采油工程基本理論

1、采采 油油 工工 程程 基基 本本 理理 論論員員 工工 培培 訓(xùn)訓(xùn) 課課 題題：采油工程基本理論：采油工程基本理論 授課對(duì)象授課對(duì)象：兼職教師：兼職教師 課課 時(shí)時(shí)：4 4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 授課目的授課目的：1 1、了解油井完成及井身結(jié)構(gòu)知識(shí)；、了解油井完成及井身結(jié)構(gòu)知識(shí)； 2 2、掌握抽油機(jī)、深井泵結(jié)構(gòu)組成和工、掌握抽油機(jī)、深井泵結(jié)構(gòu)組成和工 作原理；作原理； 3 3、會(huì)解釋理論示功圖、分析典型示功、會(huì)解釋理論示功圖、分析典型示功圖。圖。重重 點(diǎn)點(diǎn)：抽油機(jī)、深井泵組成及工作原理：抽油機(jī)、深井泵組成及工作原理難難 點(diǎn)：點(diǎn)：理論示功圖和典型示功圖分析理論示功圖和典型示功圖分析主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容油井

2、完成與井身結(jié)構(gòu)油井完成與井身結(jié)構(gòu) 引引 言言 理論示功圖與典型示功圖理論示功圖與典型示功圖抽油機(jī)與抽油泵結(jié)構(gòu)原理抽油機(jī)與抽油泵結(jié)構(gòu)原理小小 結(jié)結(jié) 引引 言言 采油工程是油田開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，是從采油工程是油田開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，是從油田人工補(bǔ)充地下能量到人工舉升（或自噴）油田人工補(bǔ)充地下能量到人工舉升（或自噴）的采油過程。目前大部分油田采用機(jī)械采油的采油過程。目前大部分油田采用機(jī)械采油方式。因此，了解油水井井身結(jié)構(gòu)，掌握機(jī)方式。因此，了解油水井井身結(jié)構(gòu)，掌握機(jī)械采油知識(shí)是管好油水井，保障油田高效合械采油知識(shí)是管好油水井，保障油田高效合理開發(fā)的基礎(chǔ)。理開發(fā)的基礎(chǔ)。 一油井完成一油井完成 油井：是由鉆機(jī)

3、鉆開的、用來采出原油的生油井：是由鉆機(jī)鉆開的、用來采出原油的生產(chǎn)井。產(chǎn)井。 油井完成是鉆井的最后一道工序，是銜接鉆油井完成是鉆井的最后一道工序，是銜接鉆井和采油工程而又相對(duì)獨(dú)立的工程。井和采油工程而又相對(duì)獨(dú)立的工程。 1.1.完井完井的概念的概念 是從鉆開油層開始，到下套管注水泥固井、是從鉆開油層開始，到下套管注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液，直至投產(chǎn)的一項(xiàng)系統(tǒng)射孔、下生產(chǎn)管柱、排液，直至投產(chǎn)的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。工程。 2.2.完井方式完井方式：油層與井筒的連通方式。：油層與井筒的連通方式。裸裸 眼眼 完完 井井套管或尾管射孔完井套管或尾管射孔完井襯襯 管管 完完 井井礫礫 石石 充充 填填 完

4、完 井井（1 1）. .裸眼完井裸眼完井：指在鉆開的生產(chǎn)層位不下：指在鉆開的生產(chǎn)層位不下入套管的完井方式。入套管的完井方式。 裸眼完井有兩種：先期裸眼完井及后期裸眼裸眼完井有兩種：先期裸眼完井及后期裸眼完井。完井。裸眼完井法的優(yōu)缺點(diǎn)裸眼完井法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：裸眼完井法的井底結(jié)構(gòu)最簡單，油層優(yōu)點(diǎn)：裸眼完井法的井底結(jié)構(gòu)最簡單，油層全部裸露，滲濾面積最大，完井液對(duì)產(chǎn)層的損害全部裸露，滲濾面積最大，完井液對(duì)產(chǎn)層的損害較小。較小。 缺點(diǎn)：不能進(jìn)行分層開采，不能采取防止油缺點(diǎn)：不能進(jìn)行分層開采，不能采取防止油層出砂措施。因此，裸眼完井法只適用于油層巖層出砂措施。因此，裸眼完井法只適用于油層巖石堅(jiān)硬的單一產(chǎn)

