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采油工艺机械原理,抽油机的机械构成,游梁,连杆,平衡块,曲柄,电机,皮带轮,减速箱,支架,驴头,悬绳器,常规型,双驴头游梁式抽油机,由华北石油一机厂设计制造，是一种在各油田应用较多的节能型抽油机。该种抽油机是在常规游梁机的基础上改变了尾轴的结构，采用了变径圆弧形状的游梁后臂后驴头，游梁与横梁采用柔性尾绳连接。与常规机相比，它的冲程长、动载小、净扭矩波动小、能耗低，节电达30%左右。,第一代机型异型双驴头抽油机已累计使用3000余台，节能效果显著。但由于后臂短，后驴头半径小，平衡力矩和动力力矩较小，在平衡调整不到位的情况下，易发生尾绳损坏和减速箱超载打齿等事故。,第二代机型特型双驴头抽油机在结构上进行了改进：加大了后臂的长度和后驴头弧度半径，增加了尾绳的根数和强度，有效地改善了第一代机出现的问题。,抽油机介绍,双 驴 头 型 抽 油 机,抽油机介绍,矮型异相曲柄平衡抽油机,大庆石油学院设计、牡丹江建材机械总厂制造，在大庆、吉林、辽河等油田应用2000余台。,该种抽油机采用一体式游梁驴头整体结构，减轻了整机尺寸和重量，与同型号常规机相比，整机重量减轻2吨多。,结构设计上四连杆机构采取非对称循环，极位夹角=10，上冲程曲柄最大转角190，下冲程曲柄最小转角170。采取了曲柄平衡重偏置结构，偏置角=3236，使平衡扭矩前置，减缓减速箱输出轴扭矩峰值，节电率达30%。,抽油机介绍,低 矮 型 抽 油 机,抽油机介绍,调径变矩节能抽油机,由新疆第三机床厂设计制造，已投入现场使用72台。该种抽油机采用调径变矩纯游梁下偏平衡的结构，整机重量轻，运行电流平缓，其12型机节电率达40%。,独特设计的游梁固定支撑调冲程装置、调平衡装置和短小的曲柄，减轻了调参的劳动强度。,抽油机介绍,下偏杠铃游梁复合平衡抽油机,该种抽油机采用尾部下偏杠铃游梁复合平衡装置，削减了减速箱输出轴的峰值扭矩和负扭矩，可降低减速箱和电机功率的选型等级，或使原抽油机的举升能力提高一个型号等级，节电率达2050%。,由新疆第三机床厂设计制造，在新疆油田应用160余台。,抽油机介绍,摆杆式游梁抽油机,该种抽油机的结构是在常规机上增加一对摆杆，从而使抽油机的平衡力矩和动力力矩按悬点载荷力矩的变化规律调节，使减速箱输出轴的峰值扭矩削减50%，消除了负扭矩。其12型机所配的减速箱和电机容量比常规机减小50%，节电率达30%。,由大安石油机械厂设计制造，在辽河等油田应用150余台。,抽油机介绍,偏轮式游梁抽油机,该种抽油机的结构是在常规机的游梁尾部装有一个偏轮，在偏轮与中央支座之间增设一操纵杆，使得抽油过程中的平衡力臂和动力力臂合理变化，实现上提加速度比常规机减少45%，上冲程动负荷及振动负荷减少60%，节电率达30%以上。,由华北石油二机厂设计制造，在华北等油田应用460余台。,抽油机介绍,偏 轮 式 抽 油 机,抽油机介绍,直线往复式抽油机,分别由长春长城石油机械厂和广田实业有限公司设计制造，在辽河、吉林等油田使用了142台。该种抽油机采用链轮换向系统，塔架式结构，16型8米冲程。与同规格常规机相比，大型机节约钢材1倍，中型机节约钢材13，小型机节约钢材3吨。电机配套功率减小3050%，节电率达40。,抽油机介绍,四连杆机构,游梁式抽油机,曲柄：它装在减速箱输出轴的两端。曲柄上有35个孔，是为调节冲程大小而设定的。在减速箱输出轴即曲柄轴上开有两个键槽，互成90*，它是当被动轮的轮齿磨损到一定程度时，可把曲柄换到相差90的另一个键槽上，这样可以使齿轮均匀磨损，达到充分利用设备的目的。曲柄上的两个大铁块叫平衡块，用T型螺钉与曲柄连接在一起，因为它是装在曲柄上，这种平衡方式叫曲柄平衡。,游梁式抽油机,抽油机的平衡特征及节能原理,由于惯性力、振动力及充满程度的影响，实际的示功图各种各样，差别很大，因此，悬点负荷转化到减速器输出轴的扭矩曲线就是一条不规则的曲线。,Twn 悬点载荷W反映到曲柄上的工作扭矩曲线；Tr 由平衡重产生的平衡扭矩曲线；Tn Twn、Tr叠加后的曲柄轴净扭矩曲线。,抽油机的节能方案有各种各样的，但是，其节能原理基本是相同的，就是尽力改善抽油机的平衡状态，努力使净扭矩曲线接近一条直线。,异相曲柄平衡抽油机,异相曲柄平衡抽油机,国内油田定型最早、使用最多的节能型抽油机。,该种抽油机的曲柄销与曲柄轴孔中心连线对于曲柄自身的轴线有一个偏置角，并且当悬点位于上、下死点时，连杆间存在一个极位夹角，这种结构形式使得平衡块扭矩曲线的相位提前，从而使得净扭矩曲线比较平坦，而且可在一定程度上消除负扭矩，因而使电动机电流波动减小，能量损失减少，抽油机地面效率提高。,抽油机介绍,1、异相曲柄平衡抽油机,国内油田定型最早、使用最多的节能型抽油机。