新型抽油機簡介

1、新型抽油機簡介新型抽油機簡介 主講李樹臻第一節(jié)第一節(jié) 抽油機研究現(xiàn)狀抽油機研究現(xiàn)狀n國內(nèi)外對抽油機的研究從未間斷。新的傳動原理、設(shè)計方案和新的機型不斷出現(xiàn)。n國外，以美國為代表的石油設(shè)備生產(chǎn)國，抽油機生產(chǎn)制造研究逐步向幾個大公司靠攏.。研究主流主要向技術(shù)統(tǒng)一化、生產(chǎn)模塊化、產(chǎn)品系列化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。新型抽油機出現(xiàn)較少。n我國，抽油機生產(chǎn)廠家眾多，生產(chǎn)能力嚴(yán)重過剩。促使抽油機生產(chǎn)企業(yè)為提高技術(shù)含量、開發(fā)新產(chǎn)品而增加投入。使抽油機的研究力量不斷增強，抽油機的研究成果不斷涌現(xiàn)。 主要研究方向是：n1 提高沖程，降低沖次；n2 節(jié)能抽油機；n3 自動化和智能化控制。第二節(jié)游梁式抽油機節(jié)能原理與技術(shù)改

2、造 一、梁式抽油機的工作特征一、梁式抽油機的工作特征 二、抽油機的節(jié)能途徑分析二、抽油機的節(jié)能途徑分析 三、梁式抽油機的節(jié)能改造三、梁式抽油機的節(jié)能改造一、游梁式抽油機的工作特征一、游梁式抽油機的工作特征n圖1常規(guī)型游梁式抽油機1、結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)特點n由四連桿機構(gòu)實現(xiàn)運動的轉(zhuǎn)換，將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為光桿的上下往復(fù)直線運動。如圖3所示。 圖3 游梁式抽油機結(jié)構(gòu)簡圖2、運動特征n懸點的運動為周期性的變速運動。在一個抽油循環(huán)中，加速度接近余玄規(guī)律變化。如圖4所示 圖4 懸點加速度曲線3、負(fù)荷特征n游梁式抽油機懸點負(fù)荷的變化規(guī)律可用懸點的示功圖表示，如圖 5 、6所示。圖5 靜力示功圖圖6 動力示功

3、圖4、游梁式抽油機曲柄扭矩的變化規(guī)律n（1）作用在曲柄上的負(fù)荷扭矩）作用在曲柄上的負(fù)荷扭矩Mpn抽油機曲柄的負(fù)荷扭矩變化規(guī)律基本上為一條上沖程振幅大、下沖程振幅小的正弦波。但其上沖程的扭矩峰值較標(biāo)準(zhǔn)正弦波超前，而下沖程的負(fù)峰值則滯后。這主要是由于抽油機的懸點負(fù)荷特點造成的。（2）曲柄的平衡扭矩M平n曲柄的平衡扭矩曲線幾乎為一條標(biāo)準(zhǔn)的正弦曲線。 （3）曲柄凈扭矩MnMMpM平 圖7 扭矩曲線1凈扭矩 2、負(fù)荷扭矩 3、平衡扭矩n曲柄凈扭矩M的特點：na、在整個工作循環(huán)中，始終是變化的。且脈動值很大。nb、在整個工作循環(huán)中出現(xiàn)兩次負(fù)扭矩。n兩個最大扭矩峰值分別出現(xiàn)在上、下沖程靜變形結(jié)束后的一瞬間實

4、例n例：某井抽油機機型為CYJ-10-3-48B，P懸max=4 375 kg，P懸min=l 483 kg，nP懸均=2 744kg，沖次n=8，沖程S=3m。最大正扭矩26980.44Nm，n最大負(fù)扭矩4697.62Nm， n平均扭矩7951.44Nm，平均功率8.59kW，最大加速度1.55ms2。 計算結(jié)果表明a、抽油機扭矩的脈動幅值很大，本例為平均值的339倍。脈動大的結(jié)果是載荷峰值大而平均載荷低，現(xiàn)場測試抽油機適配電動機的負(fù)荷率在20左右。但為了滿足最大負(fù)荷的要求，不得不配用大功率電機，即所謂“大馬”拉“小車”。在這樣的負(fù)荷率下，效率再高的電動機的實際效率 也 只 有 8 0 左右

5、。 圖8 電機負(fù)載率與電機效率的關(guān)系曲線nb、扭矩脈動大同時使電流脈動大，電流均方根值大，額外增加了電流流經(jīng)導(dǎo)體的有功損失。也使電機效率降低。nc、脈動大的另一后果是使抽油機機體尺寸加大，振動加大，壽命降低。nd、值得注意的是抽油機存在負(fù)扭矩，一個周期中一般出現(xiàn)兩次，如圖7所示。負(fù)扭矩的出現(xiàn)使電動機進入發(fā)電狀態(tài)運行，向電網(wǎng)充電。研究結(jié)果表明，這種向電網(wǎng)反充電的工況不但使電能利用率降低，而且由于充電相位不可能與電網(wǎng)相位完全同步，而使充電電能不可能完全轉(zhuǎn)變成為有用電能。二、抽油機的節(jié)能途徑分析二、抽油機的節(jié)能途徑分析 1、節(jié)能目標(biāo)、節(jié)能目標(biāo)節(jié)能的目標(biāo)是提高效率，降低能耗。提高抽油機井系統(tǒng)效率的首要

