第二章有桿泵采油裝備主講：朱永愛(ài)采油裝備工業(yè)訓(xùn)練基礎(chǔ)中國(guó)石油大學(xué)機(jī)電裝備實(shí)習(xí)總廠2/171(1)常規(guī)有桿泵采油：抽油機(jī)懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)抽油桿傳遞給井下柱塞泵。(2)地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油：井口驅(qū)動(dòng)頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)抽油桿傳遞給井下螺桿泵。有桿泵采油分類(lèi)：常規(guī)有桿泵采油是目前我國(guó)最廣泛應(yīng)用的采油方式，大約有80%以上的油井采油采用該舉升方式。有桿泵采油裝備主要由地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備抽油機(jī)，安裝在井下的抽油泵，連接抽油機(jī)與抽油泵的抽油桿和井口裝置等組成。目錄1、抽油機(jī)2、游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理4、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的選擇5、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析6、有桿抽油泵7、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施8、抽油桿及采油管柱配套工具4/1711、抽油機(jī)抽油機(jī)屬于地面動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其作用是通過(guò)減速器、曲柄連桿或其它機(jī)構(gòu)等將動(dòng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槌橛蜅U和抽油泵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽油泵的吸油和排油過(guò)程，并懸掛抽油桿，承受負(fù)荷。它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，地面能量通過(guò)抽油桿、抽油泵傳遞給井下流體。按是否有游梁可分為：游梁式抽油機(jī)和無(wú)游梁式抽油機(jī)兩種。5/1711、抽油機(jī)6/1711、抽油機(jī)7/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)1、游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（1）常規(guī)游梁式抽油機(jī)1）組成結(jié)構(gòu)

目前國(guó)內(nèi)油田使用最廣泛地一種抽油機(jī)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：支架位于游梁的中部，驢頭和曲柄連桿裝置分別位于游梁的兩端，曲柄軸中心基本位于游梁尾部軸承的正下方，上下沖程運(yùn)行時(shí)間相等。2）工作原理電機(jī)將高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)皮帶輪傳給減速器的輸入軸，經(jīng)中間軸帶動(dòng)輸出軸減速旋轉(zhuǎn)，減速器的輸出軸帶動(dòng)曲柄做低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，曲柄通過(guò)連桿、橫梁拉著游梁后臂上下擺動(dòng)，從而帶動(dòng)驢頭上下擺動(dòng)，驢頭通過(guò)懸繩器再帶動(dòng)抽油桿，抽油泵柱塞做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將井中的原油抽到地面。3）性能特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：體積小、耐用、皮實(shí)，在惡劣的環(huán)境下如沙漠、鹽堿、風(fēng)吹雨淋等都可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)：效率不高、能耗大、沖程小。8/171游梁式抽油機(jī)分類(lèi)：后置式抽油機(jī)前置型抽油機(jī)1、抽油機(jī)前置型抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖后置型抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖9/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)1、游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（2）前置型游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：支架位于游梁的一端，驢頭和曲柄連桿位于另一端；在相同曲柄半徑下，前置型抽油機(jī)的沖程長(zhǎng)度明顯大于常規(guī)型，而抽油機(jī)的規(guī)格尺寸較常規(guī)型小巧。這種抽油機(jī)的上沖程運(yùn)行時(shí)間大于下沖程運(yùn)行時(shí)間，從而降低了上沖程的運(yùn)行速度、加速度和動(dòng)載荷。前置型抽油機(jī)多為重型長(zhǎng)沖程抽油機(jī)。10/171②運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同—后置式上、下沖程的時(shí)間基本相等；前置式上沖程較下沖程慢。前置型抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖①游梁和連桿的連接位置不同。后置型與前置型的不同點(diǎn)：1、抽油機(jī)后置型抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖11/171新型抽油機(jī)：為了節(jié)能和加大沖程。異相型游梁式抽油機(jī)前置型游梁式抽油機(jī)雙驢頭游梁式抽油機(jī)鏈條式抽油機(jī)寬帶傳動(dòng)抽油機(jī)液壓抽油機(jī)節(jié)能加大沖程1、抽油機(jī)抽油機(jī)發(fā)展方向：1、朝著低能耗的方向發(fā)展；2、朝著多功能方向發(fā)展；3、朝著長(zhǎng)沖程無(wú)游梁方向發(fā)展；4、朝著自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。12/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)1、游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（3）雙驢頭游梁式抽油機(jī)1）組成結(jié)構(gòu)又稱(chēng)異形抽油機(jī)，該種抽油機(jī)與常規(guī)游梁式抽油機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：用一個(gè)后驢頭代替了游梁式抽油機(jī)游梁的尾軸，并用驅(qū)動(dòng)繩連接橫梁，構(gòu)成了抽油機(jī)的變參數(shù)四連桿機(jī)構(gòu)。2）工作原理電機(jī)通電后通過(guò)皮帶輪、減速器帶動(dòng)曲柄做低速旋轉(zhuǎn)，然后通過(guò)連桿、橫梁、驅(qū)動(dòng)繩帶動(dòng)前后驢頭上下擺動(dòng)。前驢頭再通過(guò)懸繩器帶動(dòng)抽油桿和抽油泵上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將原油從地下抽到地面。3）性能特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：沖程長(zhǎng)、動(dòng)載小、工作平衡、能耗低、綜合效率高。缺點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)繩易磨損，需要經(jīng)常更換。13/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)1、游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（4）異相型游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：曲柄軸中心不在游梁尾部軸承的下方而是存在一定的距離，曲柄平衡重中心線與曲柄中心線存在偏移角，使得上沖程時(shí)曲柄轉(zhuǎn)角明顯大于下沖程，上沖程的懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度較下沖程慢，從而降低了上沖程的運(yùn)行速度、加速度和動(dòng)載荷，達(dá)到減小抽油機(jī)載荷，延長(zhǎng)抽油桿壽命和節(jié)能的目的。14/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)2、游梁式抽油機(jī)的型號(hào)（1）游梁式抽油機(jī)基本參數(shù)基本參數(shù)是用來(lái)表征機(jī)械產(chǎn)品的主要性能、基本結(jié)構(gòu)和主要尺寸的一組物理量與幾何量。游梁式抽油機(jī)的基本參數(shù)有3個(gè)：額定懸點(diǎn)載荷、光桿最大沖程和減速器額定扭矩。1）額定懸點(diǎn)載荷指被游梁式抽油機(jī)機(jī)架強(qiáng)度和剛度所限制的作用與懸繩器上的最大載荷允許值，單位為kN，代號(hào)用[W]表示。15/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)2、游梁式抽油機(jī)的型號(hào)（1）游梁式抽油機(jī)基本參數(shù)2）光桿最大沖程游梁式抽油機(jī)所能提供的光桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最大位移稱(chēng)為光桿最大沖程，單位為m，代號(hào)用[Smax]表示。3）減速器額定扭矩指被減速器中各零件的強(qiáng)度和剛度所限制的作用于減速器輸出軸上最大扭矩的允許值，單位為kN·m，代號(hào)用[T]表示。16/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)2、游梁式抽油機(jī)的型號(hào)（2）游梁式抽油機(jī)的型號(hào)表示方法平衡方式代號(hào)減速器齒輪齒形代號(hào)減速器額定扭矩，kN·m光桿最大沖程，m額定懸點(diǎn)載荷，X10kN游梁式抽油機(jī)類(lèi)別代號(hào)17/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)2、游梁式抽油機(jī)的型號(hào)（2）游梁式抽油機(jī)的型號(hào)表示方法類(lèi)別代號(hào)平衡方式代號(hào)齒輪齒形代號(hào)常規(guī)型游梁式抽油機(jī)前置型游梁式抽油機(jī)異相型游梁式抽油機(jī)雙驢頭游梁式抽油機(jī)游梁平衡曲柄平衡復(fù)合平衡氣動(dòng)平衡點(diǎn)嚙合雙圓弧齒輪傳動(dòng)漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)CYJCYJQCYJYCYJSYBFQH省略18/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)2、游梁式抽油機(jī)的型號(hào)（2）游梁式抽油機(jī)的型號(hào)表示方法例如：平衡方式為曲柄平衡減速器齒輪采用點(diǎn)嚙合雙圓弧齒輪減速器額定扭矩為37kN.m光桿最大沖程為3m額定懸點(diǎn)載荷為80kN常規(guī)型游梁式抽油機(jī)CYJ8—3—37HB19/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)3、抽油機(jī)的其它參數(shù)（1）沖程抽油機(jī)工作時(shí)，光桿在驢頭帶動(dòng)下，上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次叫一個(gè)沖程。光桿運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)到最低點(diǎn)之間的距離稱(chēng)為沖程長(zhǎng)度。單位：m（2）沖次光桿每分鐘上下往復(fù)的次數(shù)叫沖次。單位：次/min。20/1711、抽油機(jī)1.1游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)3、抽油機(jī)的其它參數(shù)（3）防沖距防沖距是指抽油泵柱塞在下死點(diǎn)位置時(shí)，游動(dòng)閥和固定閥之間的距離（或柱塞下端到固定閥罩之間的距離）。主要是為防止由于抽油桿和油管在自重和載荷作用下而伸長(zhǎng)，導(dǎo)致游動(dòng)閥和固定閥相互碰撞，保證抽油泵正常工作。防沖距要求越小越好，特別是在氣體多的井里更應(yīng)小些，防沖距一般是根據(jù)泵深決定的。21/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件1、驢頭驢頭裝在游梁前端，由鋼板和角鋼焊接而成，驢頭有一個(gè)較大的弧面，鋼絲繩掛在驢頭弧面的上部。驢頭的作用是保證抽油時(shí)光桿始終對(duì)準(zhǔn)井口中心位置，因此在制作驢頭弧面時(shí)應(yīng)以支架軸為圓心，以軸到驢頭前端長(zhǎng)為半徑做圓弧，弧面長(zhǎng)度為抽油機(jī)最大沖程Smax的1.2-1.3倍。22/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件1、驢頭驢頭是抽油機(jī)的主要承載部件，工作載荷全部由驢頭承擔(dān)。分類(lèi)：按結(jié)構(gòu)形式分為幅板式驢頭和桁架式驢頭；按與游梁的連接方式可分為懸掛式連接驢頭、穿銷(xiāo)式連接驢頭和螺栓連接驢頭；按驢頭讓位方式的不同分為驢頭穿銷(xiāo)為橫穿式，驢頭可上翻180°；驢頭穿銷(xiāo)為立穿式，驢頭可側(cè)轉(zhuǎn)180°；螺栓連接可以拆卸三種。23/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件1、驢頭（1）幅板式驢頭驢頭由鋼板組合焊接制成，驢頭兩側(cè)板用整張鋼板切割下料而成，驢頭承受的載荷也全部由兩側(cè)板承擔(dān)，這種結(jié)構(gòu)的驢頭在生產(chǎn)制造過(guò)程中，焊接變形小、容易控制、操作靈活方便，有無(wú)工裝設(shè)備均可實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸精度的控制，在強(qiáng)度、承載能力和工藝性等方面都有一定的優(yōu)越性。只是重量較重，材料消耗高，但仍不失為一種比較理想的結(jié)構(gòu)，目前被廣泛采用。24/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件1、驢頭（2）桁架式驢頭桁架式驢頭由各種不同的型材組合焊接而成，驢頭承受的載荷通過(guò)連接支撐板輻射傳遞到整個(gè)桁架，驢頭的受力情況良好，而且這種結(jié)構(gòu)用料少，重量輕，材料利用合理。但是整個(gè)驢頭焊縫接口較多，變形不太容易控制，結(jié)構(gòu)尺寸精度必須有專(zhuān)門(mén)的工裝設(shè)備來(lái)保證，生產(chǎn)工藝及操作有一定困難。25/1711、抽油機(jī)26/1711、抽油機(jī)27/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件2、游梁游梁裝在支架軸上，前端安裝驢頭承受井下載荷，后端通過(guò)尾部軸承和橫梁相連，抽油機(jī)工作時(shí)，游梁繞支架軸作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞動(dòng)力，同時(shí)承受懸點(diǎn)載荷、連桿的拉力載荷等。分類(lèi)：按材料不同分為型材游梁和幅板箱式游梁；按結(jié)構(gòu)和截面形式不同可分為等截面游梁、變截面游梁和繃?yán)K桁架游梁。28/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件2、游梁