,由于存在着极位夹角，上冲程所用的时间较长，下冲程所用的时间较短。上冲程时间变长既可以改善泵的充满程度，又可以减少惯性载荷，因此可使抽油机井下效率提高。这种抽油机自1986年问世以来，已在全国各油田得到了广泛应用。在相同工况条件下，异相曲柄平衡抽油机较常规抽油机节电达15%左右，系统效率提高34%。缺点是下行速度快，不适合稠油、聚驱等下冲程粘滞阻力大的情况使用。,抽油机介绍,它与常规抽油机的主要区别在于：曲柄销孔轴线与曲柄自身轴线之间有偏离角，反映在外观上，曲柄有一个明显的凸起；减速器明显后移，输出轴中心线至游梁支承架中心线的水平距离加大，曲柄远离井口；曲柄上标有箭头，指明曲柄只能朝井口方向旋转；当游梁处于水平位置时，曲柄也基本上处于水平状态，连杆与二者接近垂直，且在整个上行程中几乎始终保持垂直。,异相曲柄抽油机的主要优点是：,(1)由于曲柄连杆臂与游梁间的夹角在行程中几乎保持垂直，加大了力臂，减少了连杆拉力，因而使减速器输出的最大净扭矩比常规式的减少4060，因此，在相同条件下，配用的减速箱和电动机可以降低12个等级，减少了动力消耗；异相曲柄抽油机上冲程时扭矩峰值减小，下冲程时扭矩峰值增大，使扭矩变化幅度减小。,(2)由于有曲柄偏移角，平衡重可发挥类似前置式抽油机的“均衡扭矩作用，使上冲程曲柄转角增大约120，达到1920，即上冲程时移动同样距离，时间长，加速度减小，动载下降，从而使光扦载荷减小，有利于减小振动和延长机、杆泵的使用寿命。,(3)曲柄远离井口，井口操作范围扩大。,(4)异相曲柄抽油机结构与常规式抽油机相差不大，有利于常规抽油机的技术改造。,电机简介,电机的分类和结构应用电磁感应原理实现电能与机械能互相转换的旋转械，统称为电机。把机械能转换为电能的电机，称为发电机；把电能转换为机械能的电机，称为电动机。电动机分为交流电动机和直流电动机，交流电动机又分单相的和三相的，同步的和异步的。三相异步电动机应用最为广泛，因为它具有结构简单、运行可靠、维护方便、效率较高等特点。抽油机的电动机有封闭式、开启式、防爆式，常用封闭式。三相异步电动机按转子结构的不同还分为鼠笼式和绕线式异步电动机两大类。鼠笼式异步电动机是工业生产上应用得最广泛的一种电动机，绕线式异步电动机一般只用在要求调速和起动性能好的场合，如起重机上。异步电动机结构由两个基本部分组成：定子（固定部分）和转子（旋转部分）,（1）定子。由机座和装在机座中的定子铁心及定子绕组（定子线圈）组成。定子绕组是用绝缘铜线绕制成三相对称的线圈按一定的规则放在定子槽中，按一定规律规定每个线圈一个始端一个末端。三相绕组六个接线端引出至接线盒，三个始端标以，末端标以。三个末端接在一起，三个始端接三相电源，即为星形（Y）联接。末端、始端两两接在一起接至三相电源，即为角形（）联接。（2）转子。是由转子铁芯和转子绕组组成的。2异步电动机的铭牌数据每台异步电动机的机座上都有一块铭牌，标记着该电动机的型号、各种额定值和联接方法等。供我们正确使用，电动机的主要技术规范有以下内容(1)型号：指电动机的产品、规格代号。例如：Y112M4“Y”产品代号，表示异步电动机；“112M4”规格代号，表示中心高112mm，四极1480r/min。,(2)额定功率Pe：指电动机在额定运行时，轴上输出的机械功率，单位是kW。(5)额定电压Ue：指电动机在额定运行时，加在定子绕组两端的线电压。单位V。(4)接法：指电动机在额定电压下，定子三相绕组采用的联接方法，一般有星形（Y）联接和角形（）联接，使用时不能接错。(5)额定电流Ie：指电动机在额定电压下运行，输出功率达到额定值时，流入定子绕组的线电流。单位A。,(6)额定频率：指电动机所接的交流电源的频率，我国电力网的频率为50Hz。(7)额定转速ne：指电动机在额定电压和额定频率和额定输出功率的情况下，电动机的旋转速度。单位为r/min。,3.电动机的工作原理及型号意义(1)工作原理。当电动机定子线圈输入交流电时，通过定子线圈的电流产生磁场。磁场以一定的速度环绕定子的圆周旋转，叫旋转磁场。转子线圈在旋转磁场的作用下切割磁力线产生感应电流。由于电流旋转磁场相互作用，转子追随磁场转动的方向旋转，但总是落后于磁场旋转速度，即不同步。由于转子旋转，带动机械设备，把电能变成机械能。(2)型号意义。电动机的型号用汉语拼音字母表示，有关的国产电动机型号说明见下表5-5：,油田常用的电动机是封闭式（JO型）和防爆式（JB、KB型）。封闭式电动机的外壳是封闭的，有较好的防尘、防潮、防水的性能，适用于露天潮湿的地方，如抽油机和注水站用的电动机。防爆式电动机的外壳封闭严密，能防止易燃气体进入机内而引起爆炸，适用于有易燃液体（气体）的危险场所。电动机额定电流的意义是：每一台电机都标有额定电流。