.2）。在曲柄上有平衡块和曲柄齿，通过调节平衡块在齿上的不同位置，可以得到不同的平衡效率。13、减速器减速器为两级人字齿渐开线减速器。减速器用耐压齿轮油进行润滑。齿轮在油池浸油运转，输入轴轴承采用飞溅油润滑，中间轴及输出轴依靠刮油板供油润滑。在减速器里安装有油位指示器。在减速器外壳上安装有量油计以检查油位。注意:在减速器中间轴和轴承盖处有油槽。在进行维护的时候一定要注意，此处不能堵塞，必须畅通，否则，轴承会因为缺少润滑而引起中间轴和输出轴的损坏。应事先检查刹车轮和减速器皮带轮，此处一定不能松弛。14、刹车总成刹车装置是一套钢性杆件连接的操纵机构，其一端与刹把相连，另一端与主动轴上的刹车轮相连接。当刹车时，刹车应平缓，切勿急刹车。15、曲柄护栏警告:只有曲柄护栏和其他防护装置在适当的位置上时才能操作抽油机，曲柄护栏为抽油机选配部件，用以保护可能出现在抽油机附近的人或动物的安全。通常，要对抽油机操作人员和在其周围工作的人员进行相应合适的保护，同样也应避免小动物的进入。16、底座底座用于固定和支撑抽油机，结构稳定。底座不但可适用于电机，也可以适用于内燃机（规定机型而言）。注意:底座必须放置在水泥基础上，底座不能产生震动，否则底座将会产生裂纹。水泥基础下的土壤必须夯实，然后在夯实的表面上进行双向找平。在抽油机运行过程中，水泥基础的底座都不能产生震动，如果水泥基础不稳定，底座有可能会产生裂纹或产生其他的问题。三、抽油机风险识别、产生原因与预防措施1、抽油机运转部位造成机械伤害（碰伤、夹伤、挤压等）产生原因：操作人员在未停止抽油机的情况下，爬上抽油机平台检查抽油机上部运行情况，易受到驴头、游梁碰伤、挤压等；如果将人的衣物挂住，旋转的曲柄及附件易对人造成严重伤害；抽油机尾平衡在下行过程中，如操作人员在抽油机后部检查抽油机，不注意将身体部位超出了护栏时，易受到碰伤。预防措施：严格按照抽油机操作规程作业，在检查抽油机中轴承、尾轴承、曲柄销子总成等部位时要停止抽油机后才能进行检查。2、配电部分造成触电伤害（触电、电机、电弧灼伤等）产生原因：抽油机长期处于野外，电机接线盒如进雨雪或受雾气潮湿等影响短路带电，操作人员在检查和操作过程中易触电。预防措施：保持启动柜完好，并处于关闭状态；操作前进行验电并佩戴绝缘手套，方能进行抽油机启动工作；确保配电柜接零、接地保护完好；确保抽油机基础接地装置完好。3、抽油机翻机造成设备损坏和物体打击伤害产生原因：中、尾轴承螺丝松断；曲柄销子断或脱出；连杆断或连杆销子脱出；横梁断；中、尾轴承坏，如不及时停止并检修抽油机，抽油机连杆将单边承受力，中、尾轴承损坏，导致游梁侧翻。预防措施：加强设备巡回检查，发现异常情况立即停机检修；定期维修保养或更换零件。4、皮带轮等旋转部位产生机械伤害（夹伤、卷入、绞伤等）产生原因：皮带轮在高速旋转过程中，若与人体或物体接触易卷入皮带轮中，造成机械伤害。预防措施：安装皮带轮防护罩；检查抽油机时要停机作业。5、高空坠落产生原因：操作人员在检查游梁、驴头等部位时，如站立不稳或安全带未佩戴到位，易坠落抽油机，造成严重伤害。预防措施：在高空作业时，必须佩带安全带，并将安全带挂在可靠位置，同时要脚站稳、手抓牢后，才能进行相关作业。四、抽油机的保养1、抽油机一级保养操作程序及注意事项依据机械保养“紧固、润滑、调整、清洗、防腐”的“十字作业法”进行作业。操作程序(1)检查井口流程情况。(2)使用试电笔对配电箱验电，将抽油机停在上死点，刹紧刹车，戴绝缘手套分开空气开关。(3)清除抽油机外部油污、泥土,旋转部位挂警示牌。(4)检查抽油机紧固情况。对减速箱、底座、中轴承、尾轴承支架、平衡块、电动机等各部位的紧固螺栓应逐一检查紧固，关键部位画好新的安全检查线。检查时安全检查线应无错位，用手锤击打螺帽无空洞声响为合格。电动机、中轴顶丝应无缺损并顶紧。补齐缺失的螺栓、垫片销钉、斜铁。水泥基础严重损坏或倾斜应上报。(5)检查悬绳器。检查毛辫子有无起刺、断股现象,起刺、断股应更换。毛辫子的断股在同部位断三丝的钢丝绳要更换。检查时发现钢丝绳粗细不均匀,细的地方说明钢丝绳内的麻芯断,应更换。检查时发现钢丝绳锈很多，说明麻芯中的机油已经用尽，应当加油润滑钢丝绳或外部涂黄油润滑。