深井泵采油技術

1、1l 常規(guī)有桿泵采油技術常規(guī)有桿泵采油技術l 地面驅動螺桿泵采油技術地面驅動螺桿泵采油技術l 無桿泵采油技術無桿泵采油技術2有桿泵采油典型特點：有桿泵采油典型特點： 地面能量通過抽油桿、抽油泵傳遞給井下流體。地面能量通過抽油桿、抽油泵傳遞給井下流體。(1)(1) 常規(guī)有桿泵采油：常規(guī)有桿泵采油：抽油機懸點的往復運動通過抽油桿傳遞抽油機懸點的往復運動通過抽油桿傳遞給井下柱塞泵。給井下柱塞泵。(2)(2) 地面驅動螺桿泵采油：地面驅動螺桿泵采油：井口驅動頭的旋轉運動通過抽油井口驅動頭的旋轉運動通過抽油桿傳遞給井下螺桿泵。桿傳遞給井下螺桿泵。有桿泵采油分類：有桿泵采油分類： 常規(guī)有桿泵采油是目前我國

2、最廣泛應用的采油方式，常規(guī)有桿泵采油是目前我國最廣泛應用的采油方式，大約有大約有80%80%以上的油井采油采用該舉升方式。以上的油井采油采用該舉升方式。3抽油機抽油機抽油桿抽油桿抽油泵抽油泵其它附件其它附件設設備備組組成成抽油過程介紹抽油過程介紹 三抽設備三抽設備4( (一一) )抽油機抽油機 有桿深井泵采油的主要地面設備，它將電能轉化為機械能，有桿深井泵采油的主要地面設備，它將電能轉化為機械能，包括包括游梁式抽油機和無游梁式抽油機游梁式抽油機和無游梁式抽油機兩種。兩種。游梁式抽油機組成游梁式抽油機組成 游梁游梁- -連桿連桿- -曲柄機構、減速箱、動力設備和輔助裝置曲柄機構、減速箱、動力設備

3、和輔助裝置5游梁游梁輔輔助助裝裝置置曲柄機構曲柄機構連桿連桿減速箱減速箱動動力力設設備備6 工作時，動力機將高工作時，動力機將高速旋轉運動通過皮帶和減速旋轉運動通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸，帶動曲速箱傳給曲柄軸，帶動曲柄作低速旋轉。曲柄通過柄作低速旋轉。曲柄通過連桿經(jīng)橫梁帶動游梁作上連桿經(jīng)橫梁帶動游梁作上下擺動。掛在驢頭上的懸下擺動。掛在驢頭上的懸繩器便帶動抽油桿柱作往繩器便帶動抽油桿柱作往復運動。復運動。工作原理工作原理7前置式游梁抽油機前置式游梁抽油機其基本結構與普通式相同，只是支架軸和連接連其基本結構與普通式相同，只是支架軸和連接連桿與游梁的橫梁軸互換了位置。當驢頭在右時，曲柄順時針旋轉，

4、桿與游梁的橫梁軸互換了位置。當驢頭在右時，曲柄順時針旋轉，上沖程比下沖程慢，使抽油機承載能力變大。上沖程比下沖程慢，使抽油機承載能力變大。 8新型抽油機：新型抽油機：為了節(jié)能和加大沖程。為了節(jié)能和加大沖程。異相型游梁式抽油機異相型游梁式抽油機異形游梁式抽油機異形游梁式抽油機雙驢頭游梁式抽油機雙驢頭游梁式抽油機鏈條式抽油機鏈條式抽油機寬寬帶傳動抽油機帶傳動抽油機液壓抽油機液壓抽油機節(jié)能節(jié)能加大沖程加大沖程9常規(guī)型游梁式抽油機常規(guī)型游梁式抽油機雙驢頭游梁式抽油機雙驢頭游梁式抽油機雙驢頭抽油機雙驢頭抽油機，它去掉了普通游梁式抽油機橫梁尾軸，依靠一個后驢，它去掉了普通游梁式抽油機橫梁尾軸，依靠一個后驢