6、問題之一是提高地面部分的的效率s，也就是提高整個抽油機系統(tǒng)的效率。2、節(jié)能途徑、節(jié)能途徑n（1）提高從懸點到電機各部件的傳動效率。這方面主要由抽油機的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、維護、保養(yǎng)等各個技術(shù)環(huán)節(jié)最優(yōu)化操作完成，這里不作贅述。n（2）提高電機的實際工作效率1。這是最引起人們重視的關(guān)鍵節(jié)能技術(shù)環(huán)節(jié)。n由前面的論述可以得出結(jié)論：提高電機的實際工作效率1的方法有：na、 改造電機的結(jié)構(gòu)，使之具有適應(yīng)脈動負(fù)荷的輸出特性；設(shè)計適應(yīng)抽油機工作特點的新型節(jié)能電機。nb、 改善電機的扭矩負(fù)荷，使之盡可能的平穩(wěn)，使電機處于額定功率附近的高效區(qū)內(nèi)工作，提高電機工作效率。3、使抽油機曲柄凈扭矩的變化平穩(wěn)的、使抽油

7、機曲柄凈扭矩的變化平穩(wěn)的技術(shù)途徑分析技術(shù)途徑分析圖7 扭矩曲線1凈扭矩 2、負(fù)荷扭矩 3、平衡扭矩n（1）使曲柄負(fù)荷扭矩）使曲柄負(fù)荷扭矩Mp曲曲線盡可能的接近曲柄平衡扭線盡可能的接近曲柄平衡扭矩矩M平平曲線的變化規(guī)律，使曲線的變化規(guī)律，使凈扭矩凈扭矩M=Mp-M平平在每個瞬在每個瞬時趨向均勻。時趨向均勻。n（2）使平衡扭矩）使平衡扭矩M平平變變化規(guī)律接近于負(fù)荷扭矩化規(guī)律接近于負(fù)荷扭矩MP的變化規(guī)律的變化規(guī)律n（3）利用高轉(zhuǎn)）利用高轉(zhuǎn)差率電機配合差率電機配合較大的旋轉(zhuǎn)慣較大的旋轉(zhuǎn)慣性件削減負(fù)荷性件削減負(fù)荷的脈動幅值。的脈動幅值。第三節(jié)第三節(jié) 節(jié)能改造的游梁式抽油機節(jié)能改造的游梁式抽油機 n（一）

8、異相曲柄平衡式抽油機（一）異相曲柄平衡式抽油機 圖14n采用非對稱循環(huán)機構(gòu)，使游梁在上下死點時，連桿兩個位置之間存在約120的相位夾角。曲柄上沖程的轉(zhuǎn)角增加120，為1920；曲柄下沖程的轉(zhuǎn)角減少120，為1680。這種機構(gòu)具有“急回特性”：n一是上沖程的曲柄轉(zhuǎn)角大于下沖程的曲柄轉(zhuǎn)角，上沖程時間長，速度慢，加速度就小，從而使上沖程中載荷扭矩曲線的上峰值減小；同時也相應(yīng)地縮短了下沖程的運行時間，增大下沖程后半段的加速度變化幅度，從而使扭矩曲線的上峰值增大；n二是改變了載荷扭矩曲線的形狀，使其波形盡量向正弦波靠近。（二）偏輪游梁抽油機 圖15 偏輪游梁抽油機結(jié)構(gòu)示意圖l懸繩器總成；2吊繩總成；3驢

9、頭總成；4游梁總成；5支座總成；6操縱桿總成；7橫梁總成；8偏輪總成；9連桿總成；l0曲柄銷總成；l1減速箱總成；12剎車總成；13電動機總成；14底座總成；15曲柄總成；16支架總成偏輪游梁式抽油機(以下簡稱偏輪機)是為了滿足油田和用戶的需要，由華北石油管理局第二機械廠研制出的一種新型節(jié)能專利產(chǎn)品，該機是在異相游梁式抽油機(以下簡稱異相機)的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種六連桿機構(gòu)。偏輪機桿件均為剛性連接，保留了常規(guī)機的特點，節(jié)能1530。，與常規(guī)機相比，偏輪機結(jié)構(gòu)有3點不同在游梁尾部裝有一個偏輪；n在偏輪與游梁中心支架之間增設(shè)推桿；n在游梁尾部、橫梁、推桿與偏輪之間用軸承連接。偏輪機利用了變矩節(jié)能原理當(dāng)

10、曲柄旋轉(zhuǎn)時，依次帶動連桿、橫梁、偏輪和游梁運動。偏輪相對游梁擺動，擺動規(guī)律由推桿確定。正是由于偏輪擺動的作用，使游梁后臂的有效長度和游梁擺動的角速度均隨著曲柄轉(zhuǎn)角的變化而變化，游梁后臂的變化規(guī)律與懸點載荷的變化規(guī)律基本一致，接近正弦規(guī)律且與曲柄平衡扭矩相對應(yīng)，從而使曲柄軸凈扭矩波動較小。（三）（三） 游梁偏游梁偏置復(fù)合平衡置復(fù)合平衡圖18 游梁偏置復(fù)合平衡簡圖不改變常規(guī)機的結(jié)構(gòu)，在游梁尾部增加固定偏置平衡裝置，其重心相對游梁下偏一個角度，叫做游梁平衡重偏置角，在運行中，游梁偏置平衡重心的運行軌跡是一段圓弧，當(dāng)平衡重偏置角合適時，懸點載荷最大時，平衡重心處于游梁回轉(zhuǎn)中心的水平線上時，其重力矩最大

