石油工程與裝備第八章有桿抽油設備第二節(jié)鏈條梁抽油機導輪配重箱活塞外配重箱導向輪抽油桿圖A鏈式液壓抽油機系統(tǒng)原理天車輪活塞桿一.鏈式液壓抽油機系統(tǒng)工作原理油缸活塞活塞桿

一、鏈式液壓抽油機系統(tǒng)工作原理活塞桿上端連接導輪，繞過導輪的鏈條一端固定在機架的上端，另一端過天車輪與抽油桿連接。

當活塞向上，抽油泵下沖程，內(nèi)、外配重抬高儲能。當活塞向下，抽油泵上沖程，配重幫助升舉，抽油桿鏈條增程機構(gòu)實現(xiàn)長沖程。雙重力平衡箱，一個通過導輪與活塞桿端部的導輪鏈條連接；另一個外重力平衡箱通過2個導輪用鏈條連接，安裝在機架外側(cè)。1.導向輪2.外配重箱3.電液換向閥4.蓄能器和溢流閥5.變量油泵6.抽油桿7.液壓單體支柱8.配重箱9.導輪10.天車輪

（新）鏈式液壓抽油機系統(tǒng)原理圖工作原理:電動機轉(zhuǎn)動驅(qū)動變量油泵時,機械能轉(zhuǎn)換為從油泵輸出的油液的壓力能,通過二位四通換向閥控制驅(qū)動油缸直線往復運動。當活塞向上運動時,抽油機桿6連接的鏈條通過天車輪10活塞桿上端部連接的導輪9與機架固定,實現(xiàn)了抽油桿的向下運動。當活塞向下運動時,帶動活塞桿和端部的導輪向下運動,因鏈條一端固定在機架的上端,導輪的運動,使連接抽油桿鏈條增程機構(gòu)實現(xiàn)了長沖程。利用活塞面積差實現(xiàn)抽油桿下沖程速度小于上沖程速度,以滿足常規(guī)稠油開采時節(jié)能的要求。滾珠絲杠平衡箱滾珠螺母負荷皮帶懸繩器機架底座皮帶鉸接頭電動機皮帶傳動滾筒頂部護罩圖B螺旋傳動電機換向抽油機結(jié)構(gòu)簡圖二、螺旋傳動電機換向抽油機

二、螺旋傳動電機換向抽油機傳動原理螺旋傳動電機換向抽油機的傳動分為兩部分：

一部分是，立式電機通過皮帶傳動，直接驅(qū)動螺旋絲杠轉(zhuǎn)動。滾珠螺母與平衡箱固定在一起，螺旋絲杠轉(zhuǎn)動時滾珠螺母會帶動平衡箱沿螺旋絲杠做直線運動。將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為平衡箱和抽油桿的直線運動。另一部分是，采用皮帶滾筒形式，負荷皮帶的一端與平衡箱鉸接在一起，另一端繞過設在抽油機頂部的滾筒通過懸繩器掛接抽油光桿，使平衡箱的直線運動傳遞給抽油光桿。滾株絲杠3—光桿卡子及光桿；4—機架；5—柔性聯(lián)接系統(tǒng)；6—上部傳感器；7—天輪系統(tǒng)；8—電機次級上部固定與調(diào)節(jié)裝置；9—電機次級；10—上部減震器及剎車系統(tǒng)；11—電機初級及配重；12—下部減震器圖C直線電機抽油機結(jié)構(gòu)示意三、直線電機抽油機

電機的初級是抽油機的動力也是抽油機配重箱的組成部分。電機的初級通過鋼繩繞過天車輪與光桿相連，磁力作用下，往復運動。次級初級初級=定子；次級=轉(zhuǎn)子

由江漢石油機械廠與中國石油大學（華東）機電工程學院研制的“直線電機抽油機。

直線電機抽油機直線電機的原理并不復雜。設想把一臺旋轉(zhuǎn)運動的感應電動機沿著半徑的方向剖開，并且展平，這就成了一臺直線感應電動機。

在直線電機中，相當于旋轉(zhuǎn)電機定子的，叫初級；相當于旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)子的，叫次級。初級中通以交流，次級在電磁力的作用下沿著初級做直線運動。這時初級要做得很長，延伸到運動所需要達到的位置，而次級則不需要那么長。實際上，直線電機既可以把初級做得很長，也可以把次級做得很長；既可以初級固定、次級移動，也可以次級固定、初級移動。相當于旋轉(zhuǎn)電機的定子相當于旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子可以是初級短次級長；也可是初級長次級短。1.直線電動機的結(jié)構(gòu)