5、頭裝置通過驅動鋼絲繩使橫梁與連桿相連接。頭裝置通過驅動鋼絲繩使橫梁與連桿相連接。該抽油機沖程長，節(jié)能好，動載荷小，工作穩(wěn)定，易啟動。該抽油機沖程長，節(jié)能好，動載荷小，工作穩(wěn)定，易啟動。缺點是驅動繩辮子易磨損。缺點是驅動繩辮子易磨損。 10鏈條式抽油機鏈條式抽油機1112皮帶式抽油機皮帶式抽油機13游梁式抽油機系列型號表示方法游梁式抽油機系列型號表示方法CYJ 12CYJ 123.33.370(H) F(Y70(H) F(Y，B B，Q)Q)游梁式抽油機系列代號游梁式抽油機系列代號CYJ-CYJ-常規(guī)型常規(guī)型CYJQ-CYJQ-前置型前置型CYJY-CYJY-異相型異相型懸點最大載荷，懸點最大載

6、荷，*10 kN10 kN光桿最大沖程，光桿最大沖程，m m減速箱曲柄軸最大允許扭矩減速箱曲柄軸最大允許扭矩,kN.m,kN.m減速箱齒輪形代號，減速箱齒輪形代號，H H為點嚙合雙為點嚙合雙圓弧齒輪，省略漸開線人字齒輪圓弧齒輪，省略漸開線人字齒輪平衡方式代號平衡方式代號F F：復合平衡：復合平衡Y Y：游梁平衡：游梁平衡B B：曲柄平衡：曲柄平衡Q Q：氣動平衡：氣動平衡14(2)(2)抽油桿：抽油桿： 能量傳遞工具。能量傳遞工具。1-1-外螺紋接頭；外螺紋接頭；2-2-卸荷槽；卸荷槽；3-3-推承面臺肩；推承面臺肩；4-4-扳手方徑；扳手方徑；5-5-凸緣；凸緣；6-6-圓弧過渡區(qū)圓弧過渡區(qū)

7、15(3)(3)抽油泵：抽油泵：機械能轉化為流體壓能的設備機械能轉化為流體壓能的設備工作筒工作筒( (外筒和襯套外筒和襯套) )、柱塞及游動閥、柱塞及游動閥( (排出排出閥閥) )和固定閥和固定閥( (吸入閥吸入閥) )按照抽油泵在油管中的按照抽油泵在油管中的固定方式固定方式可分為：管式泵和桿式泵可分為：管式泵和桿式泵主要組成：主要組成：分類：分類：按照抽油泵按照抽油泵性能特點性能特點可分為：常規(guī)泵、防砂泵、防氣泵、可分為：常規(guī)泵、防砂泵、防氣泵、 抽稠泵等等抽稠泵等等工作筒工作筒( (外筒和襯套外筒和襯套) )柱塞柱塞固定閥固定閥( (吸入閥吸入閥) )游動閥游動閥( (排出閥排出閥) )1

8、617A-A-管式泵管式泵 B-B-桿式泵桿式泵管式泵：管式泵：外筒和襯套在地面組裝好接在油管外筒和襯套在地面組裝好接在油管下部先下入井內(nèi)，然后投入固定閥，最后再下部先下入井內(nèi)，然后投入固定閥，最后再把柱塞接在抽油桿柱下端下入泵內(nèi)。把柱塞接在抽油桿柱下端下入泵內(nèi)。管式泵特點管式泵特點：結構簡單、成本低，排量大。但檢泵時必須起出油結構簡單、成本低，排量大。但檢泵時必須起出油管，修井工作量大，故適用于下泵深度不很大，產(chǎn)量較高的油井。管，修井工作量大，故適用于下泵深度不很大，產(chǎn)量較高的油井。桿式泵：桿式泵：整個泵在地面組裝好后接在抽油桿柱整個泵在地面組裝好后接在抽油桿柱的下端整體通過油管下入井內(nèi)，由