5、層，以及裂縫性和稠油油層等產(chǎn)石堅(jiān)硬的單一產(chǎn)層，以及裂縫性和稠油油層等產(chǎn)層。層。（2 2）. .射孔完井射孔完井：指鉆開生產(chǎn)層位后下入套管：指鉆開生產(chǎn)層位后下入套管或尾管，再通過射孔建立油流通道。是國內(nèi)外或尾管，再通過射孔建立油流通道。是國內(nèi)外最為廣泛和最主要使用的一種完井方式，包括最為廣泛和最主要使用的一種完井方式，包括套管射孔完井和尾管射孔完井。套管射孔完井和尾管射孔完井。 射孔完井法的優(yōu)缺點(diǎn)射孔完井法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：可以對(duì)產(chǎn)層進(jìn)行選擇和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：可以對(duì)產(chǎn)層進(jìn)行選擇和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)分層開采，因而適用于多產(chǎn)層油井。分層開采，因而適用于多產(chǎn)層油井。 缺點(diǎn)：完井過程中，會(huì)對(duì)油氣層造成較大缺點(diǎn)：完

6、井過程中，會(huì)對(duì)油氣層造成較大損害，滲濾面積小，油流入井阻力大，降低了損害，滲濾面積小，油流入井阻力大，降低了油井原始生產(chǎn)能力。油井原始生產(chǎn)能力。（3 3）. .襯管完井襯管完井 是鉆頭鉆至油層頂界后，先下套管注入水是鉆頭鉆至油層頂界后，先下套管注入水泥固井，再從套管中下入直徑小一級(jí)的鉆頭鉆泥固井，再從套管中下入直徑小一級(jí)的鉆頭鉆穿油層至設(shè)計(jì)井深。最后在油層部位下入預(yù)選穿油層至設(shè)計(jì)井深。最后在油層部位下入預(yù)選割縫的襯管，依靠襯管頂部的襯管懸掛器（卡割縫的襯管，依靠襯管頂部的襯管懸掛器（卡瓦封隔器），將襯管掛在套管上，并密封襯管瓦封隔器），將襯管掛在套管上，并密封襯管和套管之間的環(huán)形空間，使油氣通

7、過襯管的割和套管之間的環(huán)形空間，使油氣通過襯管的割縫流入井筒縫流入井筒 。（4 4）. .礫石充填完井礫石充填完井 直接充填直接充填 先將繞絲篩管或襯管下入油層部位，然后用先將繞絲篩管或襯管下入油層部位，然后用充填液將在地面上預(yù)先選好的礫石泵送至繞絲篩充填液將在地面上預(yù)先選好的礫石泵送至繞絲篩管與井眼或繞絲篩管與套管之間的環(huán)形空間內(nèi)，管與井眼或繞絲篩管與套管之間的環(huán)形空間內(nèi)，形成礫石充填層，阻擋油層砂流入井筒，達(dá)到保形成礫石充填層，阻擋油層砂流入井筒，達(dá)到保護(hù)井壁、防砂入井的目的。護(hù)井壁、防砂入井的目的。 預(yù)制充填預(yù)制充填 在地面預(yù)先將符合油層特性要求的礫石填入在地面預(yù)先將符合油層特性要求的礫

8、石填入具有內(nèi)外雙層繞絲篩管的環(huán)形空間而制成的防砂具有內(nèi)外雙層繞絲篩管的環(huán)形空間而制成的防砂管，將篩管下入井內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)出砂層位進(jìn)行防砂。管，將篩管下入井內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)出砂層位進(jìn)行防砂。 二、油水井井身結(jié)構(gòu)二、油水井井身結(jié)構(gòu)1.1.概念概念 井身結(jié)構(gòu)井身結(jié)構(gòu)：指完鉆井深和相應(yīng)井段的鉆頭直：指完鉆井深和相應(yīng)井段的鉆頭直徑、下入的套管層數(shù)、直徑和深度、各層套管外徑、下入的套管層數(shù)、直徑和深度、各層套管外的水泥返高和人工井底等。的水泥返高和人工井底等。 導(dǎo)管：鉆井開始用于建立泥漿循環(huán)，保護(hù)井導(dǎo)管：鉆井開始用于建立泥漿循環(huán)，保護(hù)井口附近地層，引導(dǎo)鉆頭正常鉆進(jìn)的鋼管。下入深口附近地層，引導(dǎo)鉆頭正常鉆進(jìn)的鋼管。下入深

