文档介绍：第一章绪论
抽油机产生和使用由来已久,迄今已有百年的历史。应用最早,普及最广的应属游梁式抽油机,早在120年前就诞生了,目前,在各个产油国仍在大面积地广泛应用。美国拥有40万台,,前苏联拥有4万台,一百多年,游梁式抽油机的结构和原理没有实质性的变化。结构简单,易损件减少。可靠性高,耐久性好,操作维修方便,是其百年经久不衰的根本原因。
目前,我国抽油机主要制造厂有十几家,产品主要以游梁式抽油机为主,约占抽油机总数的98%至99%,有30多种规格,并已形成了系列,前置式抽油机,异相曲柄平衡抽油机,前置气平衡抽油机,配有CJT型节能拖动装置的常规型抽油机,和用窄V带传动的常规型抽油机等均与在各个油田推广应用,并取得了显著的经济效益。常冲程、低冲次的无梁式抽油机的研制也取得了也一些进展,如胜利油田设计并并与有关厂家协作生产的链条式常3冲程抽油机,已有近千台在各油田投入使用,在低冲程抽油机和抽稠油方面已初见成效。此外,桁架结构的滑轮组增拘束抽油机,滚筒式长冲程抽油机进入了实用阶段;次轮增距式长冲程抽油机的研制工作也取得了新的进展。重量轻、成本低、便于调速和调整冲程的液压抽油机,经过几年的研制和工业性试采油也积累了一定的经验,其它形式的新颖抽油机加代传动游梁式抽油机,新型遥杆抽油机,大轮式游梁抽油机,留连干游梁式抽油机也正处于开发和研制过程中。
然而,游梁式抽油机的缺点是不容易实观长冲程、低冲次的要求,因而不能满足稠油井,深油井和含气井采油作业的需求。同时长冲程、低冲次的游梁式抽油机尚待完善,(如油田正在使用的链条式抽油机还存在链条寿命短,换向冲击载荷大河钢丝绳易断,导轨刚度不足容易变形等问题)而且品格还很少,不能适用于当前石油工业的发展,液压抽油机至今还处于研制阶段。
所以我国抽油机的发展方向是:
(1) 改造现有常规型游梁式抽油机,加速开发新型节能抽油机;
(2) 加速开发各类长冲程抽油机;
(3) 继续加紧研制液压抽油机。
电动机通过皮带和减数器带动曲柄作匀速圆周运动,曲柄通过连杆带动四连杆机构的游梁以支架上中央轴承为支点,做上下摆动,带动游梁前端的驴头悬点连接抽油杆柱、油泵柱塞做上下往复直线运动,实现机械采油。
当悬点(抽油杆)上冲程时,抽油杆柱带动油泵活塞上行,油泵的游动阀(排出阀)受阀自重和油管内液柱压力的作用而关闭,并提升柱塞上部的液体。与此同时柱塞下面的泵筒空间内里的压力降低,当其压力低于套管压力时,该空间的液体将顶开油泵固定阀(吸入阀)而进入抽油泵活塞上冲程所让开的泵筒空间;当柱塞下行时,油泵的固定阀靠自重下落而关闭,泵筒内的液体受到压缩,在柱塞继续下行过程中,泵内的压力不断增高,当泵内压力增至超过油管内液柱压力时,将顶开油泵的游动阀是泵筒内的液体进入油管内。由于油泵柱塞在抽油机的带动下,连续做上下往复运动,因而油泵的固定阀和游动阀也将交替地关闭与打开,完成抽油泵的抽吸工作循环。概括地说:柱塞上行时,将柱塞之上的液体排入输油管线,将泵外的液体吸入泵内;柱塞下行时,将柱塞之下油泵内的液体吸入柱塞之上的油管内。这样周而复始地工作时,原油就源源不断地被采出。
图1-1工作原理图
作为一种采油设备是否节能可从两个方面表现出来,即在相同工况下,工作电耗的大小及产生液量的多少,用电动机驱动的抽油机,其输入的电能大部分转化位举生液体的机械功,其余部分则消耗于热损失和摩擦损失。异相机与常规机相比,在相同工况下,如果忽略产液量增加的因素,他们举升液体所做的机械功是相等的。因此,是否节能则取决于热损失和摩擦损失的大小。对于有杆泵系统来说,热损失即使电动机平衡电流的函数,同时也是电流波动量的函数。热损失的大小可通过一个周期载荷系数CLF来反映它可用下是来表达:
(1-1)
式中:I1~In—曲柄在位置1,2,3...,n处时电动机的瞬时电流,A ;n—电流测量的次数。
由式1-1可以看出,电流的均方根值愈大愈接***均电流值,CLF愈小,热损失也愈小;反之;电流值均方根之愈大;CLF愈大,热损失也愈大,因为Tn就是电动机负载,Tn与I成正比例关系,所以Tn波动愈大,电流的均方根值也愈大;Tn波动愈小,电流的均方根之愈接***均电流值。异相机的热损失小于常规机,这说明了使用异相机时,有杆泵系统的地面效率比使用常规机要高。
有杆泵系统的井下效率是通过光杆功率PRHP来反映的,可用下式表达:
1-2
式中:HPh—举升液体所需功率,称“谁功率”;KW
HPf—克服井下摩擦阻力等损失的动力,称“摩擦功率”;KW
如前