9、預先裝在油的下端整體通過油管下入井內(nèi)，由預先裝在油管預定深度管預定深度( (下泵深度下泵深度) )上的卡簧固定在油管上，上的卡簧固定在油管上，檢泵時不需要起油管。檢泵時不需要起油管。桿式泵特點：桿式泵特點：結構復雜，制造成本高，排量小，修井工作量小。結構復雜，制造成本高，排量小，修井工作量小。桿式泵適用于下泵深度大、產(chǎn)量較小的油井。桿式泵適用于下泵深度大、產(chǎn)量較小的油井。18( (一一) )泵的抽汲過程泵的抽汲過程 抽油桿柱帶著柱塞向上運動，柱塞上抽油桿柱帶著柱塞向上運動，柱塞上的游動閥受管內(nèi)液柱壓力和自重作用而關的游動閥受管內(nèi)液柱壓力和自重作用而關閉。閉。 泵內(nèi)壓力降低，固定閥在環(huán)形空間液泵

10、內(nèi)壓力降低，固定閥在環(huán)形空間液柱壓力柱壓力( (沉沒壓力沉沒壓力) )與泵內(nèi)壓力之差的作用與泵內(nèi)壓力之差的作用下被打開。下被打開。泵吸入的條件：泵吸入的條件： 泵內(nèi)壓力泵內(nèi)壓力( (吸入壓力吸入壓力) )低于沉沒壓力。低于沉沒壓力。上沖程上沖程（1 1）上沖程）上沖程 泵內(nèi)吸入液體、井口排出液體。泵內(nèi)吸入液體、井口排出液體。19下沖程下沖程（2 2）下沖程）下沖程 柱塞下行，固定閥在重力作用下關閉。柱塞下行，固定閥在重力作用下關閉。泵內(nèi)壓力增加，當泵內(nèi)壓力大于柱塞以上液泵內(nèi)壓力增加，當泵內(nèi)壓力大于柱塞以上液柱壓力時，游動閥被頂開。柱壓力時，游動閥被頂開。 柱塞下部的液柱塞下部的液體通過游動閥進

11、入柱塞上部，使泵排出液體。體通過游動閥進入柱塞上部，使泵排出液體。泵排出的條件：泵排出的條件： 泵內(nèi)壓力泵內(nèi)壓力( (排出壓力排出壓力) )高于柱塞以上的液高于柱塞以上的液柱壓力。柱壓力。 柱塞上下抽汲一次為一個柱塞上下抽汲一次為一個沖程沖程，在一個，在一個沖程內(nèi)完成進油與排油的過程。沖程內(nèi)完成進油與排油的過程。 20（二（二) )泵的理論排量泵的理論排量 泵的工作過程泵的工作過程是由三個基本環(huán)節(jié)所組成，即是由三個基本環(huán)節(jié)所組成，即柱塞在柱塞在泵內(nèi)讓出容積，井內(nèi)液體進泵泵內(nèi)讓出容積，井內(nèi)液體進泵和和從泵內(nèi)排出井內(nèi)液體。從泵內(nèi)排出井內(nèi)液體。 SfVp 在理想情況下，活塞上、下一次進入和排出的液體

12、在理想情況下，活塞上、下一次進入和排出的液體體積都等于柱塞讓出的體積：體積都等于柱塞讓出的體積： SNfVpm每分鐘的排量為：每分鐘的排量為： SNkSNfQppt1440每日排量每日排量: :泵的理論排量泵的理論排量沖次：一分鐘的時沖次：一分鐘的時間內(nèi)抽油泵吸入與間內(nèi)抽油泵吸入與排出的周期數(shù)。排出的周期數(shù)。21tQQ/泵效泵效：在抽油井生產(chǎn)過程中，實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值。在抽油井生產(chǎn)過程中，實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值。影響泵效的因素：影響泵效的因素：(3) (3) 漏失影響漏失影響(1) (1) 抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮SSp入(2) (2) 氣體和充不滿的影響氣

13、體和充不滿的影響活液VV(4) (4) 體積系數(shù)的影響體積系數(shù)的影響lBB1地面產(chǎn)液量地面產(chǎn)液量22提高泵效的措施提高泵效的措施(1)(1)選擇合理的工作方式選擇合理的工作方式選用大沖程、小沖次，減小氣體影響，降低懸點載荷，特別選用大沖程、小沖次，減小氣體影響，降低懸點載荷，特別是稠油的井。是稠油的井。連噴帶抽井選用大沖數(shù)快速抽汲，以增強誘噴作用。連噴帶抽井選用大沖數(shù)快速抽汲，以增強誘噴作用。深井抽汲時，深井抽汲時，S S和和N N的選擇一定要避開不利配合區(qū)。的選擇一定要避開不利配合區(qū)。(2)(2)確定合理沉沒度。確定合理沉沒度。(3)(3)改善泵的結構，提高泵的抗磨、抗腐蝕性能。改善泵的結構

