游梁式抽油机的详解课件

游梁式抽油机的工作原理游梁式抽油机是有杆抽油系统的地面驱动装置，它由动力机、减速器、机架和连杆机构等部分组成。

减速器将动力机的高速旋转运动变为曲柄轴的低速旋转运动;曲柄轴的低速旋转圆周运动由连杆机构变为驴头悬绳器的上下往复直线运动，从而带动抽油泵进行抽油工作。

游梁式抽油机是机械采油设备中问世最早的抽油机机种，基本结构如图1所示：图1 常规游梁式抽油机基本机构图1-刹车装置2-电动机3-减速器皮带轮4-减速器5-动力输入轴6-中间轴7-输出轴8-曲柄9-曲柄销10-支架11-曲柄平衡块12-连杆13-横梁轴14-横梁15-游梁平衡块16-游梁17-支架轴18-驴头19-悬绳器20-底座常规游梁式抽油机的运动分析（下图为ppt 演示文稿，请双击打开相关内容）常规游梁式抽油机的运动分析常规游梁式抽油机的悬点载荷计算一、抽油机悬点载荷简介当游梁式抽油机通过抽油杆的上下往复运动带动井下抽油泵工作时，在抽油机的驴头悬点上作用有下列几类载荷：(1)静载荷包括抽油杆自重以及油管内外的液体静压作用于抽油泵柱塞上的液柱静载荷。

(2)动载荷由于抽油杆柱和油管内的液体作非匀速运动而产生的抽油杆柱动载荷以及作用于抽油泵柱塞上的液柱动载荷。

(3)各种摩擦阻力产生的载荷包括光杆和盘根盒间的摩擦力、抽油杆和油液间的摩擦力、抽油杆(尤其是接箍)和油管间的摩擦力、油液在杆管所形成的环形空间中的流动阻力、油液通过泵阀和柱塞内孔的局部水力阻力，还有柱塞和泵筒之间的摩擦阻力。

抽油机有杆泵运动1个周期内的4个阶段1—抽油杆; 2—油管; 3—泵筒有杆泵的具体运行过程：1.电机提供动力给齿轮箱。

齿轮箱降低输出角速度同时提高输出转矩。

2.曲柄逆时针转动同时带动配重块。

曲柄是通过联接杆连接游梁的，游梁提升和沉降活塞。

驴头在最低位置的时候，标志着下冲程的止点。

可以注意到曲柄和连接杆此时在一条直线上。

3.上冲程提升驴头和活塞，随之油背举升。

在上止点，所有的铰链在一条直线。

渐开线天轮抽油机
机 型
Unit Size
额定悬点载荷
Polished Rod Capacity （kN）
减速器额定扭矩
Reducer Rating （kN.m）
冲 次
frequency of stroke （min-1）
冲程
Stroke Length （m）
电机功率
Prime Movor （kW）
B:曲柄平衡
Q:气动平衡
减速箱曲柄最大允许扭矩,千牛.米 光杆最大冲程,米 悬点最大载荷,104牛 游梁式抽油机系列代号
常用的抽油机技术参数
额定悬点载荷
机 型
Unit Size
Polished Rod Capacity
（kN）
减速器额定扭矩
Reducer Rating （kN.m）
冲 次
Frequency of Stroke （min-1）
15 18.5 18.5 18.5 18.5 18.5 18.5 18.5 22 22 22 30 37
14000 18000 18000 19000 20000 21000 21500 22000 23000 24000 25000 27000 28000
偏轮游梁式抽油机
偏轮抽油机打破了原有四杆机构 的局限，而是以游梁尾部的偏轮为中 心，形成六杆机构。该型号抽油机机 继承了常规四杆机的可靠性高、寿命 长、维护保养方便等优点，其使用、 安装、调试维修、作业等方面有了较 大突破，与常规游梁抽油机比较平均 单井节电30%～50%，偏轮抽油机适 用于稀油井、稠油井和含腊等各种状 况的油井，它具有悬点最大线速度小， 承载能力强，适应载荷差大的特点。 该种抽油机电动机功率及减速箱扭矩 较同型常规机减小30%～50%，可提 高抽油井系统效率20%～50%。

