抽油机基础知识及故障判断.ppt

抽油机基础知识及故障判断,黄陵勘探开发项目指挥部 主讲人：党延峰,,,目 录,一、抽油机的工作原理及组成 二、抽油机的分类 三、抽油机维护保养及日常检查 四、抽油机常见故障判断及处理方法,,,游梁式抽油机抽油装置,抽油机：,（电能转化为机械能的地面设备）,游梁－连杆－曲柄机构(称为四连杆机构) 减速箱（减速机构） 动力设备 辅助装置等,,工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄作低速旋转曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往复运动工 作 原 理,组成,,游梁式抽油机井有杆泵采油,（由抽油机、抽油杆和抽油泵所组成的抽油系统）,抽油装置,抽油装置示意图,在抽油机的驱动下，通过下入井中的抽油杆带动抽油泵柱塞上下往复运动，将地层流体抽吸至地面1－吸入阀；2－泵筒；3－柱塞； 4－排出阀；5－抽油杆；6－油管；7－套管；8－三通；9－盘根盒；10－驴头；11－游梁；12－连杆；13－曲柄；14－减速箱；15－动力机,,,工作过程,抽油机主机由底座、减速箱、曲柄、平衡块、连杆、横梁、支架、游梁、驴头、悬绳器、刹车装置及各种连接轴承组成辅机由电动机，电路控制装置组成。

一）抽油机的基本组成,常规抽油机,,常规抽油机,,双驴头抽油机结构简图,,1、悬绳器 2、光杆卡瓦 3、吊绳 4、前驴头 5、游梁 6、平台 7、支架 8、底座 9、刹车装置 10、动力机 11、刹车安全装置 12、减速器；13、曲柄装置14、曲柄销装置；15、连杆 16、横梁； 17、驱动绳 18、后驴头；19、压绳销,,1—悬绳器；2 —毛辫子； ；3—驴头； 4 — 中轴承；5—游梁；6—横梁轴承座；7—横梁； 8—下偏杠铃；9—连杆；10—曲柄销；11—平衡块；12—曲柄装置; 13—减速器; 14—支架； 15—底座； 16—水泥基础,（1）驴头：驴头制成弧形是为了抽油时保证光杆始终对准井口中心，同时承担各种载荷的作用驴头与游梁的连接方式有三种：悬挂式；穿销式；螺栓连接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，为螺栓连接 （2）游梁：装在支架轴承上，前端安装驴头承受井下载荷，后端连接横梁、连杆、曲柄作用是绕支架轴承上下摆动来传递动力。

3）曲柄连杆机构：作用是将电动机的旋转运动转变成驴头的上下往复运动曲柄上4~8个孔，是调节冲程时用的4）减速箱：作用是将电动机的高速转动，通过三轴二级减速转变成曲柄轴的低速转动，同时支撑平衡块减速器传动方式为分流式人字圆柱齿轮传动，齿形可采用点啮合双圆弧齿形和渐开线齿形5）平衡块：抽油机上行程时平衡块向下运动，帮助电动机做功；下行程时平衡块向上运行，储存能量以便在下行时释放平衡块的作用减小电动机上下行程的载荷差 （6）悬绳器：是连接光杆和驴头的柔性连接件，可供动力仪测试功图用 （7）电机是抽油机运转的动力来源，它将电能转变成机械能一般采用感应式三相交流电动机 （8）刹车装置：有内胀式和外抱式两种，是靠刹车片和车轮觳接触时发生摩擦而起到制动作用目 录,一、抽油机的工作原理及组成 二、抽油机的分类 三、抽油机维护保养及日常检查 四、抽油机常见故障判断及处理方法,,二 抽油机,有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化为机械能，包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种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，加工精度高、承载能力强，使用寿命长； 4 、中央轴承座轴承选用中宽系列滚子轴承，密封性好、承载能力强，横梁轴承及曲柄销轴承采用调心轴承，降低安装造成的误差和抽油机运转时的振动； 5 、驴头可采用上翻、上挂或侧转三种形式之一； 6 、支架采用塔式结构，稳定性好，便于现场安装； 7 、曲柄平衡重采用齿轮齿条传动，调整轻便、准确； 8 、刹车采用外抱式结构，配有保险装置，操作灵活、制动迅速、安全可靠； 9 、底座采用地脚螺栓连接或压杠连接两种方式之一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：可减小光杆最大负荷10％，因而能延长抽油杆的寿命，还能节省电力10％左右特点： 由于异相式抽油机具有较好的平衡效果，使减速器扭矩变化平缓，大大改善了抽油机减速器的工作条件，增加了工作能力，延长设备使用寿命 优化设计四杆机构尺寸，使得减速器峰值扭矩减小，上冲程曲柄转角(190°)左右大于下冲程曲柄转角(170°)，动载系数降低，提高了设备的承载能力 动力机的功率与常规式抽油机比较可选用小一规格的电动机当偏置角设计成可调结构时，其节能高效区可适应不同的井况，并可节约能源10-15%1,2,3,1、前置式 2、异型式 3、节能型,③运动规律不同—后置式上、下冲程的时间基本相等；前置式上冲程较下冲程慢①游梁和连杆的连接位置不同不同点：,②平衡方式不同—后置式多采用机械平衡；前置式多采用气动平衡相同点：主要组成部分相同,,普通式（后置式）、,前置式,一些新型抽油机：节能、加大冲程异相型游梁式抽油机 异形游梁式抽油机 双驴头游梁式抽油机,链条式抽油机 宽带传动抽油机 液压抽油机,节 能,加大冲程,,,1 低冲次抽油机低冲次抽油机主要应用于现有国内外低产油井的开采，在耗能较小的前提下使大量低产井得到充分开采。