14、，提高泵的抗磨、抗腐蝕性能。(4)(4)使用油管錨減少沖程損失使用油管錨減少沖程損失(5)(5)合理利用氣體能量及減少氣體影響合理利用氣體能量及減少氣體影響23第二節(jié)第二節(jié) 地面驅動螺桿泵采油技術地面驅動螺桿泵采油技術螺桿泵螺桿泵抽油桿抽油桿油層油層驅動裝置驅動裝置24第二節(jié)第二節(jié) 地面驅動螺桿泵采油技術地面驅動螺桿泵采油技術螺桿泵工作原理螺桿泵工作原理 螺桿泵的轉子、定子副（也稱螺桿泵的轉子、定子副（也稱桿桿襯套副）是利用擺線的襯套副）是利用擺線的多等效多等效動點動點效應，在空間形成封閉腔室，效應，在空間形成封閉腔室，并當轉子和定子作相對轉動時，封并當轉子和定子作相對轉動時，封閉腔室能作軸向

15、移動，使其中的液閉腔室能作軸向移動，使其中的液體從一端移向另一端，實現(xiàn)機械能體從一端移向另一端，實現(xiàn)機械能和壓力能的相互轉化，從而實現(xiàn)舉和壓力能的相互轉化，從而實現(xiàn)舉升作用。升作用。 25 特點：特點： l 井口結構簡單、占地面積小，利于海上平臺和從式井組采油。井口結構簡單、占地面積小，利于海上平臺和從式井組采油。l 泵運動部件少，吸入性能好，適用于稠油井和出砂油井應用。泵運動部件少，吸入性能好，適用于稠油井和出砂油井應用。l 泵內(nèi)沒有吸入和排出閥以及復雜的流道，水力損失小。泵內(nèi)沒有吸入和排出閥以及復雜的流道，水力損失小。 l 在相同舉升參數(shù)下，與常規(guī)有桿抽油井生產(chǎn)系統(tǒng)相比系統(tǒng)效率在相同舉升參

16、數(shù)下，與常規(guī)有桿抽油井生產(chǎn)系統(tǒng)相比系統(tǒng)效率較高，能量消耗小。較高，能量消耗小。l 無脈動排油現(xiàn)象。無脈動排油現(xiàn)象。l 體積小，耗能低，投資少。體積小，耗能低，投資少。l 安全、可靠，安裝、使用、維護、監(jiān)控等方便。安全、可靠，安裝、使用、維護、監(jiān)控等方便。 第二節(jié)第二節(jié) 地面驅動螺桿泵采油技術地面驅動螺桿泵采油技術26舉升動力傳輸?shù)姆绞讲煌e升動力傳輸?shù)姆绞讲煌袟U泵采油有桿泵采油氣舉采油氣舉采油人工舉升采油人工舉升采油地面能量通過地面能量通過抽油桿抽油桿提供給抽提供給抽油泵，將井底原油舉升至地面油泵，將井底原油舉升至地面的采油方式。的采油方式。利用氣舉氣體的膨脹使井筒利用氣舉氣體的膨脹使井筒中

17、的中的混合液密度混合液密度降低。將流降低。將流到井內(nèi)的原油舉升到地面到井內(nèi)的原油舉升到地面無桿泵采油無桿泵采油地面能量地面能量不通過抽油桿不通過抽油桿提供給提供給抽油泵，將井底原油舉升至地抽油泵，將井底原油舉升至地面的采油方式。面的采油方式。一、電動潛油離心泵采油一、電動潛油離心泵采油28一、電動潛油離心泵采油一、電動潛油離心泵采油(2) (2) 能量傳遞過程能量傳遞過程潛油電機潛油電機保護器保護器分離器分離器多級離心泵多級離心泵潛油電纜潛油電纜井下機組部分井下機組部分變壓器變壓器控制屏控制屏接線盒接線盒地面控制部分地面控制部分泄油閥泄油閥單流閥單流閥電力傳電力傳輸部分輸部分(1) (1) 生