检查悬绳器上下夹板应完好。(6)检查减速箱齿轮情况。打开减速箱视孔，松开刹车盘动皮带检查齿轮啮合情况及齿轮磨损和损坏情况，分析磨损和损坏原因。检查输入轴与中间轴的左右旋齿轮的啮合情况，左右旋齿应无松动。检查中间轴齿轮与输出轴齿轮的啮合情况以及齿轮的带油情况。(7)检查减速箱油面及油质。开箱时如果闻到有异味说明油变质机油本身颜色变白说明油被乳化，应立即更换。冬季由于机油中的水不能沉降，可能会有冰块，如机油未变质，可清除后使用。夏季保养时应从减速箱的放油丝堵孔中将水放掉，以免冬季出现问题。液面在看窗的1/3~2/3之间为油量充足即齿轮齿刚浸没为宜不足时应补加。检查减速箱检视孔的密封圈垫是否完好，不能用的应立即更换。检查减速器是否有渗漏，判断渗漏原因，并维修或控制。(8)清洗减速箱呼吸阀(减速箱有呼吸阀的),用管钳卸掉呼吸阀上盖进行清洗。(9)对中轴承、尾轴承、曲柄销子轴承、驴头固定销子、减速箱轴承、刹车支座轴承等处加注黄油。(10)检查刹车装置。检查刹车是否灵活好用、可靠,必要时进行调整。检查刹车片是否有油污，有油污应清洗。检查刹车片的磨损情况，磨损严重应更换。刹车行程不得超过1/2~2/3之间，即刹车处于刹死位置时刹车销锁死牙块应卡在刹车槽的1/3~2/3之间，不在此范围时应调整。通过调整刹车拉杆的滑点螺栓来实现刹车行程的调节，如横向拉杆调整不到位可考虑调整纵向拉杆，如果两拉杆都不能调整到位，可在刹车的凸轮处进行调整。刹车的锁死弹簧应无自动复位现象以免刹车后自行滑落而出现事故。(11)检查皮带。检查皮带松紧程度，四点一线是否合适，不合适进行调整。检查皮带磨损情况，有无露线。(12)检查驴头中心与井口中心是否对正，如不对中应进行调整。(13)检查电气设备。检查电气设备绝缘是否良好，有无接地线，各触点接触是否良好。检查电动机运行声音是否正常。检查抽油机的平衡情况，平衡率为85%~115%合格，如达不到要求应进行平衡调整。电气设备应由维修班电工同步进行一级保养。(14)检查抽油机周围有无障碍物，松开刹车，合上空气开关，按启动按钮启动抽油机。(15)检查抽油机运行情况，填写保养记录。注意事项(1)一级保养是当抽油机运行一个月(720h或800h)时，由采油队维修班进行保养，井组配合进行。要求每次保养间隔为25d以上。(2)合分空气开关时必须戴绝缘手套，要侧开身体。(3)用手锤检查螺栓紧固情况时，必须敲击螺栓正面,严禁敲击棱角。(4)检查电动机和设备温度时，要去掉手套，用手背触摸。(5)抽油机曲柄销子注黄油时，可将轴承盖卸下直接加注黄油。(6)高空作业时，脚下要站稳，登高作业超过2m以上必须系安全带，悬挂高度以高于身高拉紧为原则，所用工具必须拴牢，以免造成高空坠落事故。(7)启动抽油机时，曲柄旋转范围内严禁站人或有障碍物。(8)在现场操作必须有监护人，在抽油机上进行的任何操作都必须在停机刹车的状态下进行。(9)使用工具时要轻拿轻放避免敲击和碰撞；操作要平稳规格型号要配套防止打滑。(10)操作结束后必须确认流程是否正确，观察压力正常后方可离开。2、抽油机二级保养操作程序及注意事项当抽油机运转4000h，由小队维修班进行二级保养。抽油机二级保养的内容：进行一级保养的全部内容，与最后一次一级保养同时进行。操作程序(1)停机：使用试电笔对配电箱验电将抽油机停在上死点刹紧刹车分开空气开关。(2)检查刹车：检查刹车片的厚度均匀且达到制动要求，凸轮旋转自如，检查刹车蹄片的卡簧有无破损或断裂，刹车毂严重磨损应更换，检查刹车连杆螺栓紧固情况，刹车行程在1/2-2/3之间。(3)检查校对底座水平：用水平尺测量抽油机底座不平度横向水平度允许偏差≤0.5/1000m，用水平尺在底座横向上分前、中、后各测3个点；纵向水平度允许偏差≤3.0/1000m，用水平尺在底座纵向上左、右各测两个点。斜铁点焊要牢固，所垫垫铁及斜铁总高度不超过50mm；垫铁放在底部，斜铁放在上部，斜铁与底盘下平面按触面大于80%。二次检测水平必须达到要求，地脚螺栓必须有备帽。(4)检查减速箱：卸掉减速箱检查孔盖螺栓，检查减速箱油质是否符合要求，盘动皮带，观察箱内齿轮有