11、；當(dāng)懸點在上死點時，重心靠近游梁回轉(zhuǎn)中心的垂直線，其平衡重力矩最小。利用這一變矩原理與曲柄平衡復(fù)合作用，可有效削減懸點載荷峰值扭矩，改善曲柄平衡游梁抽油機的曲柄軸凈扭矩曲線的形狀和大小，使其波動平緩，且能消除負(fù)扭矩，從而減小抽油機的周期載荷系數(shù)，提高電動機的工作效率。圖19曲游梁抽油機隨著大小的變化，游梁偏置復(fù)合平衡扭矩M平隨曲柄轉(zhuǎn)角變化的趨勢不同。為了與各種不同桿件長度組合的四連桿游梁機的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，只需改變的大小，可以根據(jù)不同規(guī)格型號的游梁機通過復(fù)合平衡優(yōu)化計算來確定。把游梁機改造成游梁偏置復(fù)合平衡游梁抽油機實現(xiàn)節(jié)能，具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，僅增加一個無運動件的剛性平衡裝置，本身無需維護保

12、養(yǎng)，調(diào)平衡方便，完全繼承了游梁機的全部優(yōu)點。與曲柄平衡游梁機相比，節(jié)電率在15以上。n優(yōu)點：曲柄、連桿等構(gòu)件受力減小，可靠性相對提高，程沖相對加大。上沖程終了時,游梁平衡塊處于比較低的位置，并且單塊重量輕,便于平衡調(diào)整。曲柄平衡塊的重量減輕,便于現(xiàn)場調(diào)整。保留了常規(guī)機的優(yōu)點,是一種比較理想的節(jié)能型抽油機。（五）游梁機加裝擺桿（五）游梁機加裝擺桿n是吉林大安石油機械廠在1998年研制成功的新型游梁式抽油機.目前,在東北各油田已有200多臺的用量,受到油田的歡迎和制造廠的重視. 1結(jié)構(gòu)特點n在常規(guī)機的曲柄與連桿之間增加一對槽形擺桿稱為擺桿式游梁抽油機(以下簡稱擺桿機)，是一種新型節(jié)能抽油機，其特點

13、是將曲柄搖桿機構(gòu)，與常規(guī)機的四連桿機構(gòu)巧妙地結(jié)合在一起。在曲柄外側(cè)增加2個擺桿，擺桿中部有空心槽，內(nèi)嵌有上、下軌道。曲柄銷內(nèi)側(cè)同常規(guī)機一樣與曲柄聯(lián)接，外側(cè)改為安裝1個滾輪。當(dāng)曲柄旋轉(zhuǎn)時，滾輪在軌道上往復(fù)運動。促使擺桿上下擺動，帶動連桿運動，實現(xiàn)驢頭上下沖程。擺桿上部開有3組銷軸孔，改變連桿下部夾板與銷軸孔的聯(lián)接位置，實現(xiàn)3種沖程。抽油機前支架上增加l根方形支架軸，兩端有可伸縮的軸承盒，它是擺桿擺動的鉸接點，如圖22所示 圖22 擺桿式抽油機結(jié)構(gòu)示意圖l一驢頭；2一游梁；3一連桿；4一擺桿平衡重；5一曲柄平衡重；6一滾輪；7-曲柄；8一擺桿2性能特點n從機構(gòu)上看是滑塊機構(gòu)與四連桿機構(gòu)的組合。整機

14、采用復(fù)合平衡方式，由擺桿平衡重和曲柄平衡重組成。它既改變了抽油機的運動和動力特性，又改變了平衡方式，其特點如下：n(1)具有較大的極位角。采用了槽形擺桿的急回機構(gòu)，有較大的極位角，12型擺桿機極位角達(dá)到28.30，具有“慢提快放”的節(jié)能效果。n(2)合理的傳動角。擺桿機的下傳動角(連桿與擺桿的夾角)，不像常規(guī)游梁機變化那樣大，12型擺桿機為60093.440，減少了擺桿的受力，降低了減速器的輸出軸扭矩。 n(3)變化力臂具有變矩節(jié)能效果。隨著曲柄的轉(zhuǎn)動，滾輪在擺桿中間的軌道上滾動，使得曲柄對擺桿的作用力的力臂隨時變化，在上沖程懸點載荷較大時，力臂較長；在下沖程懸點載荷較小時，力臂較短。n(4)

15、較多的能量積蓄。在下沖程時，擺桿上的連桿鉸點比滾輪到支承軸中心的力臂長，提起的平衡重積蓄能量多，在上沖程時這部分能量釋放出來，電動機消耗的功相對就少。(5)獨特的平衡機理n擺桿機的復(fù)合平衡與眾不同。第一層平衡是常規(guī)機等都有的曲柄平衡，主要是擺桿和滾輪的設(shè)計，使曲柄的平衡力矩對連桿而言，在每一個上下沖程循環(huán)過程中，雖然平衡錘質(zhì)量不變，但在擺桿上的平衡半徑是變數(shù)，其半徑大小之差最大值等于2倍曲柄半徑。這樣上沖程做正功的平衡力矩就大于下沖程做負(fù)功的平衡力矩，這是節(jié)能原因之一。第二層平衡是在擺桿尾部設(shè)計有配重，它所產(chǎn)生的平衡效果相當(dāng)于游梁平衡，但又優(yōu)于后者。因為擺桿的擺角遠(yuǎn)小于游梁擺角，近似l2，擺動

