有杆泵采油讲解.ppt

第三章 有杆泵采油;常规有杆泵采油;常规有杆泵采油是目前我国最广泛应用的采油方式。;第一节 抽油装置及泵的工作原理;(一)抽油机;1、游粱式抽油机基本参数;2、游粱式抽油机分类;超大扭矩 Mmax﹥ 60kN·m;⑤根据抽油机所需的最大功率Nmax;（2）按结构分类;（3）其他抽油机;（4）抽油机结构简图;游梁用型钢组合焊成，也有用普通工字钢制成。它用一个中间短轴和两个轴承支在抽油机支架上。由于游梁负担抽油机的全部载荷，所以要有一定的强度和刚度。;（5）抽油机四杆机构的循环特性 ;②近似对称循环 ;显然悬点上、下冲程所对应的曲柄转角分别为：; 当曲柄匀速转动时，悬点上、下冲程的平均速度不等，悬点下冲程的平均速度大于上冲程时的平均速度。将V上与V下的比值K1称为四杆机构的行程速比系数，则为K1： ;③非对称循环 ; 异相曲柄平衡抽油机的游梁后臂长度缩短，减速箱相对于支架的位置后移，从而使四杆机构的极位夹角增大．目前，异相机的机构极位夹角为8~15°，行程速比系数K1在1.05~1.20之间，因此，异相曲柄平衡抽油机具有较快的下冲程，上冲程平均速度降低，下冲程的平均速度增大，从而使悬点上冲程的最大加速度降低，有利于减少悬点惯性负荷和减速箱输出扭矩，因而有较好的节能效果。;（6）游梁式抽油机系列型号表示方法;(二)抽油泵;3、一般要求;A-管式泵;(三)抽油杆：能量传递工具。;抽油杆的杆体直径分别为13、16、19、22、25、28mm，;超高强度抽油杆;二、泵的工作原理;（二)泵的理论排量;第二节 抽油机悬点运动规律及载荷; 以下死点为坐标零点，向上为坐标正方向，则悬点A的位移为：;(二)简化为曲柄滑块机构时悬点运动规律;图3-10 悬点速度变化曲线 1-按简谐运动计算；2-精确计算；3-按曲柄滑块机构计算;二、抽油机悬点载荷计算;②作用在柱塞上的液柱载荷;;抽油杆柱的惯性力：;上冲程:前半冲程加速度为正，即加速度向上，则惯性力向下，从而增加悬点载荷；后半冲程中加速度为负，即加速度向下，则惯性力向上，从而减小悬点载荷。;抽油杆柱引起的悬点最大惯性载荷;②振动载荷;①抽油杆柱与液柱之间的摩擦力; 抽油杆柱载荷、液柱载荷及惯性载荷是构成悬点载荷的三项基本载荷。稠油井内存在摩擦载荷及大沉没度的井沉没压力产生的载荷；在低沉没度井内，由于泵的充满程度差，会发生柱塞与泵内液面的撞击，将产生较大冲击载荷，从而影响悬点载荷。;(二)悬点最大和最小载荷;抽油杆和油管弹性伸缩示意图;悬点加载、卸载过程; 实际上，抽油杆柱是弹性体，在抽油过程中必然会发生不同程度的弹性振动。 抽油机从上冲程开始到液柱载荷加载完毕(即所谓“初变形期”)之后，抽油杆柱带着活塞随悬点做变速运动。在此过程中，除了液柱和抽油杆柱产生的静载荷之外，还会在抽油杆柱上引起动载荷。由于抽汲液体一般都具有较大的弹性，而且液柱质量并没有集中作用在柱塞上；另外，液柱一般都不会在柱塞上(即抽油杆下端)产生明显的动载荷。因此，下面讨论中忽略了液柱对抽油杆柱动载荷的影响。; 初变形期之后，抽油杆柱带着活塞随悬点做变速运动。在此过程中，除了液柱和抽油杆柱产生的静载荷之外，还会在抽油杆柱上引起动载荷。;①抽油杆柱自由纵振产生的振动载荷;图3-13 随 的变化;②抽油杆柱的惯性载荷;在x处单元体上的惯性力将为：; 抽油杆柱的惯性力并不正比于加速度的瞬时值，而是正比于 在期间悬点速度的增量。 当 时，抽油杆柱的惯性力随t’而减小； 当 时，抽油杆柱的惯性力等于零； 当 时，惯性力改变方向，其绝对值随 t’增大。 ;③悬点最大载荷;a.油管下端固定;3.计算悬点最大载荷的其它公式;抽油机;第三节 抽油机平衡、扭矩与功率计算;(一)平衡原理;(二)平衡方式;上冲程中悬点所做的功： ;1)复合平衡;3)游梁平衡;二、曲柄轴扭矩计算及分析; 只要确定出曲柄销处的切线力T就可算出曲柄轴扭矩M。复合平衡抽油机曲柄销所受的力如图3-17所示。图中，Fp为曲柄销所受的连杆拉力(与连杆力大小相等方向相反)；Wc’为折算至曲柄半径r处的平衡重： ;二、曲柄轴扭矩计算及分析;悬点载荷P在曲柄上造成的扭矩Mp,称油井负荷扭矩：;复合平衡抽油机:;(二)扭矩因数计算;(三)悬点位移与曲柄转角的关系;只要对各种抽油机预先计算出每种冲程下的扭矩因数 ，就可以很容易利用实测悬点载荷(示功图)由公式计算曲柄轴扭矩。;平衡条件：; 抽油机平衡是为了使电动机的负载尽可能地达到均匀。如前所述，在抽油设计中，一般都是以上、下冲程中电动机做的功相等作为平衡标准来计算平衡。在检验平衡和