抽油机工作原理
概述
有杆泵
抽油机有杆泵（简称有杆泵）
采油
地面驱动螺杆泵
有杆泵采油占主导地位，占人工举升方式的90％
发展时间长
技术较成熟
✓工艺比较配套
✓设备装置耐用，故障率低
✓抽深和排量能够覆盖大多数井
抽深和排量不及水力活塞泵和射流泵，单独排量不及电潜泵
对出砂、高气油比、结蜡或流体中含有腐蚀性介质的井会降低 效率和寿命
假设： 活塞的冲程等于光杆的冲程； 活塞让出的体积完全被原油充满 抽油系统无漏失。 即：柱塞上下一次吸入和排出的液体体积相等
泵的理论排量为 Qt 1440 ApSn
式中： Qt——泵的理论体积排量，m3/d； Ap——柱塞截面积 ，m2 ； D——泵径，m； S——光杆冲程，m； n——冲次，min－1。
O
S
Sp
加载、卸载过程中游
S
动阀和固定阀均关闭
静态载荷理论示功图
泵内吸液，井口排液的过程
造成吸液进泵的条件:泵内压 力(吸入压力)<沉没压力。
2）下冲程
抽油杆带动活塞向下运动： a.泵内压力升高， 固定凡尔关闭，停止吸油。 b.游动凡尔打开， 泵内油转入活塞以上油管。 c.抽油杆卸载。
泵排出液体的过程
造成泵排出液体的条件:泵内压力>柱 塞以上的液柱压力。
⑵.泵的理论排量
的固定阀装置（有的固定阀直接连接在泵筒下部随 油管下入）；
柱塞连接在抽油杆柱下端下入泵筒内。
优点：结构简单，成本低，排量较大 缺点：起下泵作业时，它需起下全部油管，修井时 间长，费用高 适用范围：下入深度较小，产量较高的井
2）杆式泵 将整个泵在地面组装成套后，随抽油杆柱插入油
管内的预定位置固定，故又称为“插入式泵”。

油机 。该种抽油机的曲柄销与曲柄轴孔中心
连线对于曲柄自身的轴线有一个偏置角，并且
当悬点位于上、下死点时，连杆间存在一个极
位夹角，这种结构形式使得平衡块扭矩曲线的
相位提前，从而使得净扭矩曲线比较平坦，而
且可在一定程度上消除负扭矩，因而使电动机
电流波动减小，能量损失减少，抽油机地面效
率提高。
.
8
异相抽油机
100 0～3
100 0～4.2
140 0～5.4
0～12 15×2
0～8 15×2
0～8 30×2
8.6 9323×2022×8707
10.4 9323×2022×8707
12 11920×1780×20
.
18
调径变矩系列节能抽油机
游梁实现偏置平衡，结构新颖。 调整简单易行。驴头上死点时配 重箱接近地面。很容易加减配重箱中 小平衡块。 平衡性好，针对载荷峰值位置精 确调整平衡。 调冲程时将游梁与支架锁住，改 变了过去调冲程作业安全性差、劳动 强度大并需吊车等辅助作业的现状。 中小型机采用后置式结构，大型 机采用前置式结构。
作状态，从而加强抽油机的平衡效果，
实现. 节能意图。
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双驴头抽油机
机型
Unit Size CYJS6-3-18HB CYJS6-3-26HB CYJS8-3-26HB CYJS8-3-37HB CYJS10-3-37HB CYJS10-4.2-37HB CYJS10-4.2-53HB CYJS10-5-37HB CYJS10-5-48HB CYJS10-5-73HB CYJS12-5-48HB CYJS12-5-53HB CYJS12-5-73HB
而大轮通过前钢丝绳与光杆相连。由于大小