2.直線電動機原理直線電動機是由旋轉(zhuǎn)電動機演變而來的。當初級的多相繞組通入多相電流后，也會產(chǎn)生一個氣隙磁場，這個磁場的磁感應強度按通電的相序順序作直線移動，該磁場稱為行波磁場。在行波磁場切割下，次級導條將產(chǎn)生感應電勢和電流，所有導條的電流和氣隙磁場相互作用，產(chǎn)生切向電磁力F。

結(jié)果初級是固定不動的，那么，次級就順著行波磁場運動的方向作直線運動。2.直線電動機原理

磁懸浮列車就是用直線電機來驅(qū)動的。

磁懸浮列車是將列車用磁力懸浮起來，使列車與導軌脫離接觸，以減小摩擦，提高車速。列車由直線電機牽引。直線電機的一個級固定于地面，跟導軌一起延伸到遠處；另一個級安裝在列車上。

初級通交流電，列車就沿導軌前進。列車上所裝磁體隨列車運動時，使設在地面上的線圈（或金屬板）中產(chǎn)生感應電流，感應電流的磁場和列車上的磁體（或線圈）之間的電磁力把列車懸浮起來。懸浮列車所需牽引力很小。懸浮列車減速時，磁場的變化減小，感應電流也減小，磁場減弱，造成懸浮力下降。懸浮列車也配備了車輪裝置，它的車輪像飛機一樣，在行進時能及時收入列車，停靠時可以放下來，支持列車。

1.傳動部分：（電機、帶、輪、減速箱）2.換向部分：（主、被動鏈輪、往返架、軌跡鏈條）3.平衡部分：（平衡缸、平衡鏈輪、鏈條、壓縮機）4.懸吊部分：（天車、鋼繩或?qū)拵?、懸繩器）

5.機架

（一）鏈條抽油機結(jié)構(gòu)組成四、鏈條式抽油機懸吊部分換向部分平衡部分傳動部分（一）鏈條抽油機結(jié)構(gòu)組成四、鏈條式抽油機LPJ12型鏈條膠帶抽油機主要參數(shù)名稱參數(shù)名稱參數(shù)最大載荷(kN)沖程(m)最高沖次(min-1)最大高度(m)寬度(m)厚度(m)減速器扭矩(kN·m)117175481371194314218質(zhì)量(t)橫向?qū)蜉喼睆?mm)縱向?qū)蜉喼睆?mm)往返架質(zhì)量(t)外掛平衡塊質(zhì)量(t)箱內(nèi)平衡塊質(zhì)量(t)電動機功率(kW)1320012061821541330導向輪平衡塊平衡箱特殊鏈節(jié)往返架載荷膠帶上滾筒機架上鏈輪鏈條主動鏈輪減速器電機工作過程：主動鏈輪帶動鏈條傳動，特殊鏈節(jié)帶動往返架上下移動，通過繞過滾筒的皮帶使抽油桿實現(xiàn)上下沖程而工作。鏈皮（一）鏈條抽油機結(jié)構(gòu)組成勝利油田高原公司：皮帶（鏈條式）抽油機它是一種純機械傳動的鏈條—皮帶抽油機，特別適合于有桿泵的大泵提液、小泵深抽、稠油開采。

在勝利、大港、遼河、中原、江漢、新疆、西北局等油田有五千多臺皮帶抽油機在良好運轉(zhuǎn)。高原公司皮帶（鏈條式）抽油機機械平衡

（一）鏈條抽油機結(jié)構(gòu)組成勝利油田高原公司：皮帶（鏈條式）抽油機主要優(yōu)點：

（1）長沖程，低沖次

長沖程使泵充滿系數(shù)高，液壓沖擊小；低沖次使井下設備磨損小，操作成本低。

（2）皮帶傳動

采用長壽命重載皮帶傳遞動力，其彈性緩沖作用可減小換向沖擊，使抽油桿柱運行平穩(wěn)。

（3）要求扭矩低

由于扭矩臂僅0.46米，極大降低了扭矩要求，可選用小功率電機及小型減速箱，節(jié)能10～40%。高原公司皮帶（鏈條式）抽油機機械平衡

皮帶—鏈條抽油機安裝勝利油田高原公司：皮帶（鏈條式）抽油機參考視頻啟、停皮帶抽油機啟動游梁式抽油機新一代石油工人抽油機井工作原理

安裝勝利油田高原公司：皮帶（鏈條式）抽油機型號、參數(shù)（美國原有）11001000900800700600500沖程長度m887.37.06.05.04.5懸點負荷td22.72016.31412108最高沖次min-14444455最低沖次min-1可非常小平衡箱重t6.14.64.22.72.41.91.7附加平衡塊重量t.8.69.07.27.16.44.83.5抽油機重t26.52219.516.515.512.011.0立起狀態(tài)：長×寬×高7.4×2.6×13.47.4×2.4×13.46.6×2.4×12.46.1×2.1×11.85.5×2.1×10.85.5×1.9×8.95.2×1.9×8.2運輸狀態(tài)：長×寬×高13.4×2.6×3.113.4×2.4×2.812.4×2.4×2.811.8×2.1×2.610.8×2.1×2.58.9×1.9×2.58.2×1.9×2.5電機功率KW75755545372218.5速箱扭矩kN·m37373726261813使用溫度-40℃—+50℃電磁自動剎車保護系統(tǒng)有有有有有無無注：自動剎車保護系統(tǒng)可根據(jù)用戶要求選配（二）鏈條抽油機主要特點