16、慣性影響減少，這是節(jié)能原因之二。n擺桿機同常規(guī)機相比，在類似工況下節(jié)電30以上，其匹配的減速器扭矩和電機功率均可減少12，新開發(fā)的油田可大大減少電網(wǎng)投資費用。n擺桿機適合大負(fù)荷、長沖程，但不適合高沖次。一方面是由結(jié)構(gòu)決定，滾輪在軌道上往復(fù)運動，容易磨損；另一方面沖次太高，擺桿上下擺動過大的慣性在曲柄的旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生齒輪受力齒面被交替沖擊。通過廠內(nèi)試車，確定擺桿機在最大負(fù)荷、最大沖程條件下，最高沖次為 7min-1。n擺桿機平衡的重點在擺桿尾配重上，因為它產(chǎn)生的平衡力矩，直接通過連桿傳至游梁。不經(jīng)過滾輪，可減少磨損，延長壽命。當(dāng)平衡接近最佳時，減速器扭矩很小。選配電機的功率大小取決于抽油機所需的扭

17、矩和沖次，擺桿機與相應(yīng)機型的扭矩計算對比值如表2所示 (六六)雙驢頭抽油機雙驢頭抽油機(又稱異形機又稱異形機)n由華北石油管理局第一石油機械廠1993年首先開發(fā)成功，目前已形成6-10型、沖程2.56m全系列機型。有3000余臺在華北、大港、勝利、大慶等14個油區(qū)工作，國內(nèi)有華北一機廠、勝利總機廠等六個廠家生產(chǎn)。是1993年以來應(yīng)用最多的新型抽油機。 圖23 雙驢頭抽油機雙驢頭抽油機主要特點是n將常規(guī)游梁式抽油機連桿與游梁之間的鉸鏈連接改成后驢頭與鋼絲繩的柔性連接組成變參數(shù)的四桿機構(gòu)，這樣可以克服剛性鉸接四桿機構(gòu)，游梁擺角較大時，傳動角小、運動性能、動力性能變壞的缺點。實現(xiàn)較大擺角（大于700

18、），減小抽油機尺寸和重量。同時，由于游梁后臂的長度是變化的。通過這種變化，使傳動性能與懸點載荷的變化相適應(yīng)，減小抽油機減速器上的扭矩，提高了抽油機的承載能力，降低了能耗。其結(jié)構(gòu)如圖24所示。 1雙驢頭抽油機的工作原理n雙驢頭抽油機工作時，動力機的高速轉(zhuǎn)動通過皮帶和減速器傳給曲柄作低速旋轉(zhuǎn)。隨著曲柄的轉(zhuǎn)動，特殊連桿與游梁后臂漸開線圓弧的切點，將沿其弧面上下移動，即連桿長度和游梁后臂有效長度均隨曲柄轉(zhuǎn)動而變化。曲柄通過“特殊連桿”驅(qū)動游梁而往復(fù)擺動。隨著游梁的往復(fù)擺動，掛在驢頭上的懸繩器便帶動抽油桿往復(fù)運動，再由抽油桿帶動深井泵活塞進行抽油。 圖24 雙驢頭抽油機結(jié)構(gòu)示意圖1一底座；2一支架；3一

19、平臺；4一游梁；5一前驢頭；6一護欄；?一后驢頭；8一驅(qū)動繩；9一橫梁；10一連桿；11一曲柄銷裝置；12一曲柄裝置；13一減速器；14一剎車安全裝置；15一電動機；16一剎車裝置2.增程式游梁抽油機增程式游梁抽油機n1) 旋轉(zhuǎn)驢頭增程抽油機旋轉(zhuǎn)驢頭增程抽油機;(1)結(jié)構(gòu)特點n 普通游梁式抽油機的驢頭和游梁是鋼性連結(jié)在一起的，而旋轉(zhuǎn)驢頭游粱式抽油機的驢頭和游梁的連接方式采用的是鉸接，從而可以使驢頭相對于游梁轉(zhuǎn)動。n 普通游梁式抽油機采用的是四連桿機構(gòu)，而該機型在驢頭和支架上增加了一根連桿，同時驢頭本身也成為一個運動桿件，因而構(gòu)成獨特的六連桿機構(gòu)，n 驢頭可以相對于游梁轉(zhuǎn)動，又要求其弧面始終和鉛