曲柄平 衡常规游梁 式抽油机的 结构：
底座、减 速器筒座、电 机座、电机、 刹车装置、减 速箱、大皮带 轮、曲柄、配 重（平衡）块、 连杆、游梁、 尾轴承、驴头、 支架、工作梯 及护圈、中央 轴承座、悬绳 器、曲柄销。
曲柄平衡常规游梁式抽油机的工作原理：
由传动皮带把电动机的高速旋转运动传递给 减速箱，再由曲柄连杆机构，将旋转运动变为游 梁的上下运动，悬挂在游梁上的悬绳器下接抽油 杆，并通过抽油杆带动井下抽油泵作上下往复运 动，从而把原油抽汲到地面。
触电事故的预防措施
• 6、使用手电钻、电砂轮等手用电动工具时，必须： • （1）安装漏电保护器，同时工具的金属外壳应防 护接地或接零。 • （2）若使用单相手用电动工具时，期其导线、插 销、插座应符合单相三眼的要求；使用三相的手动电 动工具，其导线、插销、插座应符合三相四眼的要求。 • （3）操作时应戴好绝缘手套和站在绝缘板上。 • （4）不得将工件等重物压在导线上，以防止轧断 导线发生触电。
抽油机的保养：
“清洁、紧固、润滑、调整”。
二、注水泵
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注水泵
是油田注水 的重要设备。 主要由 配电装置、 底座、电动 机、注水泵 （曲轴箱、 曲轴、连杆、 柱塞、上下 凡尔）及附 件（压力表、 安全阀、缓 冲球、温度 计、油位表 等）组成。
注水泵
的工作原理。 通过大 小皮带轮， 把电动机的 高速旋转运 动变为曲轴 的低速运动， 再通过连杆 机构，变成 柱塞的往复 运动，最后 带动上下凡 尔进行注水。
触电事故的预防措施
• 11、移动某些非固定安装的电气设备，如电风扇、 照明灯、电焊机等必须先切断电源。 • 12、在雷雨天，不可走近高压电杆、铁塔、避雷 针的接地导线20米以内，以免发生跨步电压触电。 • 13、发生电气火灾时，应立即切断电源，用黄沙、 二氧化碳、四氯化碳等灭火器材灭火。切不可用水或 泡沫灭火器灭火，因为它们有导电的危险。 • 14、打扫卫生、擦拭设备时，严禁用水冲洗或用 湿布去擦拭电气设备，以防发生短路和触电事故。

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
------光杆冲程,m
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．
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。
?(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。
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、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．新系列游梁式抽油机代号
? 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．

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5 、基本参数:悬点最大载荷、悬点最大冲程、悬点最大冲数、
减速箱曲柄最大允许扭距.
轻型——Pmax ≤ 30KN
载荷： 中型—— 30KN < Pmax ≤
重型——Pmax ＞ 30KN 短冲程——Smax≤ 1m 冲程： 中冲程—— 1m < Smax ≤ 长冲程—— 3m ＜ Smax ≤
驴头作用—将游
梁前端的往复圆弧 运动变为抽油杆柱 的垂直直线往复运 动，同时可保证抽 油时光杆始终对准 井口中心，承担井 下各种载荷的作用。
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驴头：
驴头根据移 开井口方式 分为
上翻式：驴头穿销为横穿式，
可上翻180°
侧转式：驴头穿销为立穿式，
可侧转180°
可拆卸式：螺栓连接
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100KN
3m 6m
超长冲程——Pmax ＞ 6m
冲数：轻型抽油机多用快冲数，重型抽油机多用慢冲数。
扭矩：分10种，常用26 、 37 、 53 、 73
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（一）分类——按结构和原理分类
组合式泵筒泵
管式泵 整体泵筒泵
厚壁泵筒泵
抽油泵
薄壁泵筒泵 厚壁泵筒
定筒式泵 薄壁泵筒
杆式泵
组合泵筒 厚壁泵筒
胜利油田石油开发中心
抽油机、抽油泵简介
常规有杆泵采油装置 抽油机
抽油泵
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常规型游梁式抽油机
1、抽油机结构及特点
结构特点：
曲柄连杆机构和驴头分 别位于支架的前后两边，曲 柄轴中心基本上位于游梁尾 轴承的正下方。
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2、游梁式抽油机各部件的作用

