3．
如图1所示为油田开采石油的抽油系统，由抽油机、抽油杆和抽油泵等部分组成．抽油泵的原理与活塞式抽水机类似；抽油机通过抽油杆，带动抽油泵的活塞上下往复运动，将油层中的原油抽至地面．
（l）抽油机的结构如图2甲所示．电动机带动曲柄转动，通过连杆推动游梁和驴头绕支点O往复转动．驴头的外侧为一段以O为圆心的圆弧，它可以确保游梁转动时，上端固定在驴头外侧某一点上的钢丝绳对悬点的拉力始终在同一条竖直线上．
已知驴头外侧圆弧的半径为L
1，支点O到连杆和游梁连接处的（沿游梁方向）长度为L
2．游梁和驴头受到的总重力为G，支点O到游梁和驴头的重心的（沿游梁方向）长度为L
3．
若当驴头通过钢丝绳拉动悬点保持静止、悬点处受到竖直向下的拉力为F、游梁和水平线的夹角为θ时，连杆对游梁的拉力方向竖直向下，请你求出该拉力的大小．
（2）抽油泵处的示意图如图2乙所示．
①抽油泵包括活塞、排出阀、吸入阀、油管等组成部分，请说明抽油泵的工作原理．
②由于油层内的压强，当套管插入油层时，原油的液面会自动上升到一定高度．再通过抽油泵，可进一步将原油吸至地面．用回声仪可以测出原油液面距地面的深度．在套管中插入油管时，需保证抽油泵始终在原油液面之下．
已知在某油田，地面的回声仪发出声波，时间后接收到回声（空气中声速为v）；
所安装的抽油杆的总长度为l，（单位长度抽油杆的质量为m），横截面积为S
l，活塞的横截面积为S
2，原油的密度为ρ．现要将原油抽至地面，抽油杆和活塞匀速上升时，受到的总摩擦阻力为f
1，抽油杆和活塞匀速下降时，受到的总摩擦阻力为f
2．请分别估算当抽油杆匀速竖直向上提升、匀速竖直下降时，悬点处受到竖直向下的拉力（套管和油管中，原油液面上方的气压相同；地面下的抽油杆长度远大于悬点距地面的高度）．