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1、无游梁式抽油机,承德石油高等专科学校石油工程系刘世恩,概 述,为了减轻游梁式抽油机的重量，扩大有杆抽油设备的使用范围以及改善其技术经济指标，适应采油工艺的新要求。无游梁式抽油机的发展，则满足了低冲次、大泵深油等采油要求。常用的无游梁式抽油机有机械式和液压式。机械式无游梁抽油机主要包括：链条式抽油机、宽带型滚筒抽油机、曲柄连杆式抽油机。,1、链条式抽油机 链条式无游梁抽油机是我国自行研制成功的一种独特的无游梁抽油机。链条式无游梁抽油机在我国油田的生产中，特别是在稠油的开发中发挥了重要作用。如图10-12所示，为LCJ-5-4型链条式无游梁抽油机的结构示图。,图10-12,1.概述 宽带型滚筒抽油
2、机有一个特殊滚筒，内有两个具有弧面的小滚筒，缠绕一根宽皮带拉动平衡重框，通过悬重宽皮带、天车轮、悬绳器带动光杆作上、下往复直线运动。机架可前后摆动，以便修井时让开井口或进行井口对中。,(二)宽带型滚筒抽油机,2.宽带型滚筒抽油机的基本结构和工作原理 基本结构：宽带型滚筒抽油机主要由驱动滚筒、减速器、电动机、方向滚筒、驱动宽皮带、底座、支架、悬重宽皮带、调整丝杠等零部件组成。,基本工作原理：上冲程时，依靠电动机动力和平衡重释放的能量，经悬重宽皮带、悬绳器和光杆带动井下抽油泵柱塞作上冲程运动；下冲程时，依靠抽油杆柱大于平衡重的那部分重力差，使抽油杆柱自动下落，抽油泵柱塞作下冲程运动。下冲程时，电动
3、机处于发电机运行状态。在抽油机的每一次冲程循环中，电动机都有通电、断电和发电三种工作状态。上、下冲程间的切换和冲程长度的调节由偏心轮机构控制。电动机的正反转和通电时间由电气控制系统控制，并具有手动和自动控制功能。,换向原理：链传动在塔架内垂直布置，轨迹链条挂在上下链轮上，在下链轮的驱动下作长环形运动。曲拐轴的头部实际上充当着轨迹链条的一个特殊链节，其圆轴部插入滑车架，可以在滑车架内转动。滑车架可以在往返架内沿导轨横向移动。,1）皮带抽油机的最大特点是长冲程、低冲次；A、降低了抽油杆柱的相对变形值，也就减少了抽油泵柱塞的冲程损失，提高了抽油泵的充满度系数和排量系数，进而提高泵效，增加产量，降低单
4、位成本。B、降低了单位原油产量所需抽油泵的往复循环次数，因而减少了抽油杆柱的疲劳和磨损，延长了抽油杆柱的使用寿命，提高了油井的免修期，减少了作业费用。C、改善抽油泵部件的工作期限以及整套有杆泵装置的能量指标。D、适合于小泵深抽，大排量提液。2）皮带抽油机具有显著的节能效果 抽油机悬点承受的最大载荷将不含惯性载荷；同时匀速运动速度低、时间长，其振动载荷相对于游梁机要低得多。3）折叠式结构，易运输。4）皮带承受负荷，负荷皮带具有减震吸震功能，因此减少了振动载荷对抽油杆和泵的疲劳伤害。5）机械调参方便简单。6）平衡效果好，节能40%。7）占地面积小，运动部件全都有护罩，适合丛式井开采。,3、皮带抽油
5、机的优点：,皮带抽油机的优点：,4、皮带式抽油机的维护,(三)曲柄连杆式抽油机1.概述 曲柄连杆式无游梁抽油机是在游梁式抽油机的基础上演变而来的，它用柔性件和天车轮代替了游梁式抽油机的游梁和驴头，柔性件的一端与横梁相连，另一端绕过绳轮后与光杆悬绳器相连。右图1-13所示，为曲柄连杆式无游梁抽油机结构图,图1-13,2.曲柄连杆式无游梁抽油机的基本结构和工作原理 基本结构：由减速箱、带平衡重的V形曲柄、连杆、横梁、柔性件(或钢丝绳)、绳轮、支架、底座和可调螺杆等组成。基本工作原理：电动机经皮带传动和减速器减速后，通过曲柄、连杆、横梁、绕在绳轮上的柔性件、悬绳器及光杆，带动抽油泵柱塞作上、下往复运
6、动，从而完成上、下冲程运动。调节连杆与曲柄的连接位置，可在一定范围内调节冲程长度。调节可调螺杆，可以移动支架位置，以便对中井口或让开井口便于修井作业。,1.概述 液压式无游梁抽油机是利用液压传动方式，把发动机的高速旋转运动通过液压缸变为抽油杆的垂直往复运动，从而带动井下抽油泵实现采油工作。液压式无游梁抽油机的优点：（1）易于实现长冲程、低冲次作业，而且易于调节，并可实现无级调节。冲程长度可达612m。（2）可减轻抽油杆的作用载荷。（3）体积小、质量轻，结构紧凑，占地面积小。（4）可实现全封闭作业。（5）可用标准液压件构成，设计简化、制造方便。（6）易于实施机电一体化等技术，可实现自动监测。,(