常规游梁式抽油机系统机械部分分析2009 年8 月6 日目录游梁式抽油机概述 .......................................................................... 3...一、游梁式抽油机基本种类 .............................................................. 3...二、游梁式抽油机的工作原理 ............................................................ 3...三、常规游梁式抽油机 .................................................................. 5...常规游梁式抽油机的运动分析（下图为ppt 演示文稿，请双击打开相关内容）. (6)常规游梁式抽油机的悬点载荷计算 ............................................................ 7...一、抽油机悬点载荷简介 ................................................................ 7...二、悬点载荷计算 ...................................................................... 7.. 常规游梁式抽油机减速器扭矩计算 ........................................................... 1..0.一、抽油机减速器扭矩计算 ............................................................. 1..0.二、抽油机扭矩特性参数 ............................................................... 1..2.常规游梁式抽油机性能分析 ................................................................. 1..4.负载特性对电机的影响 ..................................................................... 1.5..抽油机电机的启动问题 ..................................................................... 1.5..游梁式抽油机概述随着原油和油气的产出，贮存压力减小。

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抽油机的分类及结构特点
1、常规游梁式抽油机
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抽油机的分类及结构特点
1、常规游梁式抽油机
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抽油机的分类及结构特点
常规游梁式抽油机特点
特点： 1.减速箱基本在在尾轴 承正下方，在上、下死 点时连杆与曲柄基本在 一垂线上。
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按外形和 结构原理
游梁式抽油机 无游梁式抽油机
常规式抽油机 前置式抽油机 异相型游梁式抽油机 塔架式抽油机 链条式抽油机
矮形异相曲柄平衡抽油机
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抽油机的分类及结构特点
常规游梁式曲柄平衡抽油机结构。
常规游梁式曲柄平衡抽油机 结构示意图
1一悬绳器；2一驴头； 3一游梁 4一中轴； 5一尾轴； 6一横梁 7一连杆； 8一曲柄轴 9一曲柄 10一平衡重 11一输出轴 12一减速箱 13一大皮带轮 14一电动机 15一刹车 16—配电箱 17一底座 18一支架
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抽油机的分类及结构特点
6、调径变矩抽油机
采用了弯形游梁结构，整个游梁的 中心线由三段折线组成，呈显著的三折 形，在吊臂的末端挂有自定心配重箱。 调径变矩装置可使平衡力矩随载荷 力矩的变化而变化，减小了减速箱输出 扭矩和电动机功率，提高抽油机的可靠 性和耐用性。 用配重箱代替常规机的平衡块，简 化了曲柄结构，缩小了柄尺寸和重量
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抽油机的分类及结构特点
异相曲柄平衡抽油机(CYJY6—2．5—26HB)
其适用范围与常规抽油机基本相同，并具有以下优点： (1)整机重量轻，高度矮，成本低。 (2)管理方便，操作简单。 (3)利于节能降耗。

无游梁式抽油机
1 渐开线天轮抽油机
该型抽油机采用左右对称布置的轮式结构，小轮通过后钢丝绳与曲柄销相 连，而大轮通过前钢丝绳与光杆相连。大小轮固联在一起，通过钢丝绳的软传动， 实现将减速器的旋转运动变为提升光杆的垂直运动。 小轮轮廓采用渐开线形状， 而大轮轮廓是一圆形，因此在每一抽吸过程中，轮径比始终变化，而这种变化规 律正好与悬点载荷的变化规律相吻合，因而降低了减速器输出轴扭矩峰值，改善 运动和动力特性，实现节能。 修井时可不用吊车，只需移开悬绳器梁。
冲程气体被压缩，储藏能量。
❖ 3 异相型抽油机 ❖ 其结构特点是：
①使曲柄中心轴承与连杆和游梁的连接销(横梁 轴)不在一条垂线上； ②使曲柄平衡重的中心线与曲柄中心线之间有 一相位角θ。
其结构就导致了曲柄上冲程转角大于190。, 下冲程小于170。，使上冲程驴头悬点运动速度 较下冲程慢，•相应地降低了上冲程悬点的加速 度，从而降低了上冲程悬点的惯性载荷。 ❖ 优点：
❖ 游梁式抽油机具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等 特点。技术参数符合中华人民共和国行业标准SY/T 5044 《游梁式抽油机》和美国石油协会API标准，技术成熟。 主要特点：
❖ 1 、整机结构合理、工作平稳、噪音小、操作维护方便； ❖ 2 、游梁选用箱式或工字钢结构 , 强度高、刚性好、承
载能力大； ❖ 3 、减速器采用人字型渐开线或双圆弧齿形齿轮，加工精
❖ 游梁式抽油机分类
按结构可分为普通型或常规型、前置型、 异相型三类。 ❖ 1 普通型抽油机（后置型抽油机）
支架在游梁中间，驴头和曲柄连杆在两端， 上下冲程运行时间相等。（连杆机构位于支架 的后面）
❖ 2•前置型抽油机 （连杆机构位于支架的前边）多采用气
动平衡。 上冲程气体膨胀，帮助抽油机作功；下

