国内几种新型抽油机原理及构造简介课件.ppt

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1、国内几种新型抽油机原理及构造简介第一节抽油机研究现状国内外对抽油机的研究从未间断。新的传动原理、设计方案和新的机型不断出现。国外，以美国为代表的石油设备生产国，抽油机生产制造研究逐步向几个大公司靠拢.。研究主流主要向技术统一化、生产模块化、产品系列化和标准化方向发展。新型抽油机出现较少。我国，抽油机生产厂家众多，生产能力严重过剩。促使抽油机生产企业为提高技术含量、开发新产品而增加投入。使抽油机的研究力量不断增强，抽油机的研究成果不断涌现。主要研究方向是：1．提高冲程，降低冲次；2．节能抽油机；3．自动化和智能化控制。第二节游梁式抽油机节能原理与技术改造一、梁式抽油机的工作特征

2、二、抽油机的节能途径分析三、梁式抽油机的节能改造一、游梁式抽油机的工作特征图1常规型游梁式抽油机1、结构特点由四连杆机构实现运动的转换，将电机的旋转运动转换为光杆的上下往复直线运动。如图3所示。图3游梁式抽油机结构简图2、运动特征悬点的运动为周期性的变速运动。在一个抽油循环中，加速度接近余玄规律变化。如图4所示图4悬点加速度曲线3、负荷特征游梁式抽油机悬点负荷的变化规律可用悬点的示功图表示，如图5、6所示。图5静力示功图图6动力示功图4、游梁式抽油机曲柄扭矩的变化规律（1）作用在曲柄上的负荷扭矩Mp抽油机曲柄的负荷扭矩变化规律基本上为一条上冲程振幅大、下冲程振幅小的正弦波。但

3、其上冲程的扭矩峰值较标准正弦波超前，而下冲程的负峰值则滞后。这主要是由于抽油机的悬点负荷特点造成的。（2）曲柄的平衡扭矩M平曲柄的平衡扭矩曲线几乎为一条标准的正弦曲线。（3）曲柄净扭矩MM＝Mp－M平图7扭矩曲线1．净扭矩2、负荷扭矩3、平衡扭矩曲柄净扭矩M的特点：a、在整个工作循环中，始终是变化的。且脉动值很大。b、在整个工作循环中出现两次负扭矩。两个最大扭矩峰值分别出现在上、下冲程静变形结束后的一瞬间实例例：某井抽油机机型为CYJ-10-3-48B，P悬max=4375kg，P悬min=l483kg，P悬均=2744kg，冲次n=8，冲程S=3m。最大正扭矩26980.4

4、4N·m，最大负扭矩4697.62N·m，平均扭矩7951.44N·m，平均功率8.59kW，最大加速度1.55m／s2。计算结果表明a、抽油机扭矩的脉动幅值很大，本例为平均值的3．39倍。脉动大的结果是载荷峰值大而平均载荷低，现场测试抽油机适配电动机的负荷率在20％左右。但为了满足最大负荷的要求，不得不配用大功率电机，即所谓“大马”拉“小车”。在这样的负荷率下，效率再高的电动机的实际效率也只有80％左右。图8电机负载率与电机效率的关系曲线b、扭矩脉动大同时使电流脉动大，电流均方根值大，额外增加了电流流经导体的有功损失。也使电机效率降低。c、脉动大的另一后果是使抽油机机体尺寸

5、加大，振动加大，寿命降低。d、值得注意的是抽油机存在负扭矩，一个周期中一般出现两次，如图7所示。负扭矩的出现使电动机进入发电状态运行，向电网充电。研究结果表明，这种向电网反充电的工况不但使电能利用率降低，而且由于充电相位不可能与电网相位完全同步，而使充电电能不可能完全转变成为有用电能。二、抽油机的节能途径分析1、节能目标节能的目标是提高效率，降低能耗。提高抽油机井系统效率的首要问题之一是提高地面部分的的效率ηs，也就是提高整个抽油机系统的效率。2、节能途径（1）提高从悬点到电机各部件的传动效率。这方面主要由抽油机的设计、制造、安装、调试、维护、保养等各个技术环节最优化操作完成

6、，这里不作赘述。（2）提高电机的实际工作效率η1。这是最引起人们重视的关键节能技术环节。由前面的论述可以得出结论：提高电机的实际工作效率η1的方法有：a、改造电机的结构，使之具有适应脉动负荷的输出特性；设计适应抽油机工作特点的新型节能电机。b、改善电机的扭矩负荷，使之尽可能的平稳，使电机处于额定功率附近的高效区内工作，提高电机工作效率。3、使抽油机曲柄净扭矩的变化平稳的技术途径分析图7扭矩曲线1．净扭矩2、负荷扭矩3、平衡扭矩（1）使曲柄负荷扭矩Mp曲线尽可能的接近曲柄平衡扭矩M平曲线的变化规律，使净扭矩M=Mp-M平在每个瞬时趋向均匀。（2）使平衡扭矩M平变化规律接近于负荷

7、扭矩MP的变化规律（3）利用高转差率电机配合较大的旋转惯性件削减负荷的脉动幅值。第三节节能改造的游梁式抽油机（一）异相曲柄平衡式抽油机图14采用非对称循环机构，使游梁在上下死点时，连杆两个位置之间存在约120的相位夹角。曲柄上冲程的转角增加120，为1920；曲柄下冲程的转角减少120，为1680。这种机构具有“急回特性”：一是上冲程的曲柄转角大于下冲程的曲柄转角，上冲程时间长，速度慢，加速度就小，从而使上冲程中载荷扭矩曲线的上峰值减小；同时也相应地缩短了下冲程的运行时间，增大下冲程后半段的加速度变化幅