9、度度240M240M。 套管：就是下到井內(nèi)防止井內(nèi)坍塌套管：就是下到井內(nèi)防止井內(nèi)坍塌, ,保證油保證油流暢通的鋼管?？煞譃楸韺犹坠?、技術(shù)套管、油流暢通的鋼管?？煞譃楸韺犹坠?、技術(shù)套管、油層套管。層套管。 表層套管表層套管：用來封隔水層；加固上部疏松：用來封隔水層；加固上部疏松易塌的不穩(wěn)定巖層；安裝防噴器等井口設(shè)備。易塌的不穩(wěn)定巖層；安裝防噴器等井口設(shè)備。下入深度下入深度30150M30150M。 技術(shù)套管技術(shù)套管：封隔油層上部難以控制的復(fù)雜：封隔油層上部難以控制的復(fù)雜地層，以便能順利地鉆達(dá)預(yù)定的生產(chǎn)目的層。地層，以便能順利地鉆達(dá)預(yù)定的生產(chǎn)目的層。 油層套管油層套管：亦稱生產(chǎn)套管，封隔油、氣、：

10、亦稱生產(chǎn)套管，封隔油、氣、水層，保證油井的正常生產(chǎn)。水層，保證油井的正常生產(chǎn)。2 2相關(guān)技術(shù)參數(shù)相關(guān)技術(shù)參數(shù)1 1）套補(bǔ)距：鉆井時(shí)的方補(bǔ)心與套管頭的距離。）套補(bǔ)距：鉆井時(shí)的方補(bǔ)心與套管頭的距離。2 2）套管深度：下入油層套管的深度。）套管深度：下入油層套管的深度。3 3）套管直徑：下入油層套管的公稱直徑。）套管直徑：下入油層套管的公稱直徑。4 4）人工井底深度：完井時(shí)套管內(nèi)最下部水泥頂）人工井底深度：完井時(shí)套管內(nèi)最下部水泥頂界面至方補(bǔ)心的距離。界面至方補(bǔ)心的距離。5 5）射開油層頂部深度：射孔井段最上部至方補(bǔ)）射開油層頂部深度：射孔井段最上部至方補(bǔ)心的距離。心的距離。6 6）射開油層底部深度：

11、射孔井段最下部至方補(bǔ)）射開油層底部深度：射孔井段最下部至方補(bǔ)心的距離。心的距離。3.3.注水井結(jié)構(gòu)注水井結(jié)構(gòu) 是指在完鉆井是指在完鉆井基礎(chǔ)上，在井筒套基礎(chǔ)上，在井筒套管內(nèi)下入油管、配管內(nèi)下入油管、配水管柱，再配以井水管柱，再配以井口裝置?？谘b置。4.4.自噴井結(jié)構(gòu)自噴井結(jié)構(gòu) 是指在完鉆井是指在完鉆井基礎(chǔ)上，在井筒套基礎(chǔ)上，在井筒套管內(nèi)下入油管及喇管內(nèi)下入油管及喇叭口，再配以井口叭口，再配以井口裝置。裝置。油管柱喇叭口5.5.抽油機(jī)井結(jié)構(gòu)抽油機(jī)井結(jié)構(gòu) 包括井口裝置包括井口裝置（采油樹）、地面抽（采油樹）、地面抽油機(jī)設(shè)備、井下抽油油機(jī)設(shè)備、井下抽油泵設(shè)備、抽油桿、油泵設(shè)備、抽油桿、油管、套管等組成