7、四)液压式无游梁抽油机,2.液压式抽油机的工作原理 液压抽油机可分为三种型式：单循环、双循环、三循环。1）单循环方案 特点：结构简单，液压系统为闭式系统，泵的吸入压力较高，排出压力不能太大，必须增大液压油的流量来达到功率要求，从而使元件的尺寸和质量加大。,图1-14,2）双循环方案 特点：液压系统为开式系统，油泵使液压油增加的压力值要比单循环方案高，在传递功率相同的条件下，所需流量较小，可适当减小液压元件的尺寸和质量。但液压系统结构要比单循环方案复杂，由于两缸串接，使得高度较大，因而增加了安装和维护的难度。,图10-15,以下内容情景是模拟实际采油设备的简单推介，是自学和角色换位模式。,无功换
8、向智能抽油机的推广应用,一、序言,随着我国油气工业的深入发展，对现场设备的技术性能和安全环保性能都提出了新的更高要求，针对油田的低产井、低渗透井、稠油井、住宅小区内的井等油井工况，总机械厂设计开发了驱动系统下置的无功换向智能抽油机。该抽油机具备以下功能：几乎不存在换向冲击、长冲程、低冲次、智能调参、结构简单、安全、低噪、方便作业和维护保养。,后导向轮,后钢绳芯胶带,分体式配重箱,支架,前钢绳芯胶带,前导向轮,智能控制系统,底座总成,二、结构,二、结构,电机,减速机,手动、电动刹车,驱动卷筒,联轴器,三、工作原理,抽油机工作时，电动机通过电控系统控制实现正反转动，经减速器、弹性柱销联轴器驱动卷筒
9、正反转动，经卷筒缠绕或释放钢绳芯胶带实现抽油杆上下往复运动，实现抽吸原油。,四、技术参数,1、悬点最大载荷：120 kN；2、最高冲次2.5min-1(02.5min-1无级调整)；3、最大冲程6米(0 6m无级调整)；4、平衡方式：对称平衡；5、电动机额定功率30 kW；6、减速器传动比：35.5。,四、技术参数,7、最大冲程5米、最高冲次2.5min-1 不同泵径工况下的最大理论排量,1、无能耗换向设计：在光杆上下死点换向时采用了无能耗换向技术，解决了换向冲击问题，在既无机械刹车也无电气制动的条件下，靠系统动、势能转换实现换向，保证电机在减速和加速时既无回馈电流也无启动电流，从而达到了节能
10、目的，即保证了机电系统运行的可靠性，也可以提高抽油杆的使用寿命，延长作业周期。,五、主要技术特点,1、电机无能耗换向设计：该结构设计是一种变害为利设计，充分利用了抽油杆的弹性变形，很好地解决了换向冲击问题。,五、主要技术特点,2、高效的传动系统：机械传动线路短，传动路线为电动机-减速机-联轴器-卷筒工作机构，减速机由软齿面减速机改为效率更高的硬齿面减速机，传动效率高。,五、主要技术特点,3、采用了智能控制系统：可以实现工作参数与油井工况的最佳匹配。控制系统采用自适应、自反馈控制，根据抽油机载荷状况，合理地调整冲次，从而减少抽油杆、管以及减速机的磨损，延长作业周期并节约大量电能。,五、主要技术特
11、点,4、理想的平衡效果：平衡方式采用对称式平衡，可使配重与光杆上下冲程负荷的差基本相等，电机只需克服二分之一油柱的重量。,五、主要技术特点,5、排量稳定、动载荷小、事故少：在一个上或下冲程过程中，分为匀加速运动部分、匀速运动部分、匀减速运动部分和换向几个部分，恒速运动时间较长，换向时间可根据具体井况进行调整，排量较稳定，抽油机和抽油系统的动载荷较小，减少了抽油杆断脱事故和抽油系统事故，增加了抽油机的可靠性。,五、主要技术特点,五、主要技术特点,6、结构简单：同常规抽油机相比:将体积庞大的软齿面减速机简化为体积小效率高的硬齿面减速机；取消了复杂的曲柄、连杆、横梁、游梁，将驴头简化为导向轮。将常规
12、游梁式抽油机复杂的四连杆运动全部集中到高效传动系统上。,7、安全可靠：该机从设计上充分考虑了结构安全、使用安全和防盗。在结构上对所有的运动件全部采取了保护措施，安装了防护罩、防护网和控制系统防盗箱。,五、主要技术特点,电机、减速机护罩及围栏,配重箱围栏,配重箱警示,控制系统防盗箱及警示,7、安全可靠：采用电动和手动一体的刹车机构，具有断杆保护功能，当光杆发生断脱时电动刹车能在瞬间将配重箱制动。由于该抽油机的重心在机架内，永远不会发生翻机事故。,五、主要技术特点,电动刹车,手动刹车,8、可满足无人职守的野外恶劣环境：根据用户需要可采用无线通讯实时监控，实现全天候抽油机管理，降低用户的管理成本。,