(1)型材游梁型材游梁一般情況下用工字鋼制成，也有用槽鋼組合焊接而成的，這種游梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)制造方便，但材料利用不夠合理，而且有些局部結(jié)構(gòu)尺寸在設(shè)計(jì)中會(huì)因材料的原因受到一定的限制，因此型材游梁一般多用于中小型抽油機(jī)。29/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件2、游梁

(2)幅板游梁幅板箱式游梁可以全部用不同規(guī)格的板材經(jīng)切割下料后組焊制成，其特點(diǎn)是可以根據(jù)不同機(jī)型、不同規(guī)格的設(shè)計(jì)需要，任意選擇板材厚度和游梁的外形結(jié)構(gòu)，不受材料限制；但焊縫較多、易變形，需合理安排焊接工藝，才能保證質(zhì)量。30/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件3、橫梁橫梁是聯(lián)接連桿和游梁的中間部件，動(dòng)力經(jīng)過(guò)橫梁才能帶動(dòng)游梁做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。橫梁按結(jié)構(gòu)可分為船型橫梁、翼型橫梁和直型橫梁三種。其中船型橫梁較為常用，它與連桿的連接點(diǎn)和與游梁的連接點(diǎn)在同一水平線上，增加了連桿和橫梁的剛性并改善了連接銷(xiāo)軸的工作條件。31/1711、抽油機(jī)32/1711、抽油機(jī)33/1711、抽油機(jī)34/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件4、連桿每臺(tái)抽油機(jī)都有兩根連桿，它是傳遞力矩的主要受力桿件。5、曲柄和平衡塊曲柄是傳遞減速器輸出扭矩的主要部件，必須具有一定的強(qiáng)度和傳動(dòng)可靠性。曲柄上裝有根據(jù)油井工況所配得平衡塊。平衡塊的作用是減少電機(jī)上下沖程的載荷差。抽油機(jī)上沖程時(shí)平衡塊向下運(yùn)動(dòng)，幫助電機(jī)做功；下沖程時(shí)平衡塊向上運(yùn)行，儲(chǔ)存能量以便在上沖程時(shí)釋放。35/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件5、曲柄和平衡塊圖2-2

曲柄的結(jié)構(gòu)示意圖圖2-3曲柄與平衡塊連接示意圖36/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件6、電機(jī)和減速器電機(jī)是抽油機(jī)的動(dòng)力源，它的可靠運(yùn)行是整機(jī)正常運(yùn)行的基本保證。一般根據(jù)額定功率和額定轉(zhuǎn)速來(lái)選擇電機(jī)。減速器是游梁式抽油機(jī)的重要部件，它的作用是傳遞動(dòng)力和降低運(yùn)轉(zhuǎn)速度，即將電機(jī)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槌橛蜋C(jī)曲柄的低速運(yùn)動(dòng)。游梁式抽油機(jī)上使用的減速器一般采用三軸二級(jí)齒輪傳動(dòng)，總傳動(dòng)比在25-40左右。37/1711、抽油機(jī)38/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件7、剎車(chē)裝置剎車(chē)裝置的作用是當(dāng)電源切斷后，使抽油機(jī)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)或停留在任意位置，分為外抱式和內(nèi)脹式。外抱式剎車(chē)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)方便，剎車(chē)效果一般，防風(fēng)沙性能好，但防油效果差，大多在中小型抽油機(jī)上使用。39/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件7、剎車(chē)裝置內(nèi)脹式剎車(chē)裝置，與外抱式相比結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜些，但安裝調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)都很方便。防風(fēng)沙效果差、防油效果好，多用于重型抽油機(jī)。40/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件8、支架和底座支架經(jīng)軸承與游梁相連，在抽油機(jī)工作過(guò)程中，承受著懸點(diǎn)載荷和連桿拉力，是重要的承載部件，必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可分為三腿支架和四腿支架，支架用螺栓固定在底座上。底座是一個(gè)基礎(chǔ)部件，用來(lái)安裝減速器、支架以及電機(jī)等，一般用鋼板或型鋼焊接而成。抽油機(jī)工作時(shí)，用地腳螺栓把底座固定在井口的混凝土基礎(chǔ)上。41/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件9、鋼絲繩和懸繩器光桿和驢頭的連接件多采用鋼絲繩，鋼絲繩是井口載荷的主要承重件，必須要保證有足夠的強(qiáng)度；另外鋼絲繩還要周而復(fù)始地在驢頭弧面上盤(pán)繞、釋放、彎曲、伸直，所以又要求有良好的柔韌性，保證他耐用、安全可靠。驢頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩上行盤(pán)繞在驢頭圓弧面上，驢頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩逐步釋放為直線向下運(yùn)動(dòng)。這樣就理想地完成了由圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。42/1711、抽油機(jī)1.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的主要部件9、鋼絲繩和懸繩器懸繩器由懸繩器上下體、頂釘和光桿方卡等零件組成。正常工作時(shí)，光桿載荷通過(guò)卡瓦傳到懸繩器上體，再通過(guò)頂釘和懸繩器下體傳給鋼絲繩，成為驢頭的懸點(diǎn)載荷。懸繩器上下體之間可以放置動(dòng)力示功儀，以便測(cè)繪抽油機(jī)的懸點(diǎn)示功圖。43/1711、抽油機(jī)1.3無(wú)游梁式抽油機(jī)1、組成結(jié)構(gòu)無(wú)游梁式抽油機(jī)種類(lèi)很多，目前國(guó)內(nèi)各大油田常用的皮帶式抽油機(jī)。皮帶式抽油機(jī)又稱(chēng)寬帶抽油機(jī)。該抽油機(jī)與游梁式抽油機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：沒(méi)有游梁和四連桿機(jī)構(gòu)，用皮帶和換向裝置帶動(dòng)抽油桿做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2、性能特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：沖程長(zhǎng)，沖次低適用于稠油深井開(kāi)采。缺點(diǎn)：皮帶頻繁地彎曲和伸直，易發(fā)生疲勞損壞。44/1711、抽油機(jī)1.3無(wú)游梁式抽油機(jī)3、工作原理電機(jī)通過(guò)皮帶輪、減速器帶動(dòng)主動(dòng)輪減速旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)輪帶動(dòng)鏈條運(yùn)行，鏈條上的換向裝置和配重箱也隨鏈條運(yùn)行。當(dāng)換向裝置和配重箱從下往上運(yùn)行時(shí)，皮帶帶動(dòng)抽油桿從上往下運(yùn)行，完成抽油機(jī)的下沖程；換向裝置和配重箱到達(dá)從動(dòng)輪時(shí)，通過(guò)換向裝置的換向，配重箱改變運(yùn)動(dòng)方向從上往下運(yùn)行，皮帶帶動(dòng)抽油桿從下往上運(yùn)行，完成抽油桿的上沖程。實(shí)現(xiàn)了抽油桿的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將原油從地下抽到地面。45/1712、游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)游梁式抽油機(jī)是通過(guò)曲柄、連桿和游梁后臂（搖桿）構(gòu)成的四連桿機(jī)構(gòu)將減速器輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成抽油桿的上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。2.1四連桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)46/1712、游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)2.1四連桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)