12、。管、套管等組成。機(jī)械采油分類機(jī)械采油分類 有桿泵采油是通過地面動(dòng)力設(shè)備帶動(dòng)，并借有桿泵采油是通過地面動(dòng)力設(shè)備帶動(dòng)，并借助抽油桿帶動(dòng)深井泵采油的一種方法。其中抽油助抽油桿帶動(dòng)深井泵采油的一種方法。其中抽油機(jī)機(jī)-深井泵采油是各油田普遍采用的采油方法。深井泵采油是各油田普遍采用的采油方法。 按照抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理不同，可分為按照抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理不同，可分為游梁式抽油機(jī)游梁式抽油機(jī)和和無游梁式抽油機(jī)無游梁式抽油機(jī)。 游梁式抽油機(jī)按結(jié)構(gòu)不同可分為前置式和普游梁式抽油機(jī)按結(jié)構(gòu)不同可分為前置式和普通式，普通式又分為常規(guī)型和異相型。普通式的通式，普通式又分為常規(guī)型和異相型。普通式的支架在驢頭和曲柄

13、連桿機(jī)構(gòu)之間前置式支架在驢頭和曲柄連桿機(jī)構(gòu)之間前置式一一.抽油機(jī)結(jié)構(gòu)及原理抽油機(jī)結(jié)構(gòu)及原理 抽油機(jī)是抽油井地面機(jī)械傳動(dòng)裝置，目前抽油機(jī)是抽油井地面機(jī)械傳動(dòng)裝置，目前國內(nèi)各油田普遍采用的是游梁式抽油機(jī)。它和國內(nèi)各油田普遍采用的是游梁式抽油機(jī)。它和抽油桿、抽油泵配合使用，能將井下原油抽到抽油桿、抽油泵配合使用，能將井下原油抽到地面。由于其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械性能穩(wěn)定，地面。由于其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械性能穩(wěn)定，并與井下深井泵是通過高強(qiáng)度的抽油桿連接，并與井下深井泵是通過高強(qiáng)度的抽油桿連接，故承載能力大，且操作簡單。故承載能力大，且操作簡單。 抽油機(jī)、抽油桿、抽油泵被統(tǒng)稱為油田的抽油機(jī)、抽油桿、抽油泵被統(tǒng)

14、稱為油田的“三抽三抽”設(shè)備。設(shè)備。抽油泵有桿泵抽有桿泵抽油裝置油裝置 抽油機(jī)抽油桿1. 1.抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)組成抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 動(dòng)力設(shè)備：主要是電動(dòng)機(jī)，為抽油機(jī)提供動(dòng)力。動(dòng)力設(shè)備：主要是電動(dòng)機(jī)，為抽油機(jī)提供動(dòng)力。 減速裝置：將電動(dòng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鰷p速裝置：將電動(dòng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲚S的低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主要包括減速箱減速和皮帶傳軸的低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主要包括減速箱減速和皮帶傳動(dòng)減速。動(dòng)減速。 游梁游梁連桿連桿-曲柄機(jī)構(gòu)：主要包括曲柄、連桿、曲柄機(jī)構(gòu)：主要包括曲柄、連桿、橫梁、游梁、驢頭等。其作用是把曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)橫梁、游梁、驢頭等。其作用是把曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)轶H頭的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

15、驢頭的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 輔助裝置：基礎(chǔ)、底座、支架、固定螺絲等。主輔助裝置：基礎(chǔ)、底座、支架、固定螺絲等。主要作用是連接和固定抽油機(jī)各部件。要作用是連接和固定抽油機(jī)各部件。主要部件的作用主要部件的作用 （1 1）驢頭）驢頭 它的作用是保證抽油時(shí)光桿始終對(duì)準(zhǔn)井口中心位置。它的作用是保證抽油時(shí)光桿始終對(duì)準(zhǔn)井口中心位置。驢頭的弧線是以支架軸承為圓心，游梁前臂長為半徑畫弧驢頭的弧線是以支架軸承為圓心，游梁前臂長為半徑畫弧而得到。修井時(shí)可將驢頭從井口移開，方便作業(yè)移開的而得到。修井時(shí)可將驢頭從井口移開，方便作業(yè)移開的方式有三種，即：側(cè)轉(zhuǎn)式、上翻式，可卸式。方式有三種，即：側(cè)轉(zhuǎn)式、上翻式，可卸式。 (2)(

