油田抽油机的工作原理

石油专业知识

目前，游梁式抽油机是应用最普遍的石油开采机械装置之一，也是油田耗电大户，其用电量约占油田总用电量的40％，总体效率很低。由于起动时，要重新挂吊绳，电机需通过连竿将配重支起，故初始状态要求拖动电机的起动转矩是抽油机运行时负载的3～4倍，甚至更大，起动转矩是游梁式抽油机选配电机的第一要素。起动转矩适用，则负载功率必然匹配不佳，即产生所谓“大马拉小车”现象。在轻载工况下，电机效率和功率因数都很低，造成原油开采的电费成本居高不下，能源浪费十分严重[1]。

针对抽油机“大马拉小车”的能源浪费问题，人们从起动转矩和高效率方面研制了各种特种电机。如：双定子电动机、水磁同步电动机、超高转差率电动机等，但普遍存在工艺复杂、制造成本高、效率较低等缺陷[2]，游梁式抽油机能源浪费问题并未根本解决。由于盘式电动机具有功率密度大，铁心利用率高，定、转子平行放置，易实现高起动转矩等特点，

因此较适合作为游梁式抽油机的配套电机。目前盘式异步电动机的应用还停留在小功率范围。

1盘式电动机设计

1．1盘式电动机的结构

盘式电动机气隙磁通为轴向，载流导体沿径向放置。定、转子铁心呈圆盘状，由铁心冲卷机冲制，卷绕而成[3]。两者在空间上呈平面相对放置，有利机于散热，因而可选较高的

抽油机基础知识培训

目

录

一、抽油机结构及工作原理 二、抽油杆和抽油泵 三、抽油机日常检查与技术管理 四、抽油机常见故障判断及处理方法

1、抽油装置

抽油机 设 备 组 成 抽油杆 抽油泵 其它附件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

2、抽油机有杆深井泵采油的主要地面设备， 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。 包括游梁式抽油机 无游梁式抽油机两种。 游梁式抽油机和 两种

新型抽油机：节能、加大冲程。 新型抽油机：节能、加大冲程。

异相型游梁式抽油机节 能

异形游梁式抽油机 双驴头游梁式抽油机 链条式抽油机

加大冲程

宽带传动抽油机 液压抽油机

工作原理工作时，动力机 工作时， 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 柄轴， 速旋转。曲柄通过连 速旋转。 杆经横梁带动游梁作 上下摆动。挂在驴头 上下摆动。 上的悬绳器便带动抽游梁式抽油机主要由游梁—连杆 曲柄机构 游梁式抽油机主要由游梁 连杆—曲柄机构、 连杆 曲柄机构、 减速装置、

如题

提高抽油机井系统效率技术的研究与应用

余中红

（辽河油田分公司技术发展处 辽宁盘锦124010）

摘要 针对抽油机井系统效率低、浪费能源这一问题，试验应用了提高抽油机井系统效率技术。该技术依据井下产能情况对抽油井系统优化、以及抽油井井筒的杆、管、泵系统的优化，并将抽油机输入功率进行了合理的划分，以达到在一定产量情况下系统损失功率最低的效果；在保证产液量不变的情况下，降低生产能耗，提高抽油机井系统效率，延长油井检泵周期。多功能综合测试仪的研制与应用，为快速方便测试提供保证。现场应用结果表明，抽油机井系统效率平均可提高10个百分点以上，单井节电率15%以上，平均延长检泵周期1.7倍。

关键词：油井；抽油机；系统效率；测试仪；试验；应用

有杆泵抽油系统工艺简单、安全可靠，国内油田使用比例达到90%以上。但抽油机井系统效率

[1]

普遍偏低。据2001年石油行业统计结果表明，我国陆上各油田抽油机井平均系统效率为26.7%，而辽河油田抽油机井的系统效率更低，仅为18%左右；对100余口低产井、稠油井调查结果表明，机采效率仅为10%～12％左右。多年来，国内外一直很重视提高抽油机井系统效率的研究和试验工作，在减小无用功、地面抽油设备的损失功率、抽油系统的粘滞损

机械设计

课程设计说明书

目录

一、设计题目 (1)

二、系统总体方案的确 (1)

三、设计原始数据 (2)

四、电动机的选择 (3)

五、传动比的分配 (4)

六、执行机构尺寸计算 (5)

七、机构运动分析 (6)

八、V带设计 (15)