（2）油管柱载荷变化 – 下冲程时： ‘ P油（柱塞将油管下堵住， 游阀开，定阀关。 减去沉没压力。）压在油管下部。 – 上冲程时： 游阀关，油柱由柱塞和抽油杆承担油管柱上 无载荷作用。卸载引起油管缩短。（油管与 ’ 泵筒相连） P油 L – 缩短大小：管＝ Ef （ f 管 —管壁面积）
管
•
（悬点又走了 管 距离，柱塞与泵筒仍无相 对运动，也不抽油。）
静载
图8-2 悬点静载荷变化图
4.惯性载荷 : P杆惯 和P油惯 , 杆柱、油柱惯性载荷， 大小取决悬点加速度，方向与加速度方向相反。 动载 5.振动载荷 : P振 , 杆柱和油柱运动振动载 荷 （杆为弹性体）大小、方向都是变化的。
动载与杆柱运动有关。
: 半干摩擦力，P摩干 （金属之间） 柱塞和泵筒间、抽油杆（接箍）和油管间； 6.摩擦力液体摩擦力，P摩液 （金属与液体间） : 油杆与油柱间、油柱与 油管间、油流通过 游动阀（排出阀）。
• 2. 下冲程 • 悬点从上死点下移，游阀 开，固定阀关。 • 悬点只承受杆柱在油中重 量。 P ＝P’ • （2） 杆 静下
• 杆在油中重量
• 【柱塞上、下油压 p油 相等，油对杆产生浮力】
• 3. 下死点载荷变化 （从下至上冲程） （1）抽油杆载荷变化 • ①悬点载荷：由 P静下 变至 P静上
向下延伸。
现在悬点在运动，相当于把变形部分的 ，很轻松的拉过去。】
②
封闭平行四边形
上冲程载荷、位移曲线， AB—BC；
位移：EB= ，BC= S 效 ； 下冲程载荷、位移曲线， CD—DA； 位移：经过 后，完成卸 载，完成 S 效 。 ③ 称理想示功图 下冲程缓慢减载，经过 全部减去
1. 上冲程 悬点从下死点上移， 游阀关，固定阀开。Байду номын сангаас

电机功率
Prime Movor （kW）
整机重量
Total Weight （kg）
CYJY4-2.5-13HB CYJY5-3-26HB CYJY6-2.5-26HB
40
13 26
50
60 80
9，7，5 8，6，4
2.5，2，1.6
11 18.5 22
11000 14000 12315
3，2.5. 2
渐开线天轮抽油机
机 型
Unit Size
额定悬点载荷
Polished Rod Capacity （kN）
减速器额定扭矩
Reducer Rating （kN.m）
冲 次
frequency of stroke （min-1）
冲程
Stroke Length （m）
电机功率
Prime Movor （kW）
B:曲柄平衡
Q:气动平衡
减速箱曲柄最大允许扭矩,千牛.米 光杆最大冲程,米 悬点最大载荷,104牛 游梁式抽油机系列代号
常用的抽油机技术参数
额定悬点载荷
机 型
Unit Size
Polished Rod Capacity
（kN）
减速器额定扭矩
Reducer Rating （kN.m）
冲 次
Frequency of Stroke （min-1）
1.5. ,1.1. ,0.9 2.5. 2.1,1.8 2.5. 2.1. 1.8 3，2.5，2.1 3，2.5，2.1 3，2.5，2.1
5.5 18.5 22 30 37 45
5430
CYJ6-2.5-26HB
CYJ8-2.5-26HB CYJ8-3-37HB CYJ10-3-37HB CYJ10-3-53HB