在工作时工作电流不应超过额定电流，超过额定电流，会损坏电机；工作电流也不应低于额定电流，造成大马拉小车的浪费现象。根据抽油机的工作特点，电机工作电流应在额定电流70-100%范围内最为合适。,4.电动机的接线方法电机有两种接线方法：一种为星形接法，符号为Y。另一种为三角形接法符号为。电机接线盒内接线柱旁有各项首端、末端的标志，三个首端分别用表示，三个末端分别用表示。接线柱分上下两排，上排为三个末端，下排为三个首端。三个线圈可以联成星形或三角形。(1)星形接法：将三个绕组的三个尾端连接在一起，三个头分别接到三条线上，星形接法中，线电压等于相电压的 倍，线电流等于相电流。(2)形接法：第一相绕组的末端D4与第二相绕组的首端D2相接，第二相绕组的末端D6与第三相绕组的首端D3相接，第三相绕组的末端D5与第一相绕组的首端D1相接，三个绕组的头尾依次连接后分别接到三个相线上。三角形接法中线电流等于相电流的 倍，线电压等于相电压。在380伏线电压下，如果电动机铭牌标明为380/220伏、Y/接，则电动机必须接成Y形。如果接成形，电动机就会烧坏。因为接成形，加给电动机每相线圈的电压不是220伏，而是380伏。在380伏线电压下，如果电动机铭牌标明为380伏，形接法，则电动机必须接成形。如果接成Y形，加给电动机每相线圈的电压就低了。电动机在低压下带负荷运行，时间长了也会烧坏电动机。,电机的种类及节能原理 目前油田为常用的节能电机主要有三类，即：高转差电机、双速、多速电机、永磁电机。,（1）高转差电机,目前应用的高转差电机均为引进技术。一是美国技术；二是俄罗斯技术。两种技术特别有着本质的区别。,超高转差电动机,高转差与超高转差电动机属于电气派生系列，具有堵转转矩大、堵转电流小、转差率高和机械特性软等特点，适合于传动转矩大和不均匀的冲击负载。,（2）多速电机 该电机主要是通过设计电机定子，在定子中安装两套不同极对数的定子绕组，并结合高转差电机的设计特点，通过提高定子绕组的绝缘等级，使电机实现了双速、双功率、高转差的技术特点，从而实现了节能的效果。从节能机理上主要有两点，一是具备的高转差的节能技术特点；二是具备了通过自动调整接线方式实现双速（双功率）运行的特点，揭高了电机的功率利用率。,双极/双功率电动机,该系列的电动机采用改变绕组的接法来改变电机的极数和输出功率，以便与机械负载的负载特性相匹配，可以简化其变速系统，从而实现节电的目的。,这种电动机又称为变极多速电动机，其外形结构、安装尺寸、防护等级等都与Y系列（IP44）相同，主要零部件也与基本系列通用。电动机的转速分为双速、三速和四速，极数比有8/6、8/4/2、12/8/6/4等几种。,双极/双功率电动机保护器,永磁电动机就是用永久磁铁替代了电磁式电机的励磁绕组和磁极铁芯。这样的替代，原理很简单，但性能却得到了很大的改善，用于驱动抽油机会获得很好的节电效果。由于抽油机负荷呈周期性变化，现场使用的异步电动机的平均负载率不足30%，平均运行效率在0.650.80，平均运行功率因数在0.20.6，因此，相对于装机功率而言，负载率低，电能浪费大。,节能配电箱的种类及节能原理 节能配电箱主流产品有三大类：一类是实现自动调节电机工作电压的配电箱；另一类是实现自动调整电机接线方式变换电机工作功率；第三类是实现自动无功补偿的配电箱。,电机铭牌识别,型号分6个部分：如Y10024WY，有YA增安型，YAD增安多速，YB防爆型，YCT电磁调速，100机座号，表示底平面到轴心的距离.L、M、S 机座长度，如为M则不标。2铁芯长度，数越大，则功率也越大，但只是在同型号机中有对比性。4极数，有2、3、4、6、8，极数与频率有关，ns60f/p ns 定子的磁场速度，p极对数，f赫兹数。W特殊环境代码，G高原使用，W户外使用，H海洋环境，F防腐用，T热带环境，TH热带海洋环境，TA干热环境，经验值：I2*PN/1000，即若PN45KW，则I90A，,电机铭牌识别,电机铭牌识别,绝缘等级：常见B，有E、B、F、H，相应的耐热等级为120度，130度，155度，180度，,电机铭牌识别,防护等级：IP44（X、Y）IP：国际代码，指电机的防侵渗。X：（0-6）防固体侵入能力。Y（0-8）防液体侵入能力。,减速箱简介,齿轮机构,渐开线齿轮,第二节 游梁式抽油机,抽油机减速箱,油池润滑,采用惰轮的油池润滑,喷油润滑,润滑方式：开式及半闭式或低速齿轮传动常采用人工定期润滑。可用润滑油或润滑脂。,闭式齿轮传动的润滑方式由圆周速度v确定。,当v 12 m/s时，采用油池润滑。,当v 12 m/s时，采用油泵喷油润滑。,润滑的目的：,齿轮传动时，齿面间产生摩擦和磨损，增加能量消耗。,润滑的目的：减少摩擦磨损、散热和防锈蚀。,齿轮传动的润滑,作用：不仅用来传递运动、而且还要传递动力。,要求：运转平稳、足够的承载能力。