九、传动装置的运动和动力参数 (17)

十、齿轮的传动计算 (18)

十一、减速器机体的尺寸设计 (31)

十二、轴的设计 (32)

十三、键的选择及强度较核 (33)

十四、轴承寿命计算及静强度 (35)

十五、轴的强度较核 (37)

十六、参考文献 (4)

计算及说明主要结果

一、设计题目：油田抽油机

二、系统总体方案的确定：

系统总体方案：电动机→传动系统→执行机构；

初选三种传动方案，如下：

(a)二级圆柱齿轮传动

(b)为涡轮涡杆减速器

(c)为二级圆柱圆锥减速器

系统方案总体评价：

（b）方案为整体布局最小，传动平稳，而且可以实现

计算及说明主要结果

较大的传动比，但是抽油机要求长时间的工作，由于涡杆传

动效率低，功率损失大，很不经济。图c方案布局比较小，

但是圆锥齿轮加工较困难，特别的是大直径，大模数的锥轮，

所以一般不采用。图a布局一般，传动效率好，加工比较方

便，且适合长期的工作环境。

最终方案确定：电动机→传动系统→执行机构（如下图）

三、设计原始数据：

E q u i p me n t Ma n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y No . 5, 2 0 1 3

直线电机驱动抽油机的设计张静双(天津机电职业技术学院机械系，天津 3 0 0 1 3 1 )摘要：目前一般的油田抽油设备主要是常规游梁式抽油机，但是存在能源消耗高，效益低的问题。直线电机抽油机由直线电机驱动，取消了复杂的机械传动变速环节，将传统的旋转式驱动器改变为直线往复驱动，使直线电机抽油机具有了更完善的运动性能，动力性能和的平衡效果。本文介绍的直线电机抽油机的工作原理，说明了直线电机抽油机的特 .占’

和优势。探讨了在国内外的发展现状以及存在的问题。完成总体方案设计的直线电机抽油机，并选择了抽油机的主要电机部分。本装置是机电一体化的设备，主要分析了抽油机的载荷并对天轮进行了强度分析。 关键词：直线电机；抽油机；天轮；结构设计中图分类号： T G5 1 文献标识码： A 文章编号： 1 6 7 2— 5 4 5 X ( 2 0 1 3) 0 5— 0 2 6 6— 0 4

它的冲程长度、上冲行程时间、下冲行程时间、分采油设备的开发及技术水平的的要求也越来越高。 别连续可调，能很方便地实

E q u i p me n t Ma n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y No . 5, 2 0 1 3

直线电机驱动抽油机的设计张静双(天津机电职业技术学院机械系，天津 3 0 0 1 3 1 )摘要：目前一般的油田抽油设备主要是常规游梁式抽油机，但是存在能源消耗高，效益低的问题。直线电机抽油机由直线电机驱动，取消了复杂的机械传动变速环节，将传统的旋转式驱动器改变为直线往复驱动，使直线电机抽油机具有了更完善的运动性能，动力性能和的平衡效果。本文介绍的直线电机抽油机的工作原理，说明了直线电机抽油机的特 .占’

和优势。探讨了在国内外的发展现状以及存在的问题。完成总体方案设计的直线电机抽油机，并选择了抽油机的主要电机部分。本装置是机电一体化的设备，主要分析了抽油机的载荷并对天轮进行了强度分析。 关键词：直线电机；抽油机；天轮；结构设计中图分类号： T G5 1 文献标识码： A 文章编号： 1 6 7 2— 5 4 5 X ( 2 0 1 3) 0 5— 0 2 6 6— 0 4

它的冲程长度、上冲行程时间、下冲行程时间、分采油设备的开发及技术水平的的要求也越来越高。 别连续可调，能很方便地实

绪论

CYJY12-4.8-73HB型抽油机设计

1 绪 论

1.1抽油机的应用

油田开采原油的方法分为两类：一类是利用地层本身的能量来举升原油，称为自喷采油法，常见于新开发且储量大的一些油田；另一类是到了油田开发的中后期，地层本身能量不足以使原油产生自喷，必须人为地利用机械设备将原油举升到地面，称为人工举升采油法或机械采油法[1]。

上述采油方法中不利用抽油杆传递能量的抽油设备统称为无杆抽油设备，利用抽油杆上下往复进行驱动的抽油设备统称为有杆抽油设备。利用抽油杆旋转运动驱动井下单螺旋泵装置，虽然也有抽油杆，但习惯上不列入有杆抽油设备[3]。