18、產(chǎn)設備組成生產(chǎn)設備組成29一、電動潛油離心泵采油一、電動潛油離心泵采油(2) (2) 能量傳遞過程能量傳遞過程(3) (3) 地層流體舉升過程地層流體舉升過程(1) (1) 生產(chǎn)設備組成生產(chǎn)設備組成30電潛泵舉升方式的主要優(yōu)點：電潛泵舉升方式的主要優(yōu)點：(1) (1) 排量大；排量大；(2) (2) 操作簡單，管理方便；操作簡單，管理方便；(3) (3) 能夠較好地運用于斜井與水平井以及海上采油；能夠較好地運用于斜井與水平井以及海上采油；(4) (4) 在防蠟方面有一定的作用。在防蠟方面有一定的作用。電潛泵舉升方式的主要缺點：電潛泵舉升方式的主要缺點：(1) (1) 下入深度受電機功率、油套管

19、直徑、井筒高溫等的限制；下入深度受電機功率、油套管直徑、井筒高溫等的限制；(2) (2) 比較昂貴，初期投資高；比較昂貴，初期投資高；(3) (3) 作業(yè)費用高和停產(chǎn)時間過長；作業(yè)費用高和停產(chǎn)時間過長；(4) (4) 電機、電纜易出現(xiàn)故障；電機、電纜易出現(xiàn)故障；(5) (5) 日常維護要求高。日常維護要求高。一、電動潛油離心泵采油一、電動潛油離心泵采油31開式水力活塞泵采油系統(tǒng)開式水力活塞泵采油系統(tǒng)二、水力活塞泵采油二、水力活塞泵采油高壓泵機組高壓泵機組高壓控制管匯高壓控制管匯動力液處理裝置動力液處理裝置計量裝置計量裝置地面管線地面管線地面流程地面流程井口井口井下器具管柱結構井下器具管柱結構水

20、力活塞泵井下機組水力活塞泵井下機組油井裝置油井裝置液馬達液馬達抽油泵抽油泵滑閥控制機構滑閥控制機構32工作原理：工作原理：動力液地面加壓；動力液地面加壓；油管或專用動力液管輸送；油管或專用動力液管輸送；動力液被傳至井下液馬達處；動力液被傳至井下液馬達處；滑閥控制機構換向；滑閥控制機構換向；動力液驅動液馬達；動力液驅動液馬達；液馬達做往復運動；液馬達做往復運動；液馬達通過活塞桿帶動抽油泵做往復運動；液馬達通過活塞桿帶動抽油泵做往復運動；原油被增壓舉升。原油被增壓舉升。開式水力活塞泵采油系統(tǒng)開式水力活塞泵采油系統(tǒng)二、水力活塞泵采油二、水力活塞泵采油33工作原理：工作原理：動力液地面加壓；動力液地面

21、加壓；油管或專用動力液管輸送；油管或專用動力液管輸送；動力液被傳至井下液馬達處；動力液被傳至井下液馬達處；滑閥控制機構換向；滑閥控制機構換向；動力液驅動液馬達；動力液驅動液馬達；液馬達做往復運動；液馬達做往復運動；液馬達通過活塞桿帶動抽油泵做往復運動；液馬達通過活塞桿帶動抽油泵做往復運動；原油被增壓舉升。原油被增壓舉升。二、水力活塞泵采油二、水力活塞泵采油34適適應應條條件件主要缺點：主要缺點：油層深度與排量范圍大；油層深度與排量范圍大；含蠟；含蠟；稠油；稠油；井斜。井斜。(1) (1) 機組結構復雜，加工精度要求高；機組結構復雜，加工精度要求高；(2) (2) 地面流程大，投資高地面流程大，投資高( (規(guī)模效益規(guī)模效益) )；二、水力活塞泵采油二、水力活塞泵采油35三、水力射流泵采油三、水力射流泵采油系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成高壓泵機組高壓泵機組高壓控制管匯高壓控制管匯計量裝置計量裝置動力液處理裝置動力液處理裝置地面管線地面管線地面流程地面流程井下器具管柱結構井下器具管柱結構井口井口油井裝置油井裝置射流泵射流泵36 井下射流泵工作示意圖井