,分类,开式传动,1 概述,半开式传动,闭式传动,按类型分,按装置型式分,按使用情况分,硬齿面齿轮（齿面硬度350HBS）,直齿圆柱齿轮传动,斜齿圆柱齿轮传,锥齿轮传动,人字齿轮传动,动力齿轮,传动齿轮,按齿面硬度分,软齿面齿轮（齿面硬度350HBS）,齿轮机构,点啮合圆弧齿轮duolun.swf,齿轮机构,渐开线齿轮,两端固定支承,一、向心滑动轴承,组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。,17-1 滑动轴承的类型、结构及润滑,整体式向心滑动轴承,剖分式向心滑动轴承,螺纹孔,轴承座,轴承,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分轴瓦,薄壁轴瓦,轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。,进油孔,油沟,厚壁轴瓦,整体轴套,卷制轴套,曲柄销,曲柄销,曲柄销,假设此机为砸井口型,则面对抽油机时,右侧的曲柄销子应为正扣,因为冕形螺母从上向下运动,即以顺时针运行,如果销子为正扣,则螺母越转越紧,反之则会松.另一侧则相反,而为反扣.而如果机型为挑井口式,则两侧销子的螺纹正好与此时相反.,调冲程,测剪刀差,曲柄销,抽油机平衡调整的简易公式：1、先测出上行电流和下行电流2、计算平衡率（用下行除以上行电流）3、平衡率为85%-115%为合格，否则需要进行调整。4、如果平衡率为60%，则平衡块向外调40厘米，如果平衡率为150%，则平衡块向内调50厘米。,向内,向外,调平衡,测电流,皮带简介,带传动的概述,1.带传动的组成,主动轮1、从动轮2、环形带3。,工作原理：安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力托动从动轮一起同向回转。,潘存云教授研制,潘存云教授研制,潘存云教授研制,类型,平型带,V 型带,多楔带,摩擦型,啮合型,圆形带,普通平带,片基平带,普通带,窄带,齿形带,宽带,普通带是应用最广泛的一种传动带，其传动功率大，结构简单，价格便宜。由于带与带轮槽之间是V型槽面摩擦，故可以产生比平型带更大的有效拉力（约3倍）。,联组带,大楔角带,2.带传动的类型,窄带,齿形带,宽带,类型,V 型带,多楔带,啮合型,圆形带,联组带,大楔角带,带传动的类型,普通带,组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。,节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。,节面：全部节线构成的面。,V带的结构与尺寸,在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径d。,潘存云教授研制,实心式-直径小；,实心式,带轮的结构,dh=(1.82)ds d0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+)H s=(0.2 0.3)B s20.5s,腹板式,腹板式-中等直径；,实心式-直径小；,带轮的结构,潘存云教授研制,潘存云教授研制,腹板式-中等直径；,dh=(1.82)ds d0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+)H 见图13-8s=(0.2 0.3)B s11.5s s20.5s,孔板式,实心式-直径小；,孔板式-中等直径；,带轮的结构,轮辐式-d350 mm；,腹板式-中等直径；,带轮的结构,实心式-直径小；,孔板式-中等直径；,调整螺钉,调整螺钉,滑道式张紧装置,摆架式张紧装置,二、带传动的张紧方法,1.调整中心距,带传动的张紧装置,1)根据摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；,一、张紧的目的,2)运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。,潘存云教授研制,潘存云教授研制,张紧轮,二、带传动的张紧方法,1.调整中心距,2.采用张紧轮,3.自动张紧,自动张紧装置,5.带传动的特点,1.适用于中心距较大的传动；,2.带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；,3.过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏；,4.结构简单、成本低廉。,缺点：,1.传动的外廓尺寸较大；,2.需要张紧装置；,3.