16、2)游梁游梁 游梁固定在支架上，前端安裝驢頭承受井下負(fù)荷，后游梁固定在支架上，前端安裝驢頭承受井下負(fù)荷，后端連接橫梁、連桿、曲柄、減速箱，傳遞電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力端連接橫梁、連桿、曲柄、減速箱，傳遞電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力. . (3) (3)曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成驢頭曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成驢頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲柄上的孔是調(diào)節(jié)沖程時(shí)用的。的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲柄上的孔是調(diào)節(jié)沖程時(shí)用的。 (4) (4)減速箱減速箱 是將電動(dòng)機(jī)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過三軸二級(jí)減速變成曲是將電動(dòng)機(jī)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過三軸二級(jí)減速變成曲柄軸（輸出軸）的低速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)支撐平衡塊。柄軸（輸出軸）的低

17、速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)支撐平衡塊。 （5 5）平衡塊）平衡塊 平衡塊裝在抽油機(jī)游梁尾部或曲柄軸上。它的作用平衡塊裝在抽油機(jī)游梁尾部或曲柄軸上。它的作用是：當(dāng)抽油機(jī)上沖程時(shí)，平衡塊向下運(yùn)動(dòng)，幫助克服驢是：當(dāng)抽油機(jī)上沖程時(shí)，平衡塊向下運(yùn)動(dòng)，幫助克服驢頭上的負(fù)荷；在下沖程時(shí)，電機(jī)使平衡塊向上運(yùn)動(dòng)，儲(chǔ)頭上的負(fù)荷；在下沖程時(shí)，電機(jī)使平衡塊向上運(yùn)動(dòng)，儲(chǔ)存能量，在平衡塊的作用下，可以減小抽油機(jī)上下沖程存能量，在平衡塊的作用下，可以減小抽油機(jī)上下沖程的負(fù)荷差別。的負(fù)荷差別。 (6)(6)懸繩器懸繩器 它是連接光桿和驢頭的柔性連接件，還可以供動(dòng)力它是連接光桿和驢頭的柔性連接件，還可以供動(dòng)力儀測(cè)示功圖用。儀測(cè)示功圖用。2.

18、2.抽油機(jī)工作原理抽油機(jī)工作原理 電動(dòng)機(jī)（或其它動(dòng)力機(jī)）通過傳動(dòng)皮帶將電動(dòng)機(jī)（或其它動(dòng)力機(jī)）通過傳動(dòng)皮帶將高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給減速箱的輸入軸，經(jīng)減速高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給減速箱的輸入軸，經(jīng)減速箱的三軸二級(jí)減速變?yōu)榍牡退傩D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，箱的三軸二級(jí)減速變?yōu)榍牡退傩D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)游梁作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)游梁作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。游梁前端圓弧狀的驢頭經(jīng)懸繩器帶動(dòng)抽油桿柱游梁前端圓弧狀的驢頭經(jīng)懸繩器帶動(dòng)抽油桿柱使深井泵活塞作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，將井下液使深井泵活塞作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，將井下液體抽出井筒。體抽出井筒。動(dòng)力設(shè)備動(dòng)力設(shè)備減速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu)經(jīng)皮帶產(chǎn)生高速產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

19、變?yōu)榍S的變?yōu)榍S的低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)抽油桿柱抽油桿柱變?yōu)轶H頭的變?yōu)轶H頭的上下擺動(dòng)上下擺動(dòng)經(jīng)懸繩器上下往復(fù)直上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)帶動(dòng)3.3.游梁式抽油機(jī)型號(hào)游梁式抽油機(jī)型號(hào) CYJY8-3-37 H B4.4.平衡方式特點(diǎn)平衡方式特點(diǎn)u(1)(1)游梁平衡游梁平衡 游梁的尾部裝設(shè)一定重量的平衡塊，平衡方游梁的尾部裝設(shè)一定重量的平衡塊，平衡方式簡單，適用式簡單，適用3 3噸以下的輕型抽油機(jī)。噸以下的輕型抽油機(jī)。u(2)(2)曲柄平衡曲柄平衡 將平衡塊加在曲柄上，適用于將平衡塊加在曲柄上，適用于1010噸噸( (也叫也叫1010型型) )以上重型抽油機(jī)。這種