1、四連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)（1）可以傳遞較大的動(dòng)力、制造簡(jiǎn)便、易于獲得較高的精度，便于潤(rùn)滑，滿(mǎn)足重型機(jī)械的要求。

（2）能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)形式的相互變換。（3）連桿上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線具有多樣性，這些曲線稱(chēng)為連桿曲線，利用這些曲線可以實(shí)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)中多種特殊運(yùn)動(dòng)的要求。（4）在四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一些構(gòu)件所產(chǎn)生的慣性力難以平衡，當(dāng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)大大增加機(jī)構(gòu)的動(dòng)載荷，產(chǎn)生較大的強(qiáng)迫振動(dòng)，所以連桿機(jī)構(gòu)一般不宜用在高速場(chǎng)合。47/1712、游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)2.1四連桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)2、四連桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型（1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄通常為原動(dòng)件，并作勻速運(yùn)動(dòng)；而搖桿為從動(dòng)件，作變速往復(fù)擺動(dòng)。（2）雙曲柄機(jī)構(gòu)通常一個(gè)曲柄為原動(dòng)件且做勻速的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)曲柄為從動(dòng)件一般做變速或等速的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。（3）雙搖桿機(jī)構(gòu)因?yàn)閾u桿做往復(fù)擺動(dòng)，所以雙搖桿機(jī)構(gòu)工作時(shí)所需空間尺寸相對(duì)較小，如圖所示。

48/1712、游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)2.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的四連桿機(jī)構(gòu)常規(guī)型游梁式抽油機(jī)以游梁支點(diǎn)和曲柄軸中心的連線作為固定桿，以曲柄、連桿和游梁后臂為三個(gè)運(yùn)動(dòng)桿構(gòu)成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，如圖所示。49/1712、游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)2.3雙驢頭游梁式抽油機(jī)的“變參數(shù)”四連桿機(jī)構(gòu)雙驢頭抽油機(jī)也是通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的，它的曲柄AB是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的曲柄，連桿和驅(qū)動(dòng)繩組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的連桿，游梁后臂是搖桿。50/1712、游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)2.3雙驢頭游梁式抽油機(jī)的“變參數(shù)”四連桿機(jī)構(gòu)雙驢頭抽油機(jī)由于用變徑圓弧形的后驢頭取代了常規(guī)機(jī)的游梁后臂，游梁與橫梁之間采用柔性件即驅(qū)動(dòng)繩連接。游梁后臂的有效長(zhǎng)度隨著曲柄轉(zhuǎn)角變化。由于連桿與游梁后臂是連接著的，因而連桿的長(zhǎng)度也會(huì)隨之變化，因此，稱(chēng)為“變參數(shù)”四連桿機(jī)構(gòu)。51/1712、游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)2.3雙驢頭游梁式抽油機(jī)的“變參數(shù)”四連桿機(jī)構(gòu)這種機(jī)構(gòu)的曲柄順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)上沖程的曲柄轉(zhuǎn)角為190°，下沖程的曲柄轉(zhuǎn)角為160°，可以實(shí)現(xiàn)“慢上快下”的工作方式；而曲柄逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)“慢下快上”的工作方式。能夠滿(mǎn)足不同粘度原油開(kāi)采的需要。52/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析計(jì)算懸點(diǎn)載荷時(shí)，一般只考慮抽油桿柱的重量、液柱的重量及抽油桿柱引起的慣性載荷，其它載荷不考慮。53/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析上沖程下沖程1、抽油桿柱的重量上沖程時(shí)，游動(dòng)閥關(guān)閉，柱塞上下流體不連通，懸點(diǎn)所承受的是抽油桿柱在空氣中的重量。下沖程時(shí)，游動(dòng)閥打開(kāi)，柱塞上下流體連通，抽油桿收到液體浮力的作用，所以懸點(diǎn)承受的是抽油桿在液體中的重量。54/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析上沖程下沖程1、抽油桿柱的重量（1）抽油桿柱在空氣中的重量—抽油桿柱在空氣中的重量，N—抽油桿的截面積，m2—抽油桿的密度，kg/m3—抽油桿的總長(zhǎng)度（即下泵深度），m—每米抽油桿在空氣中的重量，N/mL55/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析1、抽油桿柱的重量（1）抽油桿柱在空氣中的重量抽油桿數(shù)據(jù)表規(guī)格桿徑dr截面積fr,mm2每米抽油桿重量qr,N/m彈性常數(shù)Er,10-5kN-1mminCYG13131/2126.4510.513.7280CYG16165/8198.0616.492.3792CYG19193/4285.1623.791.6542CYG22227/8387.7432.401.2158CYG25251506.4542.320.9311CYG292911/8641.2953.560.736256/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析上沖程下沖程1、抽油桿柱的重量（2）抽油桿柱在液體中的重量—抽油桿柱在液體中的重量，N—抽油桿柱所受浮力，N—每米抽油桿在液體中的重量，N/m—井中液體的密度，kg/m3—水的密度，kg/m3—油的密度，kg/m3—含水率，%鋼桿57/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析上沖程下沖程2、液柱的重量上沖程時(shí)由于固定閥打開(kāi)，游動(dòng)閥關(guān)閉，柱塞上下流體不連通，液柱重量通過(guò)抽油桿作用在驢頭懸點(diǎn)上。下沖程，由于固定閥關(guān)閉，游動(dòng)閥打開(kāi)，柱塞上下流體連通，液體重量通過(guò)游動(dòng)閥轉(zhuǎn)移到油管上，因而懸點(diǎn)不承受液柱重量。—作用在柱塞上的液柱重量，N—柱塞的截面積，m258/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析上沖程下沖程3、慣性載荷一般沖次不太大的情況下，在計(jì)算慣性載荷時(shí)通常忽略液柱引起的慣性載荷，此時(shí)，慣性載荷只與抽油桿柱的質(zhì)量和懸點(diǎn)的加速度有關(guān)。慣性載荷的大小與加速度成正比，方向與加速度方向相反，習(xí)慣上取加速度方向向上，載荷方向向下為正。59/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析上沖程下沖程3、慣性載荷上沖程時(shí)抽油桿柱的慣性載荷下沖程時(shí)抽油桿柱的慣性載荷60/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析上沖程下沖程4、懸點(diǎn)的最大載荷和最小載荷懸點(diǎn)的最大載荷發(fā)生在抽油機(jī)的上沖程，最小載荷發(fā)生在抽油機(jī)的下沖程。（1）懸點(diǎn)最大載荷（2）懸點(diǎn)最小載荷61/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析例題：某井使用CYJ5-2.1-13HB型抽油機(jī)，下泵深度L=1000m，泵徑D=56mm，連桿長(zhǎng)度l=1800mm，沖程S=1.4m，曲柄半徑r=495mm，沖次為9次/min，使用21/2in油管、3/4in抽油桿，原油密度為900kg/m3,油井含水率33%，計(jì)算懸點(diǎn)最大和最小載荷，并計(jì)算上沖程中各種載荷占最大載荷的百分比。解：井中液體密度查表可得3/4in抽油桿截面積為2.85X10-4m2，每米抽油桿在空氣中的重量為23.79N/m，56mm抽油泵的活塞截面積為24.63X10-4m2。62/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.1常規(guī)型游梁式抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析上沖程中各種載荷占最大載荷的比例從結(jié)果看，作用在抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)上的載荷主要是靜載荷，慣性載荷所占比例很小，在沖次較小的情況下可以忽略不計(jì)。63/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平衡抽油機(jī)不平衡的原因：上下沖程中懸點(diǎn)載荷不同，造成電動(dòng)機(jī)在上、下沖程中所做的功不相等。抽油機(jī)不平衡的危害有以下幾個(gè)方面：1）由于載荷不均勻，會(huì)縮短電機(jī)的使用壽命，浪費(fèi)能源。上沖程中電動(dòng)機(jī)承受著極大的負(fù)荷，下沖程中抽油機(jī)帶著電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，造成功率的浪費(fèi)。2）由于載荷不均勻，會(huì)引起抽油機(jī)的振動(dòng)，縮短抽油機(jī)的使用壽命。3）由于載荷不均勻，會(huì)破壞曲柄旋轉(zhuǎn)速度的均勻性，使驢頭上下擺動(dòng)不均勻，影響抽油機(jī)和抽油泵的正常工作。64/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平衡1、抽油機(jī)的平衡原理在抽油機(jī)曲柄或游梁的尾部加一重物，當(dāng)驢頭懸點(diǎn)做下沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)，讓抽油桿自重和電機(jī)一起對(duì)重物做功，使重物具有一定的勢(shì)能，把能量?jī)?chǔ)存起來(lái)。上沖程時(shí)重物釋放勢(shì)能和電機(jī)一起舉升抽油桿與抽油泵，這樣既可以消除下沖程時(shí)電機(jī)做負(fù)功的現(xiàn)象，又可以減少上沖程時(shí)電機(jī)的能量消耗，從而使上、下沖程電機(jī)做功接近相等。65/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平衡2、抽油機(jī)的平衡方式游梁式抽油機(jī)的平衡方式分為機(jī)械平衡和氣動(dòng)平衡兩種。1）機(jī)械平衡在游梁后臂或曲柄上安裝平衡塊，使平衡塊在下沖程時(shí)儲(chǔ)存能量，在上沖程時(shí)釋放能量，輔助電機(jī)做功，保證電機(jī)在上下沖程的輸出功率大致相等。根據(jù)平衡塊所處的位置將機(jī)械平衡分為游梁平衡、曲柄平衡和復(fù)合平衡三種。66/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平衡2、抽油機(jī)的平衡方式1）機(jī)械平衡（1）游梁平衡平衡塊安裝在游梁尾部，該種平衡方式簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了曲柄軸結(jié)構(gòu)；但在抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中易產(chǎn)生擺動(dòng)，沖次越高，慣性越大。（2）曲柄平衡平衡塊安裝在曲柄上，減少了游梁平衡引起的擺動(dòng)，這種方式是目前普遍采用的平衡方式。（3）復(fù)合平衡同時(shí)采用游梁平衡和曲柄平衡，其特點(diǎn)是若想小范圍調(diào)節(jié)平衡時(shí)，可調(diào)節(jié)游梁平衡塊；若想大范圍調(diào)節(jié)平衡時(shí)，則調(diào)節(jié)曲柄平衡塊。67/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平衡2、抽油機(jī)的平衡方式2）氣動(dòng)平衡利用氣體的壓縮與膨脹來(lái)儲(chǔ)存和釋放能量，達(dá)到平衡的目的，如圖所示。其特點(diǎn)是抽油機(jī)工作平穩(wěn)，但調(diào)節(jié)平衡難度較大。1—?dú)飧?—活塞3—?dú)獍鼩鈩?dòng)平衡簡(jiǎn)圖68/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平衡2、抽油機(jī)的平衡方式2）氣動(dòng)平衡特點(diǎn)：(1)氣包內(nèi)的氣體壓縮與膨脹；(2)多用于大型抽油機(jī)；(3)節(jié)約鋼材；(4)改善抽油機(jī)受力狀況；(5)加工質(zhì)量要求高(如氣包的密封性等)。1—?dú)飧?—活塞3—?dú)獍鼩鈩?dòng)平衡簡(jiǎn)圖69/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平衡3、檢驗(yàn)抽油機(jī)平衡的方法檢驗(yàn)抽油機(jī)是否平衡的方法主要有三種：觀察法、測(cè)時(shí)法和電流強(qiáng)度法。1）觀察法抽油機(jī)若平衡時(shí)：（1）電機(jī)易啟動(dòng)，無(wú)“嗚嗚”的怪叫聲。（2）抽油機(jī)突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，驢頭和曲柄可以停留在任意位置。平衡偏重：驢頭運(yùn)動(dòng)上快下慢，停抽時(shí)，曲柄擺動(dòng)后停在下方，驢頭停在上死點(diǎn)。平衡偏輕（又稱(chēng)欠平衡）：驢頭運(yùn)動(dòng)上慢下快，停抽時(shí)，曲柄擺動(dòng)后停在上方，驢頭停在下死點(diǎn)。70/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平衡3、檢驗(yàn)抽油機(jī)平衡的方法2）測(cè)時(shí)法若驢頭上沖程的時(shí)間為t上，下沖程時(shí)間為t下，則：當(dāng)t上＝t下時(shí)，說(shuō)明抽油機(jī)平衡；