20、垂線相切，所以驢頭弧面的輪廓曲線不再是一條圓弧，而應(yīng)該是一條特殊曲線。n (2)工作原理工作原理n 當(dāng)抽油機工作時，動力機通過皮帶和減速箱機構(gòu)帶動游梁運動，此時，旋轉(zhuǎn)驢頭游梁式抽油機的游梁除了帶動驢頭在豎直方向上運動外，還要使驢頭做相對于游梁的旋轉(zhuǎn)運動，兩種運動的綜合作用帶動抽油桿柱做上下往復(fù)運動，增加沖程并實現(xiàn)抽汲。(3)性能特點n 優(yōu)點：與常規(guī)機相比，該機型的沖程不僅具有常規(guī)機的沖程部分，而且增加了因驢頭旋轉(zhuǎn)而造成的沖程增加，所以具有長沖程的特點。當(dāng)前我國有桿式抽油方式正向著長沖程、低沖次方向發(fā)展，在可能的條件下，將一般抽油機改造為旋轉(zhuǎn)驢頭游梁式抽油機， 以滿足長沖程采油工藝的要求，不僅經(jīng)

21、濟而且可行。n 缺點：整機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，因而發(fā)展前景受到一定的限制。（八）（八）.雙變徑輪式抽油機雙變徑輪式抽油機n該機是勝利油田工程機械總廠最近研制開發(fā)成功的一種新型抽油機,如圖22、23所示.圖22 雙變徑論式抽油機1) 結(jié)構(gòu)組成圖23 雙變徑輪式抽油機簡圖2)結(jié)構(gòu)特點n優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)具有較好的運動性能,動載荷小,降低了抽油桿上的載荷,改善了抽油機和抽油泵的工作條件,可靠性明顯提高。減速器扭矩波動小,沒有負(fù)扭矩.具有明顯的節(jié)能效果.n可方便的實現(xiàn)長沖程.完整的四連桿機構(gòu)穩(wěn)定性好.連桿、曲柄、減速器等受力小，提高了可靠性。充分利用游梁自重作平衡重。n適用于把原10型抽油機改造成12型，

22、5米沖程的改型抽油機。n缺點：增加了一副軸承。柔性桿的壽命有待提高。(十一十一)斜直井游梁式抽油機斜直井游梁式抽油機n斜直井游梁式抽油機是為了滿足日益發(fā)展起來的斜直井和叢式并采油技術(shù)而研制生產(chǎn)的一種新型游梁式抽油機。該機型在中國、美國、法國、加拿大等國均有一定程度的發(fā)展和應(yīng)用。圖26是從后置型游粱式抽油機改造而來的斜直井游梁式抽油機的結(jié)構(gòu)簡圖，圖27是從前置型游梁式抽油機改造而來的斜直井游梁式抽油機的結(jié)構(gòu)簡圖。 結(jié)構(gòu)簡圖圖27 斜直井前置式抽油機1一底座；2一支架；S一游梁：4一橫粱：5一驢頭：6一減速器底座；?一減速器；8-V型曲柄；9一連桿：10-平衡重；11一鋼絲繩；12一主支承；13一

23、懸繩圖26 斜直井后置式抽油機l一底座：2一支架；3一游梁：4一橫梁：5一驢頭；6一減速器底座：7一減速器；8一曲柄：9一連桿：10-平衡重；1l一鋼絲繩；12一主支承；13一懸繩器(1)結(jié)構(gòu)特點n具有傾斜的游梁、可調(diào)節(jié)的連桿，并以傾斜的驢頭對準(zhǔn)斜直井的軸線。(2)工作原理工作原理n工作原理基本與常規(guī)機相同，只是在工作過程中，驢頭帶動抽油桿在傾斜方向上往復(fù)運動。當(dāng)井的傾斜角度需要改變時，只需改變連桿長度等一些可調(diào)節(jié)的幾何尺寸，便可滿足斜直井和叢式井開采油氣的需要。(3)性能特點性能特點n由于采用傾斜的抽油桿抽油，所以該種抽油機的沖次一般較低，而且需要采用抽油桿扶正器以減少抽油桿與油管之間的摩擦

24、阻力。盡管這樣，斜直井抽油機的磨損程度依然很大。第四節(jié)無游梁長沖程抽油機第四節(jié)無游梁長沖程抽油機n一、鏈條抽油機一、鏈條抽油機n1普通鏈條抽油機普通鏈條抽油機n鏈條抽油機是我國自行研制的一種結(jié)構(gòu)獨特的無游梁抽油機。它具有負(fù)荷能力大、沖程長、重量輕、節(jié)省電能等優(yōu)點。(1)結(jié)構(gòu)n鏈條抽油機由以下幾部分組成(見圖25)：n動力傳動系統(tǒng)：電動機、皮帶傳動裝置、減速器、主動鏈輪、上鏈輪、軌跡鏈條和主軸銷等；n換向系統(tǒng)：往返架體、滑套、滑塊和滾輪等；n平衡系統(tǒng)：平衡鏈輪、平衡鏈條、平衡缸及其柱塞、儲氣包、補氣壓縮機、潤滑油泵等；n懸重系統(tǒng)：天車輪、輪架、鋼絲繩和懸繩器等；n支持系統(tǒng)：機架、導(dǎo)軌、底座和油底