由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；,4.带的寿命较短；,5.传动效率较低。,优点：,其他采油设备,直线电机抽油机,皮带式抽油机,直线往复式抽油机,无游梁式抽油机,1、“磁悬浮抽油机,“磁悬浮”抽油机是用直线电机直接驱动的抽油机，直线电机的的原理与“磁悬浮”列车的原理一样，区别只在于电机的形式不同，“磁悬浮”列车用的是平型直线电机，而抽油机用的是双排平型或圆筒型直线电机。,1、直线电机驱动抽油机的工作原理及特点,旋转电机演变为圆筒型直线电机的过程：旋转电机扁平型单边直线电机圆筒型直线电机,1、直线电机驱动抽油机的工作原理及特点,可考虑采用位置传感器检测动子的位置。当线圈与磁钢处于适当位置时，根据磁钢极性的不同，对磁极下的全部线圈通以方向不同的电流，以产生推力推动动子向某一方向运动。当磁极中性线运动到某些线圈下时，通过换向电路，使相应位置上的线圈中的电流换向，从而继续产生方向相同的推力。,2、金盘抽油机工作原理,工作原理：采用调速换向电机、传动带软传动，彻底抛弃四连杆机构，缩短动力传动路线，提高系统效率；u 采用塔架式结构实现长冲程,u采用平衡块砝码式配重，实现精确平衡；u结合IT、自动控制技术，实现抽油机的机电一体化设计和工作参数的智能无级调整、控制。,机械结构,结构设计：1、组成2、功能 3、安全防护,控制柜实物图,参数调整原理,参数调整：平衡配重的调整平衡配重的调整完全依据抽油杆上行、下行时电机电流数值的大小。只要抽油杆上行、下行时电机的电流基本相当即可认为平衡配重调整合理。理论上讲，平衡配重的大小应该是按下列公司计算得出：冲程、冲次的调整冲程、冲次的改变，主要由冲程、冲次相应的数值输入控制系统实现相应工作参数的调整。,冀东油田塔架式抽油机,1,78,塔架抽油机是机械公司针对冀东 油田生产实际，自主开发的拥有自主知识产权的节能型抽油机产品。产品在设计上充分考虑了抽油机的恶劣工作条件，对所有受力零部件的强度均依据API Spec 11E抽油机技术规范进行设计计算，对重要零部件进行了疲劳强度校核。电机、减速器、钢丝绳芯输送带、钢丝绳的选型均依据有关标准考虑了足够的安全系数。使该抽油机具备运行可靠、使用寿命长久、节约电能、冲程冲次调节方便、占地小、满足长冲程、大负荷的工况要求等优点。,简介,2,79,1.1主要参数,3,80,1.2主要结构,塔架抽油机主要由基础、底座、滚筒、减速器、电动机、制动器、悬绳器、塔架、驱动带、配重带、前轮、后轮、摇臂、摇臂丝杠、配重箱、控制柜、护栏等部件组成。,4,81,1.3工作原理,塔架抽油机工作时，电动机通过电控系统控制实现正反转动，经减速器、联轴器驱动滚筒正反转动，经滚筒缠绕或释放驱动带实现抽油杆上下往复运动抽汲原油。当电动机逆时针方向（由电动机出轴端看电机）转动时，滚筒缠绕驱动带，提升抽油杆上行，同时释放配重带，使配重箱下行；当电机顺时针方向（由电机出轴端看电动机）转动时，滚筒释放驱动带，使抽油杆下行，同时缠绕配重带，提升配重箱上行。,5,82,1.4 性能特点,1、冲程、冲次调整方便,6,83,2、驱动组件置于底座上，便于日常检查,7,84,3、作业时前轮收回，操作简单,8,85,4、抗风沙设计,10,86,5、断杆保护,断杆保护装置,断杆实验,13,87,3、检查制动机构是否灵活，闸瓦与制动轮的间隙是否均匀合适。,间隙合适,间隙较小,调节杆,闸瓦,力矩调节,制动轮,推动器,1.25mm,900-1000N.m,14,88,4、检查两条驱动带受力是否一致。,悬绳器水平,钢丝绳跑偏,调节螺柱,15,89,5、检查两条配重带受力是否一致。,配重箱水平,钢丝绳不跑偏,偏磨轮沿,调节杆,钢丝绳不跑偏,调节杆,将挡杆插好，防止配重块飞出,16,90,6、检查抽油机是否平衡。,听电机运转声音是否正常,调整配重块数量,检查上行和下行电流，平衡时下行电流/上行电流的值为0.81.1。,配重块,不平衡的危害：1、增加电耗；2、对电机和减速器冲击较大，降低使用寿命。,21,91,减速器的润滑：加注CKC150号 工业齿轮油，同时加大约10%的抗磨剂，总油量大约75L。新机初次加油，运行一个月后应换油。以后每半年换油一次。每次换油，减速器内腔齿轮和轴承应用柴油冲洗，油槽内部积聚的全部赃物都要清除干净。,变压器油，冬天25#，夏天20#，半年更换,无需加油,钢丝绳润滑脂，每季度应润滑一次,电力液压块式制动器,电磁块式制动器,注意油位,22,92,23,93,3、制动器调整,（1）、制动瓦随位装置调整：制动器处于抱闸状态，旋转制动瓦随位调整装置的调节螺栓，使其顶端与制动瓦筋板轻轻接触，并锁紧螺母。,拉杆,并紧螺母,调节螺栓,（2）、制动瓦与制动轮间隙调整：制动器处于通电打开状态，先将拉杆上的并紧螺母松开，然后将其向退出方向拧动，开始调整制动瓦，直到制动瓦与制动轮间隙为1.25mm，停止调整，锁紧拉杆的并紧螺母，调节完成。