20、平衡方式減小了游梁平衡以上重型抽油機(jī)。這種平衡方式減小了游梁平衡引起的抽油機(jī)擺動(dòng)，調(diào)整比較方便。但是，曲柄引起的抽油機(jī)擺動(dòng)，調(diào)整比較方便。但是，曲柄上有很大的負(fù)荷和離心力。上有很大的負(fù)荷和離心力。 u(3)(3)復(fù)合平衡復(fù)合平衡 在一臺(tái)抽油機(jī)上同時(shí)使用游梁平衡和曲柄平在一臺(tái)抽油機(jī)上同時(shí)使用游梁平衡和曲柄平衡。特點(diǎn)：小范圍調(diào)整時(shí)，可調(diào)整游梁平衡，大衡。特點(diǎn)：小范圍調(diào)整時(shí)，可調(diào)整游梁平衡，大范圍調(diào)整時(shí)，則調(diào)整曲柄平衡塊這種平衡方式范圍調(diào)整時(shí)，則調(diào)整曲柄平衡塊這種平衡方式適用于中深井。適用于中深井。u(4)(4)氣動(dòng)平衡氣動(dòng)平衡 利用氣體的可壓縮性來儲(chǔ)存和釋放能量達(dá)到利用氣體的可壓縮性來儲(chǔ)存和釋放能

21、量達(dá)到平衡的目的，可用于平衡的目的，可用于1010噸以上重型抽油機(jī)，這種噸以上重型抽油機(jī)，這種平衡方式減少了抽油機(jī)的動(dòng)負(fù)荷及震動(dòng)，但其裝平衡方式減少了抽油機(jī)的動(dòng)負(fù)荷及震動(dòng)，但其裝置精度要求高，加工麻煩。置精度要求高，加工麻煩。數(shù)字化彎梁變矩抽油機(jī)的機(jī)型型號(hào)數(shù)字化彎梁變矩抽油機(jī)的機(jī)型型號(hào)CYJW10-3-37HY(S2K)表示額定懸點(diǎn)載荷為表示額定懸點(diǎn)載荷為100kN，光桿最大沖，光桿最大沖程程3m，減速器齒輪為雙圓弧齒形，額定扭矩，減速器齒輪為雙圓弧齒形，額定扭矩37kNm，第二代數(shù)字，第二代數(shù)字化智能控制寬底座無基礎(chǔ)彎梁變矩抽油機(jī)?；悄芸刂茖挼鬃鶡o基礎(chǔ)彎梁變矩抽油機(jī)。二二.抽油泵的結(jié)構(gòu)及原

22、理抽油泵的結(jié)構(gòu)及原理1.1.抽油泵分類及結(jié)構(gòu)抽油泵分類及結(jié)構(gòu) 抽油泵也稱深井泵，是有桿泵采油的專用抽油泵也稱深井泵，是有桿泵采油的專用設(shè)備。設(shè)備。是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體壓能的設(shè)備。是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體壓能的設(shè)備。下下在油井井筒動(dòng)液面以下一定深度，依靠抽油桿在油井井筒動(dòng)液面以下一定深度，依靠抽油桿傳遞動(dòng)力，將原油抽出地面。傳遞動(dòng)力，將原油抽出地面。 1 1）. .抽油泵的分類抽油泵的分類按抽油泵在井內(nèi)安裝的方式不同分為按抽油泵在井內(nèi)安裝的方式不同分為管式泵管式泵 泵筒、固定閥和襯套在地面組裝好接在油管泵筒、固定閥和襯套在地面組裝好接在油管下部先下入井內(nèi)，最后再把活塞接在抽油桿柱下下部先下入井內(nèi)，最