t上＞t下時(shí)，說(shuō)明抽油機(jī)平衡偏輕；

t上＜t下時(shí)，說(shuō)明抽油機(jī)平衡偏重。3）測(cè)電流強(qiáng)度法若驢頭上沖程的電流強(qiáng)度峰值為I上，下沖程為I下，則：當(dāng)I上＝I下時(shí)，說(shuō)明抽油機(jī)平衡；

I上＞I下時(shí)，說(shuō)明平衡偏輕；

I上＜I下時(shí)，說(shuō)明平衡偏重。71/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平衡3、檢驗(yàn)抽油機(jī)平衡的方法調(diào)整抽油機(jī)平衡的基本原則1）游梁平衡的調(diào)整平衡塊偏輕時(shí)，應(yīng)在游梁尾端加平衡塊平衡塊偏重時(shí)，應(yīng)將游梁尾端的平衡塊減小2）曲柄平衡的調(diào)整平衡塊偏輕時(shí)，增加平衡半徑，向遠(yuǎn)離曲柄軸的方向調(diào)整平衡塊；平衡塊偏重時(shí)，減少平衡半徑，向靠近曲柄軸的方向調(diào)整平衡塊72/1713、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷與平衡原理3.2常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平衡3、檢驗(yàn)抽油機(jī)平衡的方法

平衡率是下沖程電流強(qiáng)度峰值與上沖程電流強(qiáng)度峰值之比的百分?jǐn)?shù)，其表達(dá)式為：I上—下沖程電流強(qiáng)度峰值，AI下—上沖程電流強(qiáng)度峰值，Aα—抽油機(jī)的平衡率，%當(dāng)85%≤α≤100%，說(shuō)明抽油機(jī)接近平衡，不用調(diào)整。當(dāng)α<85%時(shí)，說(shuō)明抽油機(jī)平衡偏輕；當(dāng)α>100%時(shí)，說(shuō)明抽油機(jī)平衡偏重。73/1714、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的選擇4.1選擇游梁式抽油機(jī)的原則和依據(jù)1、原則選擇的抽油機(jī)應(yīng)該在油井經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)滿(mǎn)足油層最大供液能力的需要；應(yīng)在使用期的大部分時(shí)間內(nèi)具有較高的載荷、扭矩和電機(jī)功率的利用率，一般要求Wmax≤0.95[W]，Tmax≤0.9[T]。一般條件的油井應(yīng)選用常規(guī)型抽油機(jī)，對(duì)稠油井或產(chǎn)能較高而套管直徑相對(duì)較小的井，應(yīng)選用具有較長(zhǎng)沖程的前置型、異相型或雙驢頭抽油機(jī)。抽油機(jī)應(yīng)進(jìn)行區(qū)域統(tǒng)籌，對(duì)同一油區(qū)或同一油礦區(qū)所選的機(jī)型不宜太雜，流體物性和載荷要求都相近的井盡量選用同一規(guī)格和型號(hào)的抽油機(jī)。74/1714、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的選擇4.1選擇游梁式抽油機(jī)的原則和依據(jù)2、依據(jù)1）油井的下泵深度，L,m；2）油井的產(chǎn)液量，Q，m3/d3）井液的物理性質(zhì)，主要是井液粘度ν，Pa.s和密度ρf,kg/m4)油井的開(kāi)采條件，如井斜、含砂、蠟、氣等情況，以及油井周?chē)h(huán)境的氣溫和地形等。75/1714、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的選擇4.2游梁式抽油機(jī)的選擇方法游梁式抽油機(jī)的選擇方法就是根據(jù)下泵深度L和油井的產(chǎn)液量Q確定抽油機(jī)的基本參數(shù)，即確定抽油機(jī)額定懸點(diǎn)載荷[w]、減速器額定扭矩[T]和光桿最大沖程Smax的方法從而確定抽油機(jī)的型號(hào)。在實(shí)際選用時(shí)，一般采用計(jì)算法和圖表法，這兩種方法都是確定抽油機(jī)型號(hào)后，再進(jìn)行必要的校核和參數(shù)調(diào)整。油田現(xiàn)場(chǎng)往往是按已有抽油機(jī)所選用的設(shè)備，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇抽油機(jī)型號(hào)后，在校核調(diào)整其他參數(shù)。76/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析光桿示功圖：反映懸點(diǎn)載荷隨懸點(diǎn)位移變化規(guī)律的圖形。理論示功圖：理想狀況下，只考慮懸點(diǎn)所受的靜載荷及由靜載荷引起的桿管變形，而不考慮其它因素的影響，所繪制的示功圖。1、繪制理論示功圖的假設(shè)條件1）抽油泵和油管沒(méi)有漏失，泵工作正常；2）油層供液能力充足，泵充滿(mǎn)情況良好；3）不考慮動(dòng)載荷的影響；4）不考慮油井砂、蠟、氣、水的影響和稠油的影響；5）不考慮油井連抽帶噴的現(xiàn)象；6）認(rèn)為進(jìn)入泵內(nèi)的液體是不可壓縮的，閥是順時(shí)開(kāi)、關(guān)的。77/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析2、理論示功圖的繪制1）懸點(diǎn)載荷與變形的分析根據(jù)公式，只考慮靜載荷時(shí),上沖程時(shí)懸點(diǎn)所受的最大載荷為：下沖程時(shí)懸點(diǎn)所受著最小載荷為：78/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析2、理論示功圖的繪制1）懸點(diǎn)載荷與變形的分析抽油機(jī)由下沖程轉(zhuǎn)為上沖程時(shí)，懸點(diǎn)靜載荷由變?yōu)椋d荷增加，會(huì)使細(xì)長(zhǎng)的抽油桿柱伸長(zhǎng)；而在由上沖程轉(zhuǎn)為下沖程時(shí)，懸點(diǎn)靜載荷由變?yōu)椋d荷減小，會(huì)使細(xì)長(zhǎng)的抽油桿柱縮小，其變形量為。總的靜載變形量λ為抽油桿柱與油管柱兩部分靜載荷變形之和即對(duì)于油管來(lái)說(shuō)，如果油管底部不錨定，在抽油機(jī)由下沖程轉(zhuǎn)為上沖程，隨著游動(dòng)閥關(guān)閉，固定閥打開(kāi)，在抽油桿柱增載的同時(shí)，油管柱會(huì)減載，使油管柱縮短；同樣，在由上沖程轉(zhuǎn)為下沖程時(shí)，油管柱會(huì)增載，使油管柱伸長(zhǎng)，其變形量為。79/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析2、理論示功圖的繪制1）懸點(diǎn)載荷與變形的分析抽油機(jī)由下沖程轉(zhuǎn)為上沖程的過(guò)程中，即在抽油桿伸長(zhǎng)和油管柱縮短的變形期間，雖然驢頭懸點(diǎn)向上運(yùn)行了λ距離，但實(shí)際上柱塞相對(duì)泵筒并沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，如圖（a）（b）。此時(shí)，游動(dòng)閥雖已關(guān)閉，但固定閥尚未打開(kāi)，因此，泵并不抽油。只有當(dāng)驢頭懸點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)λ距離后，即抽油桿和油管柱的靜變形結(jié)束后，柱塞和泵筒之間才產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，固定閥打開(kāi)，泵開(kāi)始抽油。80/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析2、理論示功圖的繪制1）懸點(diǎn)載荷與變形的分析在下沖程開(kāi)始階段，雖然懸點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，但由于桿柱縮短和管柱伸長(zhǎng)，柱塞和泵筒之間也無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如圖(c)、(d)所示。此時(shí)，只有當(dāng)驢頭懸點(diǎn)向下的位移超過(guò)了λ以后，柱塞和泵筒之間才產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，游動(dòng)閥打開(kāi)，柱塞下面的液體才被排到柱塞上面來(lái)。81/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析2、理論示功圖的繪制1）懸點(diǎn)載荷與變形的分析抽油機(jī)在由下沖程轉(zhuǎn)為上沖程時(shí)，驢頭懸點(diǎn)盡管由下死點(diǎn)上升到上死點(diǎn)走了沖程長(zhǎng)度S，但是由于抽油桿柱和油管柱靜變形的結(jié)果使得抽油泵柱塞的行程Sp