,24,94,3、制动器调整,（3）、推动器工作行程的调整：确定弹簧力释放到最小值，旋转拉杆，使制动器处于闭合状态；继续旋转拉杆，使推动器推杆慢慢升起，液压的要求升起高度达到10mm；锁紧拉杆上的并紧螺母。调整完成后，检查制动瓦与制动轮间隙是否在范围之内。如果不在，则继续调整直至满足（2）、（3）规定的要求。,拉杆,并紧螺母,弹簧,推杆,（4）、制动力矩调整：在推动器断电情况下，制动瓦抱紧制动轮，然后将制动弹簧下部的垫块下边缘调整至制动扭矩为9001000Nm，即刹车状态下制动力矩可达9001000Nm，符合要求。,潜油电泵简介,潜油电泵由三大部分七大件组成:,井下部分：包括潜油电机、保护器、分离器、多级离心泵（俗称井下四大件）。中间部分：潜油电缆（分大扁电缆和小扁电缆）。地面部分：包括控制屏和变压器。,潜油电泵,潜油电泵供电流程：,地面电源,变压器,控制屏,潜油电缆,潜油电机,一、潜油电泵系统组成,潜油电泵抽油工作流程：,分离器（吸入口）,多级离心泵,单流阀,测压阀（泄油阀）,井 口,出油干线,潜油电机、分离器、保护器、和多级离心泵的壳与壳之间用法兰螺钉相连接，轴与轴之间用花键套相连接。,、潜油泵结构及工作原理,潜油泵的结构,转动部分：转轴、键、叶轮、摩擦垫、轴两端的青铜轴套和固定螺帽；固定部分：导壳、泵壳、及上下轴承外套。,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,多级离心泵由多级叶轮、导壳组成,叶轮、导壳的结构形式决定潜油泵的排量,叶轮、导壳的级数是决定潜油泵的扬程和匹配潜油电机功率的重要因素。潜油泵的叶轮、导壳通常由镍铸铁制成,它具有耐腐蚀、耐磨、铸造性能好和切削加工性能好等优点。泵轴一般由蒙乃尔K合金钢制造,这种材料具有较高的强度,较好的耐腐蚀性和耐磨性,并具有良好的刚性和塑性。,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,多级离心泵的结构,潜油泵的工作原理与地面使用的普通离心泵一样。潜油泵在使用时应完全浸没在被抽的液体中,使潜油泵内首先充满液体。当机组启动后,潜油电机带动潜油泵轴上的叶轮高速旋转,叶轮叶片驱使叶轮流道内的液体转动,这部分转动的液体在离心力的作用下向叶轮外缘流去,由于液体流动的连续性,这部分向叶轮外缘流动的液体对叶轮吸入口处的液体产生一种吸力,使叶轮吸入口处的液体来填充流向叶轮外缘的那部分液体所占有的位置绕流叶片,在这一过程中,叶轮中的液体绕流叶片,在液体绕流运动中叶轮的叶片对液体作用一升力,使液体获得能量而流出叶轮,这时液体的动能与压能均增大。,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,工作原理,流出叶轮的液体直接进入导壳的压出室,压出室把这部份液体收集起来,适当降低液体的流动速度,将部分动能转化为压能后,再将这部分液体引入下一级导壳的吸入室,供下一级叶轮抽吸。这样液体流过潜油泵内的逐级叶轮、导壳,每流过一级叶轮、导壳,其压能就提高一次。经逐级压能叠加后,在潜油泵的出口处就获得一定的压能,即潜油泵产生一定的扬程,从而达到抽送液体的目的。,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,工作原理,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,、直径小、长度大、级数多。主要满足压头高的需要。、轴向卸载，径向扶正。主要是消除轴向力而引起的泵轴弯或偏摆及叶轮震动等。、泵的出口上部装单流阀和溢流阀。、泵吸入口装有脱气装置。,潜油多级离心泵具有以下结构特点：,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,潜油电泵机组中使用的电机为二极三相鼠笼式异步电动机。该电机在5OHz频率工作时,转速为2850r/min；在60Hz频率工作时,转速为3420r/min。,、潜油电机的结构及工作原理,1 潜油电机的工作原理,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,、机身长、转轴为空心、启动转矩大、转动惯量小、绝缘等级高、附带保护器装置及油浴冷却,潜油电机的结构特点：,潜油电机为立式悬挂结构,主要由定子、转子、止推轴承、扶正轴承、电机头、下接头等组成。潜油电机为密闭式,腔内充满高纯度、高介电强度的矿物油,它在电机内起润滑、绝缘和传递热量的作用。根据油井产量、扬程及不同规格的套管,可选用不同功率、直径的电机。