23、后再把活塞接在抽油桿柱下端下入泵內(nèi)。端下入泵內(nèi)。 管式泵特點(diǎn)管式泵特點(diǎn) 泵徑較大泵徑較大, ,排量大排量大, ,適用于產(chǎn)量高、含砂多、適用于產(chǎn)量高、含砂多、氣量小的淺井；結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，價(jià)格低；氣量小的淺井；結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，價(jià)格低；不適用于深井，檢泵和下泵時(shí)須起出油管。不適用于深井，檢泵和下泵時(shí)須起出油管。桿式泵桿式泵 桿式泵有內(nèi)外兩個(gè)工作筒，外工作筒上端裝桿式泵有內(nèi)外兩個(gè)工作筒，外工作筒上端裝有錐體座及卡簧，下泵時(shí)把外工作筒隨油管先下有錐體座及卡簧，下泵時(shí)把外工作筒隨油管先下入井中，然后把裝有襯套、活塞的內(nèi)工作筒接在入井中，然后把裝有襯套、活塞的內(nèi)工作筒接在抽油桿的下端下入到外工作筒

24、中并由卡簧固定。抽油桿的下端下入到外工作筒中并由卡簧固定。 桿式泵特點(diǎn)桿式泵特點(diǎn) 檢泵方便，起出抽油桿就可以起出泵來檢泵；檢泵方便，起出抽油桿就可以起出泵來檢泵；泵徑小，排量低，用于產(chǎn)量低的深井。泵結(jié)構(gòu)復(fù)泵徑小，排量低，用于產(chǎn)量低的深井。泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，成本高。不能用于出砂井。雜，加工難度大，成本高。不能用于出砂井。2 2）. .管式泵結(jié)構(gòu)管式泵結(jié)構(gòu) 管式泵主要由管式泵主要由泵筒、泵筒、固定閥、活塞、游動(dòng)閥固定閥、活塞、游動(dòng)閥四大部分組成。四大部分組成。1工作筒工作筒2活塞活塞3上凡爾上凡爾4下凡爾下凡爾5固定凡爾固定凡爾6母堵母堵7接箍接箍32mm,38mm,44mm,56mm,28

25、、25mm8防沙槽防沙槽9凡爾罩凡爾罩l(1)(1)工作筒工作筒 它是由外管、襯套和壓緊接箍組成，外管它是由外管、襯套和壓緊接箍組成，外管內(nèi)裝有多節(jié)同心圓柱管的襯套，上、下兩端靠壓緊接箍壓內(nèi)裝有多節(jié)同心圓柱管的襯套，上、下兩端靠壓緊接箍壓緊，上接箍上連油管；下接箍下連進(jìn)油設(shè)備。緊，上接箍上連油管；下接箍下連進(jìn)油設(shè)備。l(2)(2)活塞活塞 是由無縫鋼管制成的空心圓柱體，兩頭有螺是由無縫鋼管制成的空心圓柱體，兩頭有螺紋，活塞外表面鍍鉻并有環(huán)狀防砂槽。紋，活塞外表面鍍鉻并有環(huán)狀防砂槽。l(3)(3)游動(dòng)閥游動(dòng)閥 也叫排出閥由閥球、閥座、開口閥罩組也叫排出閥由閥球、閥座、開口閥罩組成。單閥泵有一個(gè)游

26、動(dòng)閥，裝在活塞上端，雙閥泵有兩個(gè)成。單閥泵有一個(gè)游動(dòng)閥，裝在活塞上端，雙閥泵有兩個(gè)游動(dòng)閥，分別裝在活塞的上下端。閥球座在閥座上，上有游動(dòng)閥，分別裝在活塞的上下端。閥球座在閥座上，上有開口閥罩。開口閥罩。l(4)(4)固定閥也叫吸入閥，由閥座、閥球和開口閥罩組成。固定閥也叫吸入閥，由閥座、閥球和開口閥罩組成。2.2.抽油泵抽油泵工作原理工作原理 如圖（如圖（a a）所示，當(dāng)活塞上行時(shí)，游動(dòng)閥受油）所示，當(dāng)活塞上行時(shí)，游動(dòng)閥受油管內(nèi)活塞以上液柱的壓力作用而關(guān)閉，并排出活管內(nèi)活塞以上液柱的壓力作用而關(guān)閉，并排出活塞沖程一段液體，固定閥由于泵筒內(nèi)壓力下降，塞沖程一段液體，固定閥由于泵筒內(nèi)壓力下降，被油