相對(duì)S有所減小即82/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析2、理論示功圖的繪制2）與繪制示功圖有關(guān)的概念（1）減程比：光桿沖程在圖上的長(zhǎng)度與實(shí)際沖程長(zhǎng)度之比，用“a”表示。（2）力比：實(shí)際懸點(diǎn)載荷與其在圖上的長(zhǎng)度之比，用“b”表示，單位為kN∕mm。83/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析2、理論示功圖的繪制3）理論示功圖的繪制（1）計(jì)算并在圖上畫(huà)出懸點(diǎn)最大載荷和最小載荷最大載荷在圖上的高度為：最小載荷在圖上的高度為：84/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析2、理論示功圖的繪制3）理論示功圖的繪制（2）計(jì)算并在圖上畫(huà)出光桿沖程、柱塞沖程和沖程損失柱塞沖程在圖上的長(zhǎng)度為：光桿沖程在圖上的長(zhǎng)度為：85/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析2、理論示功圖的繪制3）理論示功圖的繪制四個(gè)點(diǎn)：A點(diǎn)-驢頭下死點(diǎn)B點(diǎn)-固定閥打開(kāi)，游動(dòng)閥關(guān)閉，柱塞開(kāi)始上行程；C點(diǎn)-驢頭上死點(diǎn)，柱塞運(yùn)行到最高點(diǎn)；D點(diǎn)-固定閥關(guān)閉，游動(dòng)閥打開(kāi)，柱塞開(kāi)始下行程。86/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析2、理論示功圖的繪制3）理論示功圖的繪制六條實(shí)線：AB線-增載線BC線-柱塞上行程線，也是最大載荷線CD線-卸載線DA線-柱塞下行程線，也是最小載荷線ABC線-驢頭上行程線CDA線-驢頭下行程線兩條虛線：BB’、DD’—桿柱與管柱的靜變形之和，即沖程損失。87/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析3、示功圖的測(cè)試目前使用的測(cè)試示功圖的儀器有:金時(shí)或金時(shí)+3油井診斷儀、德國(guó)生產(chǎn)的DYM-77型動(dòng)力儀及遠(yuǎn)傳裝置等。不論是哪種測(cè)試儀器都是由傳感器部分、信號(hào)接收及記錄兩部分組成，傳感器部分接在懸繩器上，信號(hào)接收部分可根據(jù)輸入的抽油桿長(zhǎng)度、桿徑、密度，液體的密度，柱塞直徑自動(dòng)繪出理論示功圖，并根據(jù)測(cè)試情況直接打印測(cè)示功圖。88/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析4、典型實(shí)測(cè)示功圖的分析1）泵工作正常時(shí)的示功圖這種示功圖與理論示功圖差異不大，為一近似的平行四邊形。除了抽油設(shè)備的輕微振動(dòng)引起一些微小波紋外，其它因素的影響不明顯。圖中虛線是人為根據(jù)油井抽汲參數(shù)繪制的理論負(fù)載線，上邊一條是最大理論負(fù)載線，下邊一條是最小理論負(fù)載線。89/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析4、典型實(shí)測(cè)示功圖的分析2）連抽帶噴的示功圖油井具有一定的自噴能力，固定閥和游動(dòng)閥都處于開(kāi)啟狀態(tài)，抽汲只起助噴作用，液柱載荷基本上不作用在懸點(diǎn)上，示功圖的位置及載荷的大小取決于噴勢(shì)的大小90/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析4、典型實(shí)測(cè)示功圖的分析3）氣體影響的示功圖上行程：氣體隨油進(jìn)入泵內(nèi)，氣體體積膨脹使泵內(nèi)壓力不能很快降低，造成增載緩慢，固定閥推遲打開(kāi)。泵內(nèi)氣體越多，增載越緩慢，固定閥打開(kāi)得越滯后，進(jìn)入泵內(nèi)的液體就越少，泵效就越低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)固定閥打不開(kāi)，游動(dòng)閥關(guān)不上，造成氣鎖現(xiàn)象。下行程：泵內(nèi)氣體被壓縮使泵內(nèi)壓力增加緩慢，游動(dòng)閥推遲打開(kāi)，卸載緩慢。泵內(nèi)氣體越多，游動(dòng)閥打開(kāi)越遲緩，卸載越緩慢，嚴(yán)重時(shí)游動(dòng)閥打不開(kāi)，也會(huì)造成氣鎖現(xiàn)象。91/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析4、典型實(shí)測(cè)示功圖的分析4）供液不足的示功圖上行程：示功圖正常，只是泵筒未充滿(mǎn)。下行程：由于泵筒未充滿(mǎn)且液面低，開(kāi)始懸點(diǎn)載荷不降低，只有當(dāng)柱塞碰到液面時(shí)才開(kāi)始卸載，卸載線基本上與理論示功圖的卸載線平行。示功圖出現(xiàn)刀把現(xiàn)象，充滿(mǎn)程度越差，刀把越長(zhǎng)。92/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析4、典型實(shí)測(cè)示功圖的分析5）出砂井的示功圖油井出砂，有砂卡現(xiàn)象，上下行程會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)載荷，示功圖呈鋸齒狀。93/1715、常規(guī)型游梁式抽油機(jī)示功圖的測(cè)試與分析4、典型實(shí)測(cè)示功圖的分析5）結(jié)蠟井和稠油井的示功圖結(jié)蠟井和稠油井，上下行程流動(dòng)阻力增加，上行程時(shí)，流動(dòng)阻力的方向向下，使懸點(diǎn)載荷增加；下行程時(shí)，流動(dòng)阻力的方向向下，使懸點(diǎn)載荷減小。稠油井的最大和最小載荷振動(dòng)要比結(jié)蠟井小，但兩種示功圖都會(huì)出現(xiàn)肥大。稠油井示功圖結(jié)蠟井示功圖94/1716、有桿抽油泵6.1抽油泵的分類(lèi)和型號(hào)表示方法有桿抽油泵是有桿抽油系統(tǒng)的重要組成部分，作業(yè)時(shí)它裝于油管柱的下部，沉沒(méi)于井內(nèi)液體中，由地面部分的抽油機(jī)及中間部分的抽油桿柱帶動(dòng)抽油泵的柱塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。1、抽油泵的分類(lèi)和型號(hào)表示方法按其在油井中連接方式的不同分為95/1716、有桿抽油泵6.1抽油泵的分類(lèi)和型號(hào)表示方法1、抽油泵的分類(lèi)和型號(hào)表示方法96/1716、有桿抽油泵6.1抽油泵的分類(lèi)和型號(hào)表示方法2、抽油泵的型號(hào)表示方法CYB/

