抽油机悬点运动规律分析及载荷计算ppt课件.ppt

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1、抽油机悬点运动规律分析及载荷计算一、抽油机悬点运动规律分析驴头悬点运动可简化为简谐运动曲柄滑块运动1.简谐运动连杆机构——如图3-16简化条件：这样就可以忽略连杆和游梁摆动的影响，将游梁后臂B点的运动简化为：曲柄与连杆连结点D做圆周运动时，在中垂线上的投影点C的运动规律(如图3-17所示)。而C点在平衡点O的来回运动，就正好是投影点的运动规律。1er悬点（A）：是指光杆与驴头的相切点。悬点运动：是指光杆与驴头相切点的运动。研究思路：通过研究B点的运动规律，转化到A点的运动规律。2(1)B点在任意时刻的位移为XB：假定下死点为起始点，取任意一时刻t，C点离开最远点E的

2、位移为：（3-1）（3-2）3(2)驴头悬点A的位移方程：(3)A点运动速度：(4)A点加速度方程：(3-3)(3-4)(3-5)45驴头位置最低中间最高中间最低方向（+）（+）（-）（-）方向（+）（-）（-）（+）悬点运动加速加速减速惯性力方向惯性力对悬点载荷影响最大值62.曲柄滑块运动条件：(1)B点的位移方程：7由三角关得：按二项式展开，取前二项(3-7)式中：8(3)A点的速度方程：(4)A点的加速度方程：(5)A点最大位移(光杆冲程)：(3-9)(3-10)(3-11)(2)驴头悬点A点位移方程：（3-8）9(6)A点加速度的极值加速度的极值点驴头下死点

3、驴头上死点(3-12)(3-13)加速度的极值发生在驴头的上下死点1011二、抽油机驴头悬点载荷分析.静载荷——抽油杆柱和液柱载荷、泵的沉没压力、井口油压悬点载荷动载荷——抽油杆柱和液柱的惯性载荷、振动和冲击载荷、摩擦载荷等1.抽油杆柱载荷上冲程——抽油杆柱在空气中的重力Wr注意：力＝质量×加速度(3-14)12(3-15)式中Wr－抽油杆柱在空气中的重力，N；fr－抽油柱柱截面积，m2；ρs－抽油杆材料的密度，ρs＝7850Kg/m3；g－重力加速度，m/Ｓ2；L－抽油杆柱长度，m；qr－每米抽油杆柱在空气中的重力，N/m；Wr’－抽油杆在液体中的重力，N；qr’

4、－每米抽油杆柱在液体中的重力(见表3-3),N/m；ρl－液体的密度，Kg/m3。下冲程抽油杆柱在液体中的重力Wr’13式中：——抽油杆在液体中的失重系数(3-16)2.液柱载荷WL只有上冲程液柱载荷才作用于驴头悬点WL＝(fP－fr)Lρmlg(3-17)式中：WL－作用在活塞上的液柱载荷，Nfp－活塞截面积，m2fr－抽油杆柱截面积，m2143.惯性载荷(1)惯性载荷的形成P惯与既与抽油杆柱和液柱的质量有关，还与悬点的WA成正比，其方向与加速度方向相反。(2)加速度与惯性载荷的关系：一个冲程可分为四个阶段：如图3-20ρml－油水混合液的密度，Kg/m3ρml＝

5、nwρw＋(1－nw)ρo(3-18)nW－原油含水率，％ρo、ρW－水的密度，Kg/m3。1516表3-4加速度对悬点载荷的影响17(3)惯性载荷的计算条件：抽油杆柱和液柱看成是刚体式中：Ir、Il－分别为抽油杆柱和液柱的惯性载荷，N；g－重力加速度，9.81m/s2；ε－油管过流断面(比活塞)扩大引起的液柱加速度降低系数。ft－油管过流截面积，m2（3-19）（3-20）18（3-21）惯性载荷的极值也将发生在驴头运动的上下死点：(3-22)19(3-23)液柱的惯生载荷只在上冲程存在:(3-24)20小结：上冲程悬点最大惯性载荷：下冲程悬点最大惯性载荷：注意：

6、在某些情况下，可忽略液柱引起的惯性载荷。如当油中含水低，在液柱中气液比较高和冲数较小时。（我国往往是使用的慢冲数抽油机）214.摩擦载荷抽油机工作中，作用在悬点的摩擦载荷主要有以下几对：(1)活塞──衬套之间的摩擦力：(活塞与衬套）其值与活塞与衬套的配合、泵径大小有关。直井可忽略(2)抽油杆──油管之间的摩擦力（杆管）直井可忽略(3)液柱与油管的摩擦力（液管）主要取决于液流速度和液体粘度(4)液柱与抽油杆之间的摩擦力；（液杆）(5)液体通过游动阀的摩擦力：主要取决于游动阀的结构、液流速度和液体粘度。22上冲程主要受(1)(2)(3)的影响，增加悬点载荷；下冲程主要受

7、(1)(2)(4)(5)的影响，减少悬点载荷。；分析的关键：(1)摩擦力与运动物体的方向相反；(2)上冲程产生的摩擦载荷总是使悬点载荷增加；下冲程正好相反。（3）有三种情况没有摩擦力存在。]235.其它载荷(1)振动载荷——由于交变载荷(惯性载荷的变化和液柱载荷的交替作用)引起抽油杆柱的振动，从而产生振动载荷。（一般对于下泵不太深、冲数不大的井，可忽略。）(2)沉没压力和井口压力由于沉没压力使悬点载荷减轻，（上冲程，产生向上顶浮作用；下冲程无）；井口压力（即井口回压）使悬点载荷增加，（下冲程减轻抽油杆柱载荷）二者方向相反，可部分抵消，因此，在计算中可忽略。24忽