25、殼等。 （2）工作原理n電動機通過皮帶傳動、減速器減速后驅(qū)動主動鏈輪旋轉(zhuǎn)，帶動主動鏈輪和從動鏈輪之間的軌跡鏈條上下運動。軌跡鏈條上有一個特殊鏈節(jié)，其上裝有主軸銷，通過滑套和滑塊帶動往返架沿機架導(dǎo)軌作垂直運動。當(dāng)軌跡鏈條上的特殊鏈節(jié)在鏈輪上作環(huán)形運動時，主軸銷帶動滑塊沿滑杠移動，完成往返架的換向運動。繞在天車輪上的鋼絲繩一端連在往返架的上部，另一端與懸繩器相連。往返架的垂直運動，通過鋼絲繩和懸繩器帶動光桿、抽油桿柱和抽油泵完成上下沖程抽汲油液的任務(wù)。n往返架的下部連有平衡鏈條，繞過平衡鏈輪以后，固定在機架上。平衡鏈輪與平衡氣缸中的柱塞相連，氣體壓力產(chǎn)生的推力經(jīng)過平衡鏈輪與平衡鏈條作用于往返架的下

26、部。以滿足鏈條抽油機的平衡需要。(3)特點運動性能好。鏈條機沖程長度的90是勻速運動，只有換向期間有短時的加速度，而且設(shè)計上保證它處于靜變形期，因此動載荷小。n整機重量小。鏈條機整機重量只是游梁機的1213。n調(diào)平衡容易，節(jié)約電能。鏈條機采用氣平衡系統(tǒng)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)方便，效果好，調(diào)整平衡度可達(dá)95左右。n結(jié)構(gòu)緊湊，減速器小。(4)鏈條機節(jié)能分析結(jié)構(gòu)特點及減速器扭矩。n由于鏈條抽油機電動機的轉(zhuǎn)數(shù)基本不變，因此，減速器輸出軸可看做是勻速旋轉(zhuǎn)的。又因軌跡鏈條、往返架和抽油桿是平行布置，它們的力作用線是相互平行的，因此在抽油桿上下行程中，除了特殊鏈節(jié)在上下輪的上下半圓弧時往返架是作簡諧運動外，其余大部分(

27、上下鏈輪中心距段)都不產(chǎn)生加速度，也就無慣性力。所以，減速器輸出軸上鏈輪的切線力是均勻的。n與游梁抽油機比較，由于鏈條機的減速器需要的減速比較游梁機小得多，相同沖數(shù)和相同懸點載荷時，鏈條抽油機減速器的體積和輸出扭矩比游梁抽油機小都小得多。n 平衡方式及扭矩曲線圖26 鏈條機與游梁機平衡效果和減速器扭矩對比(a)游梁抽油機；(b)鏈條抽油機n游梁抽油機靠曲柄上所加鑄鐵平衡塊上行儲存能量、下行釋放能量來實現(xiàn)平衡。減速器凈扭矩曲線脈動較大(圖26(a)，且有負(fù)扭矩存在。鏈條抽油機的平衡方式是氣動平衡，平衡機構(gòu)是由與負(fù)荷作用線平行安裝的氣動平衡缸、平衡缸中的柱塞、柱塞下端的平衡鏈輪及連接在往返架下部并

28、繞過平衡鏈輪固定于機架上的平衡鏈條組成。靠氣缸中的高壓氣體儲存和釋放能量來實現(xiàn)平衡。這樣的平衡裝置調(diào)節(jié)氣壓很方便，可保證在抽油機的工作過程中，隨著油井負(fù)荷變化來隨時調(diào)節(jié)平衡力的大小。而且，平衡力作用方向與負(fù)荷力作用方向相反并相互平行。因此平衡后，減速器扭矩曲線除換向段外為一直線(圖26(b) n由于鏈條機具有較平穩(wěn)的凈扭矩曲線，電動機效率高，電能損耗低。且由于其扭矩峰值小，使選配的電機功率減小。n同型號鏈條抽油機和游梁抽油機匹配的電機容量及同負(fù)荷井上電機工作電流見表3。在相同條件下，鏈條抽油機選用的電機比游梁抽油機的小。 n表3 是鏈條機與游梁機匹配的電機容量對比n從以上分析表明，鏈條抽油機由

29、它的結(jié)構(gòu)決定，減速器扭矩小而平穩(wěn)，使電動機工作效率高。從匹配電機、工作電流和實測功率都說明，省電三分之一左右是無疑的。n現(xiàn)場對鏈條抽油機井和游梁抽油機井的實際耗電量進行測試，按每噸液量的耗電量計算，鏈條抽油機平均為1.58 kWh，游梁抽油機為2.59 kWh，鏈條抽油機省電39。 n高原機高原機 皮帶抽油機是從美國威澤福公司引進的專利產(chǎn)品。其克服了老鏈條式抽油機的雙排鏈?zhǔn)芰Σ痪?、小鏈輪換向沖擊大、可靠性差的弱點，采用了負(fù)荷皮帶的吸振特性、大鏈輪減小了換向沖擊、重載鏈條增加了可靠性等，實現(xiàn)了沖程長、節(jié)能、可靠性高等優(yōu)點，其獨特的設(shè)計是抽油機的一大突破。目前生產(chǎn)“500型、600型、700A型、

30、700B型、800型、900型、900U型”7種機型的抽油機。它是一種純機械傳動的鏈條皮帶抽油機，具有沖程長、節(jié)能、可靠性高等優(yōu)點的新型抽油機。動力傳動系統(tǒng)動力傳動系統(tǒng)包括電動包括電動機、皮帶傳動裝置和減速箱機、皮帶傳動裝置和減速箱等等 皮帶傳動裝置采用的減速箱和電機均為直軸，利用錐套固定傳動皮帶，因此抽油機的沖次調(diào)整非常方便。傳動皮帶采用了聯(lián)組窄V帶，并且抽油機上設(shè)計了皮帶防護罩，大大延長了皮帶的使用壽命。 減速箱為整箱式減速箱，它提高了齒輪、齒輪軸、箱體的強度以及加工裝配精度要求等，可以大大延長減速箱的使用壽命。換向系統(tǒng)換向系統(tǒng)包括主動、包括主動、從動鏈輪、單排重載直板從動鏈輪、單排重載直