GLZ軟密封柱塞，整體泵筒（無(wú)代號(hào)為金屬柱塞，多節(jié)缸套）固定閥可打撈（無(wú)代號(hào)為固定閥不可打撈，帶泄油器）管式泵（無(wú)代號(hào)為桿式泵）沖程長(zhǎng)度，m泵公稱(chēng)直徑，mm抽油泵代號(hào)例如：CYB43/3GLZ；CYB32/497/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)抽油泵：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體壓能的設(shè)備一般要求：a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，質(zhì)量好，連接部分密封可靠；b.制造材料耐磨和抗腐蝕性好，使用壽命長(zhǎng)；c.規(guī)格類(lèi)型能滿(mǎn)足油井排液量的需要，適應(yīng)性強(qiáng)；d.便于起下；e.結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮防砂、防氣，并帶有必要的輔助設(shè)備。主要組成工作筒(外筒和襯套)、柱塞、游動(dòng)閥(排出閥)和固定閥(吸入閥)98/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)分類(lèi)：按照抽油泵在油管中的固定方式可分為：管式泵和桿式泵管式泵：外筒和襯套在地面組裝好接在油管下部先下入井內(nèi)，然后投入固定閥，最后再把柱塞接在抽油桿柱下端下入泵內(nèi)桿式泵：整個(gè)泵在地面組裝好后接在抽油桿柱的下端整體通過(guò)油管下入井內(nèi)，由預(yù)先裝在油管預(yù)定深度(下泵深度)上的卡簧固定在油管上，檢泵時(shí)不需要起油管。管式泵特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，排量大。但檢泵時(shí)必須起出油管，修井工作量大，故適用于下泵深度不很大，產(chǎn)量較高的油井。桿式泵特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，排量小，修井工作量小。桿式泵適用于下泵深度大、產(chǎn)量較小的油井。99/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1、管式泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)管式泵的泵筒直接固定在油管柱的下端，柱塞隨抽油桿下入泵筒內(nèi)。圖示管式泵為三閥管式泵，因?yàn)樗幸粋€(gè)固定閥和兩個(gè)游動(dòng)閥。由于三閥管式泵在柱塞下端也裝有游動(dòng)閥，所以柱塞走到下柱塞末端時(shí)，下游動(dòng)閥和固定閥之間的容積即余隙容積比較小，適用于含氣多的油井1—柱塞桿2、12—外管接箍3—上游動(dòng)閥罩4、10—游動(dòng)閥球5、11—游動(dòng)閥座6—襯套7—工作筒外管8—柱塞9—下游動(dòng)閥罩13—輔助閥球14—固定閥球15—固定閥座16—固定閥罩17—固定閥座接頭管式泵結(jié)構(gòu)圖100/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1、管式泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)只有一個(gè)游動(dòng)閥的雙閥管式泵由于防氣性能差，已很少應(yīng)用。固定閥是雙球閥，有一大一小兩個(gè)球，大球跳起時(shí)由于小球的作用，迫使大球旋轉(zhuǎn)，使大球磨損均勻，閥罩不易結(jié)蠟，減少了固定閥發(fā)生蠟卡和砂卡的故障。管式泵的主要部件有工作筒、柱塞、游動(dòng)閥和固定閥。1—柱塞桿2、12—外管接箍3—上游動(dòng)閥罩4、10—游動(dòng)閥球5、11—游動(dòng)閥座6—襯套7—工作筒外管8—柱塞9—下游動(dòng)閥罩13—輔助閥球14—固定閥球15—固定閥座16—固定閥罩17—固定閥座接頭管式泵結(jié)構(gòu)圖101/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1、管式泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1）工作筒又稱(chēng)泵筒，由外管、多級(jí)襯套和外管接箍組成。接箍的作用是把多級(jí)襯套緊壓在外管里，使襯套內(nèi)孔對(duì)齊成為很長(zhǎng)、精度很高的工作面，以便柱塞在里面往復(fù)運(yùn)動(dòng)。制造泵筒用的毛坯是精密鋼管分為兩種：①直縫焊接、芯軸拉拔的精密鋼管。②冷拔、冷軋無(wú)縫管。由于泵筒內(nèi)表面要求質(zhì)量很高，因此需要強(qiáng)化處理，國(guó)內(nèi)使用的工藝主要有碳氮共滲、氮化和鍍鉻等，目前又出現(xiàn)了輝光離子氮化工藝、激光硬化工藝燈，增強(qiáng)泵筒的耐磨損和抗腐蝕性能。102/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1、管式泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)2）柱塞柱塞與泵筒組成運(yùn)動(dòng)副，它是游動(dòng)閥和閥罩等零部件的支持件。柱塞外開(kāi)有環(huán)狀防砂槽。環(huán)狀防砂槽的作用有兩個(gè)：①能儲(chǔ)存少量砂子，防止砂子磨損柱塞和泵筒表面；②能儲(chǔ)存少量油液，起到潤(rùn)滑作用。103/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1、管式泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)3）泵閥由閥球和閥座組成，是抽油泵的易損件。4）閥罩閥罩按出油結(jié)構(gòu)分為開(kāi)口閥罩和閉式閥罩兩類(lèi)，如圖是典型的開(kāi)口閥罩。104/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1、管式泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)管式泵的特點(diǎn)：（1）泵徑較大、排量大、適用于產(chǎn)量高、含砂量較高的井；（2）適用于產(chǎn)氣量較小的井；（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，價(jià)格便宜；（4）由于工作筒接在油管下端，所以修井檢泵時(shí)需起出泵上全部油管，工作量大。105/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)2、桿式泵的結(jié)構(gòu)桿式泵有內(nèi)外兩個(gè)工作筒，使用時(shí)把外工作筒固定在油管柱下端，再把裝有柱塞的內(nèi)工作筒連接在抽油桿上，下放到外工作筒中；同樣，在起出時(shí)也是通過(guò)抽油桿把內(nèi)工作筒拔出，所以也叫插入式泵。按其固定形式的不同分為動(dòng)筒式和定筒式兩種，如圖所示。定筒式桿式泵動(dòng)筒式桿式泵106/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)2、桿式泵的結(jié)構(gòu)（1）定筒式桿式泵工作時(shí)，泵筒固定，抽油桿柱與柱塞連接，在抽油機(jī)和抽油桿的帶動(dòng)下柱塞在泵筒內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，泵筒一般由卡簧和支撐環(huán)固定在外工作筒內(nèi)。定筒式桿式泵又分為底部固定和頂部固定兩種形式。定筒式桿式泵動(dòng)筒式桿式泵107/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)2、桿式泵的結(jié)構(gòu)（2）動(dòng)筒式桿式泵工作時(shí)，泵筒在抽油桿柱的帶動(dòng)下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而柱塞和固定閥一起固定在油管下端的錐座上。動(dòng)筒式桿式泵的固定閥位于固定柱塞的頂部，游動(dòng)閥位于游動(dòng)泵筒的頂部。定筒式桿式泵動(dòng)筒式桿式泵108/1716、有桿抽油泵6.2抽油泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)2、桿式泵的結(jié)構(gòu)（3）桿式泵的特點(diǎn)1）檢泵方便，起出抽油桿即可，不用起出油管；2）泵徑小，適用于產(chǎn)量低的深井；3）泵在下井前可以試抽，從而保證了質(zhì)量；4）泵的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工難度大，成本高；5）不能用于易出砂的淺井，內(nèi)外工作筒容易因砂卡而使泵卡在油管內(nèi)。109/1716、有桿抽油泵6.3抽油泵的工作原理上沖程：柱塞上行，游動(dòng)閥關(guān)閉，泵筒內(nèi)壓力下降，當(dāng)泵筒內(nèi)壓力低于泵入口處壓力時(shí)，固定閥被頂開(kāi)，液體進(jìn)入泵內(nèi)。與此同時(shí)，如果油管內(nèi)已逐漸被液體所充滿(mǎn)，柱塞上面的液體沿油管排到地面。所以，上沖程是泵內(nèi)吸入液體，而井口排出液體的過(guò)程。造成吸液進(jìn)泵的條件是泵內(nèi)壓力（吸入壓力）低于沉沒(méi)壓力。下沖程：柱塞下行，泵筒內(nèi)壓力升高，游動(dòng)閥打開(kāi)，固定閥關(guān)閉，液體從泵內(nèi)排出到柱塞以上的油管中。同時(shí)，由于有相當(dāng)于沖成長(zhǎng)度的一段光桿從井外進(jìn)入油管，將排擠出相當(dāng)于這段光桿體積的液體。所以，下沖程是泵向油管內(nèi)排液的過(guò)程，造成泵排出液體的條件是泵內(nèi)壓力高于柱塞以上的液柱壓力。（a）上沖程（b）下沖程抽油泵的工作原理圖1—游動(dòng)閥2—柱塞3—泵筒4—固定閥110/1716、有桿抽油泵6.4抽油泵的理論排量在理想情況下，柱塞上下運(yùn)動(dòng)一次進(jìn)入泵內(nèi)和排到地面的液體體積相等，即等于柱塞在上行時(shí)走過(guò)的幾何體積V。柱塞上行程吸入泵內(nèi)的液體體積為：柱塞上行程排出井外的液體體積為：柱塞下行程排出井外的液體體積為：柱塞上下運(yùn)動(dòng)一次排出井外的液體體積為：111/1716、有桿抽油泵6.4抽油泵的理論排量所以泵每日的理論排量為：泵徑，mm283238434451活塞截面，X10-4m26.158.0411.3414.5215.2020.43排量系數(shù)K0.891.161.632.092.192.94泵徑，mm565763708395活塞截面，X10-4m224.6325.5231.1738.4854.1070.88排量系數(shù)K3.553.674.495.547.7910.21抽油泵的排量系數(shù)表112/1716、有桿抽油泵6.5抽油泵的選擇1、選擇原則1）應(yīng)使抽油泵的最大排量滿(mǎn)足油井的供液能力；2）要與所用抽油機(jī)參數(shù)、功率相匹配；3）要考慮整個(gè)系統(tǒng)的綜合效率；4）要考慮油井類(lèi)型和地質(zhì)狀況；5）對(duì)特殊井如出砂井、稠油出砂井等，還要考慮地層對(duì)滲流速度的承受能力。綜合考慮上述因素后，優(yōu)先選用小泵徑長(zhǎng)沖程和常用的泵型規(guī)格。113/1716、有桿抽油泵6.5抽油泵的選擇2、基本選擇方法1）根據(jù)提供的油井的產(chǎn)液量，確定抽油泵泵徑。2）根據(jù)抽油泵泵徑查表得到排量系數(shù)K值。3）根據(jù)抽油機(jī)參數(shù)，確定沖程長(zhǎng)度S和沖次n，在確定S、n時(shí)還應(yīng)考慮到抽油泵的下泵深度、被抽汲液體的物性等，推薦S×n的數(shù)值可在20～50m/min內(nèi)。4）根據(jù)已確定的k、s、n查表得出抽油泵的理論排量。理論排量應(yīng)大于油井產(chǎn)液量，校核抽油泵的理論排量和油井產(chǎn)液量。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)0.6～0.7倍的理論排量應(yīng)等于油井實(shí)際產(chǎn)液量，若相差太大，則應(yīng)重新選擇S、n甚至是泵徑，直到符合為止。114/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施泵實(shí)際排量與泵理論排量之比的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為泵效，泵效是衡量泵工作狀況好壞的重要參數(shù)，也是反映油井管理水平的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。泵效的表達(dá)式為：計(jì)算泵效時(shí)，泵的實(shí)際排量和理論排量單位要統(tǒng)一，都用質(zhì)量排量或都用體積排量。一般除連抽帶噴的井外，泵效都是小于100％的，若泵效大于70％說(shuō)明泵的工作狀況良好。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般泵效都低于70％。115/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素1、油井工作制度的影響