有杆泵采油技术是应用最早也最为广泛的一种人工举升机械采油方法。有杆抽油系统主要有三部分组成：一是地面驱动设备即抽油机，它由电动机、减速器和四连杆机构(包括曲柄、连杆和游梁)等组成：二是井下的抽油泵(包括吸入阀、泵筒、柱塞和排出阀等)，安装于油管的下端：三是抽油杆，它把地面驱动设备的运动和动力传给井下抽油泵。

抽油机是一种把原动机的连续圆周运动变成往复自线运动，通过抽油杆带动抽油泵进行抽油的机械设备。游梁式抽油机是机械采油设备中问世最早的抽油机机种，1919年美国就开始批量生产这种抽油机

中国石化游梁式抽油机采购技术规范

中国石化游梁式抽油机

采购技术规范

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目 录

1总则……………………………………………………………………………………………3 2产品描述………………………………………………………………………………………3 3执行标准………………………………………………………………………………………3 4产品分类………………………………………………………………………………………4 5基本参数………………………………………………………………………………………4 6 技术要求…………………………………………………………………………………… …5 6.1 一般要求. ……………………………………………………………………………… …5 6.2主要零部件设计要求……………………………………………………………………. …9 7产品试验方法及检验规则……………………………………………………10 7.1主要技术要求的检验方法……………………………………………………...11 7.2 减速器型式试验方法…………………………………………………………………..…11 7.3 型式检验…………………………………………………………………

浅谈评价抽油机节能的几个误区

吉效科，许丽，张浩

摘要：从六个方面阐述了一些判别抽油机节能的方法和观点，明确了抽油机的节能主要是通过一些手段优化调整油井参数达到节能的目的，参数调整是抽油机节能的关键，此外，正确认识节能抽油机或者配套节能装置的效果，让时间和实践检验节能抽油机或者配套节能装置，真正为油田推出经得起考验的节能抽油机或者节能技术。

关键词：节能抽油机；节能技术；抽油机评价

近些年，随着国家对节能环保的重视，节能型设备的开发与推广不断为人们所接受，各行各业都在提倡设备的节能技术。油田作为生产性企业是耗能大户，从原油开采、输送、处理都需要消耗能量，油田装备制造企业也开展了研发和制造采油、输油等方面的新型节能设备，各种节能设备相继出炉，种类繁多，据不完全统计，2000年以来国家新型节能抽油机及其套设备专利有100多项，一些抽油机厂家努力推荐自己的节能产品和技术，拿着正规的国家或地方的专业检测机构的节能检测报告，从节能数据反映都有很好的节能效果，但是，其实不然。那么，如何去辨别是否真的节能，节能数据是否可靠可信，设备是否适合油田使用在实际工作中评价抽油机节能工作存在很多误区。

1 节能测试报告缺乏可靠性

设备是否节能经常需要和其他同类型设备

柴油发动机工作原理

将一种能量转变为机械能的机器，叫做发动机。各种发动机按照能源不同，可分为：风力发动机（简称风力机）；水力发动机（简称水力机）；热力发动机（简称热机）等。把燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的发动机统称做热机，如蒸汽机、柴油机等。根据燃料进行燃烧过程所处的地点不同，热机可分为外燃机和内燃机两大类。 燃料在发动机外部进行燃烧的热机，叫做外燃机。如蒸汽机（往复式）、汽轮机（回转式）等。 燃料直接在发动机内部进行燃烧的热机叫做内燃机。如柴油机、汽油机、天然气机等。

内燃机就是利用燃料燃烧后产生的热能来做功的。柴油发动机是一种内燃机，它是柴油在发动机汽缸内燃烧，产生高温高压气体，经过活塞连杆和和曲轴机构转化为机械动力。

一、活塞式内燃机工作原理

把柱塞装在一个一端封闭的圆筒内，柱塞顶面与圆筒内壁构成一个封闭空间，如果用一个推杆将柱塞和一个轮子连接起来，则柱塞移动时，便通过推杆推动轮子旋转，从而把空气所得到的热能转化为推动轮子旋转的机械能。 内燃机的工作过程，就是按照一定的规律，不断地将燃料和空气送入气缸，并在气缸内着火燃烧，放出热能。燃气在吸收热能后产生高温高压，推动着活塞作功，将热能转化为