31、板滾子鏈、曲拐、滑車架、滾子鏈、曲拐、滑車架、往返架總成等。往返架總成等。 皮帶抽油機采用了大尺寸的鏈輪和單排重載滾子鏈進行傳動和換向，換向的加速度小，進而換向沖擊小，安全系數(shù)高；同時由于換向機構(gòu)采用了曲拐、滑車架、滾輪、滾動軸承等組成的往返架進行滾動換向，換向平穩(wěn)、可靠。因此整個抽油機的穩(wěn)定性增加，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。平衡系統(tǒng)平衡系統(tǒng)包括平衡包括平衡箱總成、平衡塊等。箱總成、平衡塊等。 平衡箱總成采用了由12個扶正導(dǎo)向輪組成的扶正系統(tǒng)，運動平穩(wěn)靈活。 平衡調(diào)節(jié)采用了小塊平衡重，調(diào)節(jié)靈活方便，節(jié)能效果好。懸掛系統(tǒng)懸掛系統(tǒng)包括負(fù)荷包括負(fù)荷皮帶、懸繩器、吊繩等皮帶、懸繩器、吊繩等。 懸掛系統(tǒng)采用了重型PVG

32、負(fù)荷皮帶，這也是該機型關(guān)鍵技術(shù)之一。負(fù)荷皮帶具有彈性緩沖作用，降低了抽油機的換向沖擊，使抽油桿運行更加平穩(wěn)，動力示功圖表現(xiàn)的更加飽滿，進而提高油井的免修期和泵效。剎車系統(tǒng)剎車系統(tǒng)包括剎車包括剎車盤、剎車卡子、電控柜盤、剎車卡子、電控柜、電磁剎車保護系統(tǒng)等、電磁剎車保護系統(tǒng)等。剎車用盤式剎車，具有剎車力矩大，使用方便靈活、安全、可靠等優(yōu)點；并裝有電磁剎車保并裝有電磁剎車保護系統(tǒng)護系統(tǒng)，當(dāng)抽油機過載、欠載時（如抽油桿的斷脫、卡泵等情況），電磁剎車保護系統(tǒng)會自動停機并自動剎車保護電機和整個皮帶抽油機設(shè)備。機架底座系統(tǒng)機架底座系統(tǒng)包括包括抽油機塔架、塔基、底抽油機塔架、塔基、底座等。座等。皮帶抽油機的

33、塔架采用整體H鋼，使得整個抽油機的穩(wěn)定性可靠。塔基與底座的連接使用鉸接，皮帶抽油機的整體結(jié)構(gòu)采用折疊式結(jié)構(gòu)，便于整體運輸和安裝。抽油機的動力傳動抽油機的動力傳動路線：路線：電動機電動機窄窄V V帶帶 減速箱減速箱主動鏈主動鏈輪輪 鏈條鏈條曲拐軸曲拐軸 滑車架滑車架 往返架往返架 負(fù)荷皮帶負(fù)荷皮帶懸繩器懸繩器 抽油桿柱抽油桿柱 工作原理：工作原理：電機通過皮帶傳動、減速箱減速后，驅(qū)動主動鏈輪旋轉(zhuǎn)，帶動軌跡鏈條在上下鏈輪之間循環(huán)運動，而軌跡鏈條通過一個特殊鏈節(jié)，即我們指的曲拐，然后通過滑車架、滾輪帶動往返架上下運動。在平衡箱、往返架總成的上端通過負(fù)荷皮帶繞過滾筒連接到掛光桿的懸繩器。這樣就把往返架

34、的上、下垂直往返運動傳遞給光桿和抽油桿相應(yīng)地進行上沖程和下沖程，實現(xiàn)抽油的目的。往返架的上端有平衡箱，通過調(diào)節(jié)平衡塊，以滿足抽油機的平衡要求。換向原理換向原理n曲拐軸的頭部實際上充當(dāng)著軌跡鏈條的一個特殊鏈節(jié)，其圓軸部插入滑車架，可以在滑車架內(nèi)轉(zhuǎn)動?；嚰芸梢栽谕导軆?nèi)沿導(dǎo)軌橫向移動。曲拐軸隨軌跡鏈條作循環(huán)運動，當(dāng)曲拐軸運動到軌跡鏈條的圓弧部分即鏈輪部分時，它繼續(xù)帶動往返架向上運動，同時帶動滑車架沿導(dǎo)軌橫向移動，到達(dá)最高點后曲拐帶動往返架改變方向向下運動，同時帶動滑車架沿導(dǎo)軌繼續(xù)橫向移動，直到曲拐運轉(zhuǎn)到鏈條的垂直部分后往返架與滑車架又相對靜止實現(xiàn)抽油機的下沖程 。 三、皮帶抽油機的潤滑三、皮帶抽