油井工作制度選擇不合理指的是沖程、沖次、泵徑選得過(guò)大，而地層能量供不應(yīng)求，致使泵效降低。2、沖程損失的影響沖程損失是指光桿沖程與柱塞沖程之差，行程沖程損失的原因主要是上下沖程中抽油桿柱和油管柱承受交變載荷而產(chǎn)生彈性伸縮，使柱塞沖程小于光桿沖程，從而減小了柱塞所讓出的體積，使泵效降低。116/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素2、沖程損失的影響（1）靜載荷引起的沖程損失1）沖程損失的形成過(guò)程由于液柱載荷在上下沖程中交替的作用在抽油桿和油管上，使得作用在抽油桿柱和油管柱上的載荷交替的增大和減小，從而引起抽油桿柱和油管柱交替地伸長(zhǎng)和縮短。117/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素2、沖程損失的影響（1）靜載荷引起的沖程損失2）沖程損失的計(jì)算油井使用單級(jí)桿柱時(shí)的計(jì)算公式式中：fr—抽油桿柱的截面積，m2ft—油管的截面積，m2fp

—柱塞的截面積，m2E—抽油桿材料的彈性模量，Pa剛的彈性模量為2.1x1011PaL—下泵深度，m。118/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素2、沖程損失的影響（1）靜載荷引起的沖程損失2）沖程損失的計(jì)算油井使用多級(jí)桿柱時(shí)的計(jì)算公式式中：L1、L2—分別為第一級(jí)、第二級(jí)抽油桿柱的長(zhǎng)度，mfr1、fr2—分別為第一級(jí)、第二級(jí)抽油桿的截面積，m2119/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素2、沖程損失的影響（1）靜載荷引起的沖程損失2）沖程損失的計(jì)算柱塞的截面積越大，沖程損失越大；下泵深度越大，沖程損失越大；液體的密度越大，沖程損失越大；抽油桿的截面積越大，沖程損失越小；油管的截面積越大即油管壁越厚，沖程損失越小。沖程損失影響的泵效：120/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素例題：某井使用的油管直徑為21/2in(外徑73mm、內(nèi)徑62mm),選用56mm的管式泵，下泵深度為1000m，由直徑為7/8in的抽油桿400m、直徑為3/4in的抽油桿600m組成二級(jí)抽油桿柱，井內(nèi)液體密度為900kg/m3，光桿沖程為1.8m，試計(jì)算靜載荷引起的沖程損失及對(duì)泵效的影響。解：查表得7/8in、3/4in抽油桿的截面積分別為387.74mm2和285.16mm2121/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施靜載荷引起的沖程損失對(duì)泵效的影響：只考慮靜載荷引起的沖程損失一項(xiàng)的影響，泵效就能達(dá)到70%多，所以實(shí)際泵效一般都低于70%。122/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素2、沖程損失的影響（2）慣性載荷對(duì)沖程損失的影響當(dāng)懸點(diǎn)上升到上死點(diǎn)時(shí)，抽油桿受向上最大慣性力作用，懸點(diǎn)到上死點(diǎn)后，抽油桿在該慣性力的作用下帶著柱塞仍然上行，使柱塞比只有靜載荷作用下，向上多移動(dòng)一段距離λ′。當(dāng)懸點(diǎn)運(yùn)行到下死點(diǎn)時(shí)，抽油桿受到向下的最大慣性力，柱塞比只有靜載荷作用下，向下多移動(dòng)一段距離λ〞。在慣性載荷的作用下，使柱塞的沖程比只有靜載荷時(shí)要增加λi。123/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素2、沖程損失的影響（2）慣性載荷對(duì)沖程損失的影響根據(jù)虎克定律，由慣性力產(chǎn)生柱塞沖程的增量為：（3）考慮慣性載荷和靜載荷的活塞沖程為：124/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素3、氣體對(duì)泵效的影響1）相關(guān)概念（1）余隙容積：當(dāng)柱塞運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)位置時(shí)，固定閥與游動(dòng)閥之間的泵筒容積。用Vs表示。（2）充滿(mǎn)系數(shù)：柱塞上沖程時(shí)，吸入泵內(nèi)的液體體積與柱塞讓出泵筒容積之比，用β表示。式中：Vp—柱塞讓出泵筒容積；V′o

—進(jìn)入泵筒中液體的體積。（3）氣鎖：大量氣體進(jìn)入泵內(nèi)，在抽汲時(shí)由于氣體在泵內(nèi)壓縮和膨脹，使固定閥和游動(dòng)閥無(wú)法打開(kāi)，導(dǎo)致泵抽不出油的現(xiàn)象。125/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素3、氣體對(duì)泵效的影響1）氣體對(duì)泵效的影響如圖所示，柱塞從下死點(diǎn)運(yùn)行到上死點(diǎn)時(shí)，泵內(nèi)進(jìn)入油氣的情況。由于抽油機(jī)井的井底壓力都比較低，泵入口的壓力一般都低于飽和壓力，在抽汲時(shí)，總會(huì)有氣體隨液體一起進(jìn)入泵內(nèi)。氣體占據(jù)一定的泵內(nèi)容積，柱塞上行時(shí)泵內(nèi)氣體膨脹，泵筒內(nèi)壓力不能及時(shí)下降，使固定閥不能及時(shí)打開(kāi)，游動(dòng)閥不能及時(shí)關(guān)閉，影響液體進(jìn)泵；當(dāng)柱塞下行時(shí)，壓縮泵筒內(nèi)的氣體，使泵筒內(nèi)壓力不能立即上升，游動(dòng)閥推遲打開(kāi)，固定閥推遲關(guān)閉，泵筒不能及時(shí)排油。因此，氣體進(jìn)入泵內(nèi)會(huì)降低泵效，當(dāng)大量氣體進(jìn)入泵內(nèi)，還會(huì)產(chǎn)生氣鎖，使泵無(wú)法工作。126/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素3、氣體對(duì)泵效的影響1）氣體對(duì)泵效的影響如圖所示，柱塞從下死點(diǎn)運(yùn)行到上死點(diǎn)時(shí)，泵內(nèi)進(jìn)入油氣的情況。127/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素4、漏失的影響漏失會(huì)使泵效降低，常見(jiàn)的漏失包括以下三方面。1）油管漏失包括接頭螺紋漏、腐蝕穿孔漏、制造缺陷的管壁砂眼等。2）選泵不合理柱塞與泵筒間的配合間隙過(guò)大。3）抽油泵零件磨損和被卡引起的漏失。造成這種漏失的原因有以下幾種：（1）油井出砂；（2）油井結(jié)蠟；（3）井內(nèi)液體含有腐蝕性物質(zhì)；（4）原油粘度過(guò)高；（5）井身彎曲；（6）鋼質(zhì)部件發(fā)生磁化。128/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.1影響泵效的因素5、供液不足的影響若油層能量低或沉沒(méi)度較小時(shí)，使得柱塞的運(yùn)動(dòng)速度大于吸入液體的速度，會(huì)使泵充不滿(mǎn)而影響泵效。129/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.2提高泵效的措施提高和維持油層能量，保證有充足的供油能力。1、油層方面采取的措施提高和維持油層能量，保證有充足的供油能力。對(duì)于注水開(kāi)發(fā)的油田，合理注水是保證高產(chǎn)、高泵效的根本措施；對(duì)于井底附近油層物性不好的，可采取增產(chǎn)措施如壓裂、酸化等增大井底附近油層的滲透率，以提高油層供油能力。130/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.2影響泵效的因素2、油井方面采取的措施