1.采用軌跡鏈條換向機構(gòu)有：特殊鏈節(jié)、滑塊特殊鏈節(jié)：裝有主銷軸和滑塊滑塊：既帶往返架上下運動，又可在往返架中水平運動。2.

長沖程、慣性載荷?。▌蛩?、加速度小）特殊鏈節(jié)滑塊（三）鏈條抽油機工作過程

電機→皮帶→減速器，驅(qū)動鏈輪旋轉(zhuǎn)→軌跡鏈，通過特殊鏈節(jié)、主銷軸、滑塊，帶動往返架作勻速直線運動。特殊鏈節(jié)自鏈輪左邊下行→往返架下行→達極限位置→特殊鏈節(jié)作復合運動，繞過鏈輪→達鏈輪右邊（完成滑塊在往返架中的水平運動）→上行→達上極限→特殊鏈節(jié)又繞過鏈輪達左邊。

往返架的橫梁，連接著繞過天車的鋼繩（或?qū)拵Вㄟ^懸繩器（卡子）與光桿帶動抽油泵抽油。（四）鏈抽懸點運動分析懸點運動規(guī)律與往返架運動規(guī)律完全相同。研究懸點運動規(guī)律歸結(jié)于往返架上、下運動規(guī)律。軌跡垂線AOO’D，由三段垂線組成。鏈輪以等旋轉(zhuǎn)，往返架從上死點A→下死點D。架下沖程＝懸點上沖程。

1.AO段：

長＝

速度（正弦）

加速度（余弦）簡諧運動2.OO’段長＝兩鏈輪中心距，

勻速直線運動。3.O’D段長＝簡諧運動（架上沖程，懸點下沖程）（五）鏈抽懸點載荷分析最大載荷發(fā)生在上沖程靜變形結(jié)束后的瞬間；最小載荷發(fā)生在下沖程靜變形結(jié)束后的瞬間。

（1）

（2）【上：桿伸長、管縮短，油重對桿加重、對管卸載；

下：桿縮短、管伸長,油重對桿減重、對管加載】

1.

靜載：游梁抽油機中已分析；

桿在油中重

2.

動載：兩部分

二者方向相反；（柱塞開始）運動速度。動載兩種情況：

和；—桿管靜變形；【懸點走過的行程，柱塞與泵筒才開始有相對運動，靜載才全部加到懸點上，動載才開始發(fā)生?！繄D1鏈條抽油機靜變形發(fā)生在不同處的意義

圖1鏈條抽油機靜變形發(fā)生在不同處的意義

（1）

產(chǎn)生在AO段（懸點上沖程開始的簡諧段。架下行）

產(chǎn)生在DO’段（懸點下沖程開始的簡諧段。架上行）

發(fā)生在簡諧段，架的運動有：

【懸點的運動規(guī)律與往返架的運動規(guī)律相同，（3）式為架AO段運動方程?！?/p>

（3）

懸點架架的運動受滑塊控制假如，當，某角

時，位移【前提

，靜變形結(jié)束時未超出簡諧段。在

時，架（懸點）位移等于桿和管靜變形之和】此時有：

由（4）式，，（靜變形終了時的速度、加速度）用

表示

（4）

（5）

（5）的由來：【

】下沖程靜變形結(jié)束時，懸點，，公式（4），（5）適用。

上沖程：瞬時動載（靜變形結(jié)束后瞬間懸點載荷）

：威爾諾夫斯，精確解。靜變形終了時的速度

（6）

（4）式第一式下沖程：瞬時動載（靜變形結(jié)束后瞬間懸點載荷）

式中，—桿、管變形分配系數(shù)，

—加速度傳播速度（5100m/s）

—流量過流斷面擴大影響系數(shù)，

,—速度、加速度（靜變形終了瞬間）

（6）

與有別—桿在空氣中重（，

桿箍重影響）將、、、、、及（5）代入(6)得到（7）式：

三個系數(shù)：，有表達式：【；】

（7）

可（根據(jù)

）計算或查表。得到，即可求（）。

（2）懸點動載全部為組成（a=0）。（淺井自然

）動載公式簡化為：【（7）中

,】

（8）

（7）（