潜油电机工作电压一般为4002500V,电流为30120A。电机功率与电机长度成正比,单节电机长度最长不大于10m。电机可以串联使用,串联方式采用内插式结构,轴联接采用花键套。,.2 潜油电机的结构,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,潜油电机的定子系统主要包括定子铁芯、定子绕组及电机壳体，它是用来产生旋转磁场的。定子铁芯由互相绝缘的矽（硅）钢片叠成。铁芯的内圆周面有槽，用来嵌入三相绕组线，外圆周有记号槽，为保证铁芯为同一方向叠装。定子铁芯分段叠装好后压入壳体内，端部用卡簧（或并帽）固定。潜油电机定子绕组必须具有耐油、气、水、高温、高压的综合作用，并且要有良好的绝缘性能。,.2.1定子系统,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,潜油电机是一个立式悬挂电机，为了承受转子的重量，使电机转子在固定的位置工作，电机上部有一个止推轴承，以承受电机的轴向力。止推轴承一般有两种，即滚动轴承和滑动轴承，目前在潜油电机上一般均采用滑动止推轴承，因此主要介绍滑动轴承。滑动轴承承受轴向力，在它的下部加一个扶正轴承，以保证上部止推轴承不受（或少受）径向力的影响。,.2.止推轴承,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,潜油电机在井下长期运行，环境温度较高，因此，电机各部件的润滑和冷却就十分重要。潜油电机油循环系统主要包括轴孔，转子与定子之间的间隙和各通油孔。在电机运行时，润滑油从空心轴内流入，从轴承处各通油孔流出，润滑各个轴承，然后进入转子与定子之间的间隙。由于转子的高速旋转，使润滑油获得一个离心力，以及润滑油本身重力的作用，从而下降到电机的底部，补充到空心轴内，这样反复循环，起到润滑和冷却的作用，示意如右图。,.2.油循环系统,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,保护器主要是保护潜油电机的,方式是通过隔离井液和为电机提供润滑油来保护潜油电机，避免烧毁潜油电机，保护器也称作密封段。,、保护器作用、结构及工作原理,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,隔离井液。密封潜油电机轴的动力输出端,防止井液进入潜油电机。压力平衡。保护器的充油腔体与油井相连通,从而平衡潜油电机和保护器中各密封部位两端的压差。当潜油电机因温度升高而使润滑油体积膨胀时,润滑油可通过保护器溢出;当潜油电机因停机温度下降时,保护器可向潜油电机补充润滑油。承受轴向力。内设一个推力轴承,承担作用在泵轴、分离器轴和保护器轴向下的轴向力。当泵在非正常工作时，保护器的上止推系统用于防止泵的向上的轴向力增加。传递扭矩。保护器连接潜油电机轴与泵轴(或分离器轴),连接潜油电机壳体与潜油泵壳体(或分离器壳体)，起到传递电机轴到泵轴的扭矩，包括传递壳体的反向扭矩。,.1 保护器在潜油电泵机组中的主要作用:,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,沉淀式保护器连通式保护器胶囊式保护器,.2 保护器的分类、结构及工作原理,从保护器工作原理上区分,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,机械密封 沉淀室 沉淀管 轴 止推轴承等组成,.2.1沉淀式保护器的结构及工作原理：,沉淀式保护器,沉淀式保护器主要由,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,根据井液和润滑油两种液体的密度不同,用沉淀的方法将井液与润滑油分开,防止井液从连通系统进入潜油电机。当机组下入油井后,随着温度的升高,保护器将通过上接头的沉淀管溢出一小部分润滑油,同时井液也将通过沉淀管进入上节沉淀腔的底部而当启动电泵机组工作后,又有一小部分润滑油溢出,潜油电机温度不再升高时,润滑油停止溢出。当停机时,电机温度降至井底环境温度,润滑油体积收缩,井液又将通过沉淀管进入上节沉淀腔,补充润滑油收缩的体积。,工作原理：,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,沉淀式保护器,.2.2 胶囊式保护器的结构及工作原理：,胶囊 单流阀 机械密封 沉淀腔 转轴 止推轴承等组成,胶囊式保护器由,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,胶囊式保护器,上部胶囊的外部与井液相联通，内腔通过护轴管的呼吸孔与下部沉淀腔相联通。