1）選擇合理的油井工作制度連續(xù)抽油的井，油井的工作制度是指沖程、沖次、泵徑和下泵深度的合理選擇；間歇抽油的井，油井的工作制度指的是合理選擇開(kāi)、停抽時(shí)間。（1）連續(xù)抽油的井在滿(mǎn)足產(chǎn)量要求的條件下，選擇抽汲參數(shù)的最佳配合。選擇油井工作制度的原則是：長(zhǎng)沖程、低沖次、小泵徑及合理的下泵深度。131/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.2影響泵效的因素1）選擇合理的油井工作制度（1）連續(xù)抽油的井選用長(zhǎng)沖程的優(yōu)點(diǎn)是：可相對(duì)減小沖程損失對(duì)泵效的影響；可減小余隙百分比，以減小氣體對(duì)泵效的影響；在沖次不變的情況下，可相對(duì)提高柱塞的運(yùn)動(dòng)速度，減小漏失量。選用低沖次的優(yōu)點(diǎn)是：可減小懸點(diǎn)的慣性載荷和振動(dòng)載荷，改善抽油機(jī)的工作條件，有利于提高泵的充滿(mǎn)系數(shù)。選用小泵徑的優(yōu)點(diǎn)是：在同樣下泵深度條件下，泵徑小，光桿載荷小，可減小沖程損失，提高泵效。下泵深度的選擇，也直接影響泵效。下泵深度過(guò)大會(huì)使懸點(diǎn)載荷增加，增加沖程損失；下泵深度過(guò)小會(huì)減小泵的沉沒(méi)度，增加氣體對(duì)泵效的影響，使泵供液不足。132/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.2影響泵效的因素1）選擇合理的油井工作制度（2）間歇抽油的井當(dāng)?shù)貙庸┮耗芰懿睿B續(xù)抽油會(huì)使泵效大大降低，不僅浪費(fèi)動(dòng)力資源而且損壞抽油設(shè)備，為了避免能源和設(shè)備的損耗而采用間抽得方法進(jìn)行采抽。間抽井選擇油井工作制度主要指確定油井合理的開(kāi)、關(guān)時(shí)間，使油井供油能力與泵的工作能力相適應(yīng)。133/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.2影響泵效的因素2）使用油管錨，減小沖程損失用油管錨將油管下端固定，可以消除油管變形、減少?zèng)_程損失、改善受力狀況。目前在油田使用的油管錨分為機(jī)械式和液力式兩大類(lèi),機(jī)械式包括張力式油管錨、壓縮式油管錨和旋轉(zhuǎn)式油管錨三種；液力式包括壓差液力式油管錨和憋壓式油管錨兩種。張力式油管錨的結(jié)構(gòu)如圖所示。134/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.2影響泵效的因素2）使用油管錨，減小沖程損失

圖2-26張力式油管錨結(jié)構(gòu)圖1—錐體2—卡瓦3—卡瓦托4—摩擦塊5—倒J型定位槽6—中心管7—上接頭135/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.2影響泵效的因素3）合理利用氣體能量，減小氣體的影響（1）控制套管氣對(duì)于地層能量較高且具有自噴能力的井，應(yīng)控制套管氣，利用氣體能量舉油，可以提高泵效。對(duì)于沒(méi)有自噴能力但氣油比較高的井，通過(guò)控制套管氣，使動(dòng)液體穩(wěn)定，提高泵的充滿(mǎn)程度，使氣體到達(dá)柱塞以上再分離，提高泵效。對(duì)于含氣較少的井，可以適當(dāng)?shù)胤盘坠軞猓蕴岣弑玫某翛](méi)度。（2）減小防沖距在保證不碰泵的情況下，盡量減小防沖距，減小余隙容積，減小氣體對(duì)泵效的影響。136/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.2影響泵效的因素3）合理利用氣體能量，減小氣體的影響（3）使用氣錨減少氣體影響氣錨是一種井下氣液分離器。氣錨有四種類(lèi)型，分別是利用滑脫效應(yīng)的簡(jiǎn)單氣錨、利用離心效應(yīng)的螺旋氣錨、利用捕集效應(yīng)的盤(pán)式氣錨、利用氣帽排氣的氣錨。其中，利用滑脫效應(yīng)的氣錨結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。如圖所示。圖2-27簡(jiǎn)單氣錨結(jié)構(gòu)示意圖1—上接頭2—外管3—內(nèi)管4—堵頭137/1717、影響抽油泵泵效的因素和提高泵效的措施7.2影響泵效的因素4）減小漏失對(duì)泵效的影響①防止油井出砂，對(duì)于由于油井出砂而使泵漏失的井，應(yīng)采用防砂措施。②防止油井結(jié)蠟，對(duì)于由于油井結(jié)蠟而使泵漏失的井，應(yīng)制定合理的防清蠟措施。③防腐蝕，對(duì)于由于腐蝕而使泵漏失的井，要制定合理的防腐措施。138/1718、抽油桿及采油管柱配套工具抽油桿柱是有桿泵采油裝置的一個(gè)重要組成部分，抽油桿柱上連抽油機(jī)，下連抽油泵，起傳遞動(dòng)力作用。8.1抽油桿柱抽油桿柱由光桿、抽油桿、抽油桿接箍和加重抽油桿組合而成。1、光桿抽油桿柱最上面的一根抽油桿稱(chēng)為光桿。光桿有兩個(gè)作用：1）通過(guò)光桿方卡把整個(gè)抽油桿柱懸掛在懸繩器上；2）和井口盤(pán)根配合密封井口。光桿分為普通型和一端鐓粗型兩種。

139/1718、抽油桿及采油管柱配套工具8.1抽油桿柱

普通型光桿兩端均為相同的抽油桿螺紋，桿體直徑大于兩端螺紋最大外徑，兩端無(wú)鐓粗頭。其特點(diǎn)是兩端可互換使用，能充分利用桿體全部。

一端鐓粗型光桿是光桿的一端鐓粗并加工出抽油桿螺紋，另一端未鐓粗直接加工出抽油桿螺紋，桿體直徑小于鐓粗部分直徑。其特點(diǎn)是鐓粗端螺紋連接性能好，但兩端不可互換。常用的光桿桿體直徑有Φ25、Φ28、Φ32、Φ38四種規(guī)格。140/1718、抽油桿及采油管柱配套工具8.1抽油桿柱2、抽油桿抽油桿是兩端加粗并車(chē)制螺紋的實(shí)心或空心桿，用于連接光桿與抽油泵，并將地面動(dòng)力傳遞給抽油泵。普通鋼質(zhì)抽油桿又稱(chēng)為常規(guī)抽油桿，制造工藝簡(jiǎn)單、成本低、直徑小、使用范圍廣，約占有桿抽油井的90%以上。（1）常規(guī)抽油桿的結(jié)構(gòu)和規(guī)格常規(guī)抽油桿是一種具有圓形斷面而兩頭鐓粗的金屬細(xì)長(zhǎng)桿件，一般長(zhǎng)度為8米左右，如圖所示。桿頭部分由外螺紋、卸荷槽、推承面臺(tái)階和扳手方頸等組成，結(jié)構(gòu)如圖所示。為了調(diào)節(jié)抽油桿柱的長(zhǎng)度，還配有多種長(zhǎng)度的短抽油桿。141/1718、抽油桿及采油管柱配套工具圖

常規(guī)抽油桿的結(jié)構(gòu)示意圖圖

常規(guī)抽油桿鐓粗部分結(jié)構(gòu)示意圖1—外螺紋接頭2—卸荷槽3—推承面臺(tái)肩4—扳手方頸5—凸緣6—圓弧過(guò)渡區(qū)142/1718、抽油桿及采油管柱配套工具8.1抽油桿柱2、抽油桿（1）常規(guī)抽油桿的結(jié)構(gòu)和規(guī)格國(guó)標(biāo)將常規(guī)抽油桿分為C、D和K三個(gè)等級(jí)，其中C級(jí)抽油桿用于輕、中負(fù)荷的油井，一般用40號(hào)或45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼或錳鋼制造；D級(jí)抽油桿用于中、重負(fù)荷的油井，由碳鋼或20CrMo合金鋼制造；K級(jí)抽油桿用于有腐蝕性的油井，由鎳鉬合金鋼制造。抽油桿要經(jīng)過(guò)鐓粗、整體熱處理、外螺紋滾壓加工、噴丸強(qiáng)化、油溶性涂料防護(hù)等加工過(guò)程，使其獲得一定的抗疲勞和抗腐蝕性能。143/1718、抽油桿及采油管柱配套工具8.1抽油桿柱2、抽油桿（2）常規(guī)抽油桿的型號(hào)表示方法和技術(shù)規(guī)范CYG/材料強(qiáng)度代號(hào)，B為合金鋼，調(diào)制處理；C為碳鋼，正火處理。短抽油桿長(zhǎng)度，mm抽油桿桿體直徑，mm抽油桿代號(hào)在抽油桿型號(hào)中，若未注明長(zhǎng)度，則表示抽油桿是長(zhǎng)度為8米的標(biāo)準(zhǔn)抽油桿。例如：CYG22BCYG25/1500C144/1718、抽油桿及采油管柱配套工具8.1抽油桿柱3、抽油桿接箍抽油桿接箍按結(jié)構(gòu)特征的不同分為普通接箍和異徑接箍。普通接箍如圖（a）(b)所示，它用于連接等直徑抽油桿。145/1718、抽油桿及采油管柱配套工具8.1抽油桿柱3、抽油桿接箍異徑接箍如圖（C）（D），兩端的螺紋直徑不等，用于連接不同直徑的抽油桿。146/1718、抽油桿及采油管柱配套工具8.1抽油桿柱4、加重抽油桿加重抽油桿是一種本體直徑較大的抽油桿，兩端帶有抽油桿螺紋，一端車(chē)有吊卡頸和打撈頸的實(shí)心圓桿。它替代部分抽油桿以增大抽油桿柱下部重量，減少抽油桿柱的縱向彎曲。加重抽油桿的結(jié)構(gòu)如圖所示。147/1718、抽油桿及采油管柱配套工具8.2抽油井井口裝置抽油井井口裝置一