13、五、主要技术特点,9、安装方便：该机可以实现整体运输和安装，由基础、机架、配重几大部件组成，安装方便。,基础,机架,配重箱,五、主要技术特点,连接电源,挂载荷,10、调冲次简单:可随时通过控制柜内操作面板上的上、下行速度电位器来调整。,上行速度调节,下行速度调节,五、主要技术特点,11、调冲程简单、安全、方便:冲程换向传感器在底座上，为驱动轴盘式调节，调节方便、安全。通过调节开关箱接近开关位置即可实现，同时设有机械式保护开关。,五、主要技术特点,冲程调节开关箱,上死点开关,上死点保护开关,下死点开关,下死点保护开关,12、作业让位方便:该抽油机采用分配式配重箱结构，可利用自身的动力进行卸载，作
14、业让位采用上移导向轮方式，不需要辅助设备，不受井场条件限制，井口距抽油机前平面890mm。,五、主要技术特点,五、主要技术特点,作业让位前,作业让位后,13、调平衡简单、安全、方便:可通过加减配重箱内的小配重，由于每块小配重的重量只有15Kg，调整非常方便，并且可以实现精确平衡，抽油机运转更加平稳、噪音更小。,五、主要技术特点,14、校机方便：该抽油机的基础上设有精确调整预埋件，当光杆发生偏磨时,不用起重设备辅助，利用专用辅具便可对抽油机进行前后、左右的调整。,五、主要技术特点,15、维护保养方便、费用低：由于传动系统在机架底部，维护保养方便；用户可通过故障诊断显示器，可查出电器故障发生时间和
15、故障原因，以及排除故障办法，故障排除方便。由于无功换向智能抽油机所用减速机较小，箱内只需要40的齿轮油，其它部位的保养只是每半年给轴承加一次润滑脂。本机易损件少维护费用较低，只有电机皮带。(常规机有支架心轴、横梁心轴、连杆销轴、曲柄销轴、曲柄销轴锥套、电机皮带）,五、主要技术特点,16、噪音低：由于该抽油机的运动件少、皮带传动、减速机为效率高体积小的硬齿面减速机，在10余米的距离上几乎听不到抽油机的声音，能很好解决噪音扰民的问题。,五、主要技术特点,六、现场应用情况,第一台于2004年11月1日在东胜高清公司的樊26-6井上开始安装使用。到目前该机己在胜利油田共安装53台，现场使用证明：该型抽
16、油机运行平稳、噪音低、作业方便、调参简单、安全可靠、节能效果明显。,六、现场应用情况,桩74-9-13井安装节能抽油耗电对比表,六、现场应用情况,辛11c80井 产液量6.9方/天,六、现场应用情况,辛11c80井 产液量6.9方/天,六、现场应用情况,8月8日，由管理局总机械厂研制的“无能耗换向智能抽油机”首次在采油二矿18队“落户”，并成为这个队一道亮丽的风景。经过4个多小时的整机安装调试，于当日16时30分顺利开井，替换了原抽油机。由于采油18队地处市政府驻地附近，“楼在井丛中，井在楼群内”的格局给安全环保管理带来重重困难。其中，噪音污染一直以来困扰着小区居民的正常休息。为此，这个队坚持
17、做到噪音治理、油气挥发管理、环境美化净化的三翼齐飞，为和谐采油队的创建奠定坚实基础。而“换机”举措，正是该队多措并举治理噪音污染的个例。据了解，高约10米的无能换向智能抽油机最大特点是高效、节能，且具有低噪音，便于维护管理的优势。在10余米的距离上几乎听不到发动机的声音。随着该机在辛120-23井正式使用，采油18队向着“绿色采油、生态采油、和谐采油”的目标，又迈出了崭新的一步。（油二矿十八队：王勇）,2006年7月22日，在现河采油厂采油6队68-24井上进行了安装，2006年8月4日进行了测试。,五、现场应用测试情况,通过测试得出，该抽油机井的百米吨液耗电为0.76kWh（100t），系统
18、效率为35.78%。对游梁式抽油机，系统效率的最大目标值为38.4%，该机的系统效率已经接近游梁式抽油机系统效率的最大目标值。胜利油田分公司抽油井平均系统效率为：26.6%；提高9.18%，平均百米吨液耗电：1.12kWh/100mt；降低0.36kWh/100mt；达到了理想的设计目标。,六、现场应用情况,七、结论,经现场试验证明无功换向智能抽油机能很好满足油田现场的技术性能和安全环保性能，能够适应油田的低产井、低渗透井、稠油井、住宅小区内的油井等油井工况，是一种理想的节能环保产品。该抽油机除本身节能外，最关键的是解决了换向冲击延长作业周期，减少作业次数和污染次数，增加有效采油时间。,谢谢各位专家敬请批评指正,