35、油機的潤滑n潤滑是使皮帶機正常運轉(zhuǎn)的基本保證，所以潤滑保養(yǎng)必須認(rèn)真實施。n(一一) 油脂潤滑油脂潤滑:n1、油脂潤滑部位：四個軸承,三個部位:n 滾筒軸承2個，兩個部位。見圖23.n上鏈輪軸承2個，一個部位,見圖24.n2、潤滑脂及潤滑周期n油脂：鋰基潤滑油脂n潤滑周期：滾筒軸承, 6個月加注一次；n上鏈輪軸承,2個月加注一次。（二）機械油潤滑（二）機械油潤滑n皮帶抽油機的機油潤滑部位包括：減速箱、機體內(nèi)部潤滑。n1、減速箱的潤滑：、減速箱的潤滑：n分箱式減速箱外形及潤滑與游梁機的減速箱一樣。整箱式減速箱為浸沒式潤滑。非飛濺式。機油必須淹沒軸承下部。加油必須加到油位。n2、鏈條箱（機體內(nèi)部）的

36、潤滑、鏈條箱（機體內(nèi)部）的潤滑n機內(nèi)潤滑的形成：機體下部油箱提油盒接油盒油管分油盒鏈條、鏈輪導(dǎo)軌往返架軸承上鏈輪軸承。（三）潤滑系統(tǒng)保養(yǎng)注意事項（三）潤滑系統(tǒng)保養(yǎng)注意事項n滾筒黃油的加注：n1、 用黃油槍打注，也可以采取拆開軸承座端蓋，檢查軸承并摸黃油的辦法。n2、向鏈輪軸承打黃油：需兩人操作，一人到中平臺，打開上鏈輪門，觀察鏈輪上黃油嘴是否到位，另一人調(diào)好剎車，開動機子，使黃油咀轉(zhuǎn)到上方后剎車，便于打油。3、鏈條箱潤滑檢查及保養(yǎng)注意、鏈條箱潤滑檢查及保養(yǎng)注意n(1)打開大門，支撐牢固。開機觀察提油盒是否能提起油；油孔是否暢通。n(2)清理油盒、油道時，將大門撐好，調(diào)整好剎車，開機將平衡箱上舉

37、，露出接油盒、分油盒。停機剎車后，將保險銷插上。切掉電源。然后清理油盒、油道。n(3)機油太臟、進水、變質(zhì)應(yīng)更換機油。n(4)特殊環(huán)境下，應(yīng)縮短檢查周期。（鳥窩、大門損壞進水、風(fēng)沙大等）。四、鏈條的調(diào)整四、鏈條的調(diào)整n1、鏈條松表現(xiàn)為：換向聲音大。n鏈條是否松，簡單的檢查辦法：打開大門并支撐牢固，開機運轉(zhuǎn)。觀察鏈條的左右擺動情況，如左右擺動偏離中心大于50毫米，應(yīng)調(diào)整鏈條。鏈條左右擺動要求25-50毫米范圍.n2、專用工具調(diào)整，不允許用加力桿。n調(diào)整方法：順序：n停機剎車帶專用工具上中平臺松并帽（ 4 個）緊調(diào)整螺絲（ 4 條依次緊）緊住并帽。2、采用、采用MON式主傳動系統(tǒng)的式主傳動系統(tǒng)的新

38、型鏈條抽油機新型鏈條抽油機n采用MON式主傳動系統(tǒng)的新型鏈條抽油機，其主傳動鏈、循環(huán)鏈、承載鏈分別呈M、0、n形布置。鏈結(jié)子為換向機構(gòu)，具有滑動軸承功能，并聯(lián)循環(huán)鏈和主傳動鏈，把循環(huán)運動變?yōu)樯舷峦鶑?fù)運動。結(jié)構(gòu)特點n承載鏈直接承受平衡載荷，可大幅度減小主傳動鏈的受力。主傳動鏈與承載鏈將懸點載荷分解為換向抽汲載荷與平衡載荷。兩組鏈條長度之差產(chǎn)生差動功能，可緩沖平衡重的換向慣性沖擊。MON式主傳動系統(tǒng)力系設(shè)計合理，運行平穩(wěn)，可靠性高，從而使新型鏈條抽油機具有大載荷、長沖程和低沖次的特點。圖27 鏈條抽油機MON式主傳動系統(tǒng)1一平衡重；2一天輪；3一減速器；4一承載鏈；5一大天輪；6一主傳動鏈；7一主動鏈輪；8一循環(huán)鏈；9一鏈結(jié)子；10一懸繩器；11一從動鏈輪；12一地輪箱；13一地輪(1)MON式主傳動系統(tǒng)工作原理。nMON式主傳動系統(tǒng)是鏈條抽油機的新型傳動系統(tǒng)，圖27為該傳動系統(tǒng)原理圖。n主傳動鏈、循環(huán)鏈和承載鏈等三組鏈條按不同方式分別繞相關(guān)輪系導(dǎo)向和傳動。傳動順序是：電動機驅(qū)動減速器輸出軸上的主動鏈輪帶動循環(huán)鏈作循環(huán)運動，經(jīng)鏈結(jié)子轉(zhuǎn)換為主傳動鏈的往復(fù)運動，最終帶動其前端的懸繩器及光桿和后端的平衡重作交替上下往復(fù)運動。n上沖程時，懸繩器上升，平衡重下降，對懸點做功；下沖程時，懸繩器下降，平衡重上升，對平衡