此种结构的优点是，用胶囊来隔离井液与电机油，是采用直接隔离的方法，只要胶囊不破损，井液就不能进入电机；且具有沉淀式保护器的优点，三级机械密封分散安装，改善了机械密封的散热条件；依靠胶囊实现电机油的热膨胀呼吸作用，可以减少电机油的漏失。,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,胶囊式保护器,当机组下入井底后，由于温度升高，使电机油膨胀，有部分电机油进入收缩的胶囊，电机启动后，电机温度升高，又有部分电机油进入胶囊，达到温度最高值时，电机油不再膨胀，保护器胶囊的容积完全容纳了由常温到井底温度，再到电机工作时膨胀的电机油。电泵机组停机后，温度降至井底温度，电机油体积变小，胶囊收缩，井液从上接头的连通孔进入胶囊与保护器壳体之间的环形空间。胶囊保护器的三级机械密封的两面压力是平衡的，泄漏的主向是离心方向。首级机械密封泄漏量到一定体积，胶囊无法再收缩时，泄漏主向发生改变，从首级机械密封进入胶囊内井液量增大，从首级机械密封进入的井液进入下边第一级沉淀腔，直至第二级沉淀腔失效，整个保护器就失效了。,工作原理为：,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,胶囊式保护器,一是作为井液进入多级离心泵的吸入口；二是当混合气液体进入离心泵之前，先通过分离器进行气、液两相分离。被分离出的气体进入油、套管环形空间，液体则进入离心泵内，这样就可避免气体对泵产生气蚀，减少气体对泵工作性能的影响，从而提高泵效和延长泵的使用寿命，使潜油电泵机组能够正常运转。,、分离器作用、结构及工作原理.1分离器的作用：,油气分离器是潜油电泵机组的四大部件之一，它位于保护器和多级离心泵之间。油气分离器有两个基本作用：,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,.2分离器的结构及工作原理,沉降式分离器是自然分离，结构较简单，分离效率差，在这里仅介绍一下目前我厂使用的旋转式气液分离器。,按气体从混合液分离的方式及其结构的不同，可把分离器分为三种类型：,沉降式（重力式）气液分离器,旋转式气液分离器,涡流式气液分离器,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,上接头 交叉导轮总成 分离转子 轴 导流轮 叶轮 导轮 诱导轮 壳体 下接头 花键套等部件组成,旋转式分离器主要由,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,井液由下接头的吸入口进入分离器后，被螺旋状的抗气蚀性能强的诱导轮引入到低压吸入叶轮，然后低压叶轮使气液混合物产生一个稳定的压头。叶轮甩出的气液混合物经导流轮由径向的速度能转换为轴向的压力能，使气液混合物变为轴向流动后进入分离转子，即分离腔。分离器内高速旋转的分离转子，将气液混合液中质量大的液体甩至分离器外壁，进入交叉导轮流道供泵抽吸。轻的气体或较轻的气液乳化物聚集在分离腔的中心部位，延轴流向交叉导轮的气体流道，从排气孔进入油套环形空间，完成气液分离过程。,工作原理：,二、潜油电泵各部件的结构及工作原理,螺杆泵简介,1932 年，法国人勒内.莫依诺发明了螺杆泵。此后，螺杆泵这种水利机械在世界范围内得到了广泛的应用、发展和完善。螺杆泵应用于原油开采是最近二十几年的事情，它是为开采高粘度原油而设计的。,螺杆泵简介,根据传动形式可分为皮带传动和直接传动两种，其系统组成主要包括地面驱动部分、井下泵部分、电控部分、配套工具及其井下管柱等。,一、螺杆泵工作原理及组成,螺杆泵采油系统按不同驱动型式可分为地面驱动和井下驱动两大类。,地面驱动螺杆泵,螺杆泵简介,按井下驱动，又可分为电驱动和液压驱动两种形式，动力置于井底，不用抽油杆。,井下驱动螺杆泵,地面驱动螺杆泵：,地面驱动部分：包括减速箱、皮带传动、电机、盘根盒、支撑架、方卡子等；,井下部分：主要由抽油杆、接头、转子、导向头和油管、接箍定子尾管等组成；,电控部分：包括电控箱、电缆等；,配套工具部分：包括防脱工具、防蜡器、泵与套管锚定装置、封隔器等。,井下管柱：包括常规及简易井口装置、正扣及反扣油管、实心及空心抽油杆、抽油杆扶正器、光杆扶正器等；,螺杆泵简介,螺杆泵的组成：1）电控部分：螺杆泵井的控制部分，控制电机的起、停。2）地面部分：（驱动装置、及驱动头）是把动力传给井下泵转子使转子实现行星运动，实现抽汲原油的机械装置。3）井下部分：定子和转子。4）配套工具部分：（1）专用井口（2）特殊光杆（3）抽油杆扶整器（4）油管扶整器（5）抽油杆防倒转装置（6）油管防脱装置,螺杆泵简介,机械密封,盘根盒,方卡,上油封,齿轮,轴承,副箱体,轴承,密封轴,光杆,油封,防倒转机构,棘轮机构,结构：棘轮、棘爪和机架。,