该机以常规机为基础模型，应用抽油机专用大传动比三级减速器来减低抽油机冲次，除具有常规型游梁式抽油机优点外，还具有以下优点：⑴冲次低，达到 1 ～ 2 次 / 分钟；⑵配套电机功率低，与同型号常规机相比电机功率降低 2 ～ 3 个档次，达到节能效果；⑶基础与同型号普通常规型抽油机相同，方便用户使用维护特点： 低冲次抽油机是针对低渗透油层开发的节能抽油机冲次降低，更适用于低产井，适合复杂地理环境，降低管理成本，提高了抽油机运转效率2 双驴头抽油机,双驴头抽油机,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变化的特殊四杆机构，即“变参数四杆机构“，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3 下偏杠铃抽油机,主要特点：利用下偏杠铃来平衡和削减抽油机峰值扭矩，可以根据井况合理匹配下偏杠铃的位置和重量，继承了常规游梁式抽油机的全部优点，平衡效果好，性能可靠。

4 调径变矩抽油机,主要特点：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5 摆杆式游梁抽油机,,,,摆杆式游梁抽油机是一种新型节能产品，现已形成系列该形式节能抽油机是采用曲柄--摆杆带动摇杆机构作往复直线运动的新结构抽油机，摆杆针对悬点上下冲程载荷大小的变化自行调整力矩，使减速器工作扭矩始终处于最佳状态，达到较游梁抽油机节能约50%的效果，是一种具有广阔发展前景的抽油机 具有以下特点： 1． 整机运转平稳，噪音小 2． 匹配减速器小，较游梁式抽油机扭矩小约50% 3． 节能效果显著，与游梁式抽油机相比可降低能耗约50% 4． 电动机装机容量小，功率可减小约50% 5． 安装容易，使用维护更方便，尤其是调整冲程6 偏轮游梁式抽油机,该抽油机是在异相游梁抽油机基础上发展起来的，在游梁尾部配置一偏轮，以偏轮为中心形成一六连杆机构通过改变悬点载荷的变化规律、等效后臂的长度和曲柄偏置角使减速器扭矩平缓。

该机适用于一般油井，也可适用于特殊油井 与常规机型相比具有悬点动负荷小，最大线速度小等特点7 液压抽油机,液压抽油机是在常规式游梁抽油机的基础上发展生产的新一代抽油设备，它不仅保持了常规机的优点，还具有运行参数可调，节能，系统效率高等特点，是一种新型节能抽油机 主要特点: 1、 能耗低 2、 调参方便 3、 体积小、重量轻、便于安装维修和搬运 4、 平衡效果好 5、具有超载和断载保护装置，并能自动停机报警游梁式抽油机系列型号表示方法,CYJ 10—5—48（H） F(Y，B，Q),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，只需移开悬绳器梁结构特点：渐开线抽油机采用渐开线轮式结构控制悬点和平衡力臂，实现抽油机节能。

天轮部件的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由于大小轮是固联在一起的，因此通过钢丝绳的软传动，实现了将减速器的旋转运动转变为提升光杆的上下垂直运动，天轮的小轮轮廓采用渐开线形状为方便修井作业，本机两前轮采取左右对称布置，修井时不需进行让井作业，极大地方便了油井的维修 节能原理：由于天轮部件的小轮轮廓是采用渐开线形状，它的向径大小与转角有关，是按一定规律变化的，而大轮轮廓是一圆形，它的向径不与转角的变化而变化，因此在每一抽吸过程中，轮径比始终是变化的，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，实现节能目的 性能特点：结构简单紧凑，整机重量轻相对常规机，节电率25％左右2 矮型异相曲柄平衡抽油机,矮型异相抽油机是中国石油天然气集团公司推广的机型采用驴头游梁一体结构，结构简单、紧凑，游梁摆角约90°在驴头尾部和横梁之间采用尾轴承座传动该机型传动机构合理，与常规机比较，体积小，比同型号常规机总体高度低一米多，总重量减少近2吨重量轻、能耗小、效率高最大扭矩系数下降17%，具有较好的节能效果。

矮异形抽油机性能特点： 1.改善平衡效果，降低电机型号由于摆角大在同等情况下冲程也就大，游梁前臂就短，载荷产生的扭矩相应下降，平衡重半径可无级调节因此比较节能 2.消除负扭矩，减少电机功率损失输出轴静扭矩出现负值，即系统对电机作功，电动机成为发电机，电能反馈回电网又不能利用，变为热能损失掉由于消除了负扭矩，进而减少了电机功率损失 3.降低净扭矩波动，提高电机的运行效率从扭矩曲线可以看出，载荷扭矩曲线变化平稳，电机运行效率可维持在较高水平 缺点：由于驴头半径比较小，钢丝绳弯曲应力大，易断裂，由于摆角大，连杆水平拉力分力大，支架振前后向振幅大。