27、套環(huán)形空間液柱壓力頂開，井內(nèi)液體進(jìn)入泵被油套環(huán)形空間液柱壓力頂開，井內(nèi)液體進(jìn)入泵筒內(nèi)，充滿活塞上行所讓出的空間。筒內(nèi)，充滿活塞上行所讓出的空間。 如圖（如圖（b b）所示，當(dāng)活塞下行時(shí)，由于泵筒）所示，當(dāng)活塞下行時(shí)，由于泵筒內(nèi)液柱受壓，壓力增高，而使固定閥關(guān)閉。在活內(nèi)液柱受壓，壓力增高，而使固定閥關(guān)閉。在活塞繼續(xù)下行中，泵內(nèi)壓力繼續(xù)升高，當(dāng)泵筒內(nèi)壓塞繼續(xù)下行中，泵內(nèi)壓力繼續(xù)升高，當(dāng)泵筒內(nèi)壓力超過油管內(nèi)液柱壓力時(shí)，游動(dòng)閥被頂開，液體力超過油管內(nèi)液柱壓力時(shí)，游動(dòng)閥被頂開，液體從泵筒內(nèi)經(jīng)過空心活塞上行進(jìn)入油管。從泵筒內(nèi)經(jīng)過空心活塞上行進(jìn)入油管。 深井泵工作原理示意圖深井泵工作原理示意圖 在一個(gè)沖程中

28、，在一個(gè)沖程中，深井泵應(yīng)完成一深井泵應(yīng)完成一次進(jìn)油和次進(jìn)油和次排次排油活塞不斷運(yùn)油活塞不斷運(yùn)動(dòng)，游動(dòng)閥與固動(dòng)，游動(dòng)閥與固定閥不斷交替關(guān)定閥不斷交替關(guān)閉和頂開，井內(nèi)閉和頂開，井內(nèi)液體不斷進(jìn)入工液體不斷進(jìn)入工作筒，從而上行作筒，從而上行進(jìn)入油管，最后進(jìn)入油管，最后達(dá)到地面達(dá)到地面。 3.3.理論排量和泵效理論排量和泵效 深井泵在理想情況下，活塞一個(gè)沖程可以排深井泵在理想情況下，活塞一個(gè)沖程可以排出的液量，在數(shù)值上等于活塞上移一個(gè)沖程時(shí)所出的液量，在數(shù)值上等于活塞上移一個(gè)沖程時(shí)所讓出的體積。讓出的體積。其計(jì)算公式如下：其計(jì)算公式如下： Q Q理理=K=KS SN N =1440 =1440 （D2/

29、4 D2/4 ）S SN N Q Q理理深井泵理論排量深井泵理論排量KK排量系數(shù)；排量系數(shù)；K=1440K=1440F=1440F=1440（DD2 2/4 /4 ）SS沖程，米；沖程，米；NN沖次，次分沖次，次分 實(shí)際產(chǎn)量往往小于理論實(shí)際產(chǎn)量往往小于理論產(chǎn)量，因此泵效就是來衡量產(chǎn)量，因此泵效就是來衡量泵工作情況好壞的一個(gè)指標(biāo)。泵工作情況好壞的一個(gè)指標(biāo)。各種直徑泵排量系數(shù)是一定各種直徑泵排量系數(shù)是一定的，的，抽油井的實(shí)際產(chǎn)量與泵抽油井的實(shí)際產(chǎn)量與泵的理論排量的百分比叫做泵的理論排量的百分比叫做泵效。效。 =（Q Q實(shí)實(shí)/Q/Q理）理）100% 100% 4.4.影響泵效的因素影響泵效的因素 泵

30、效的高低反映了泵性能的好壞及抽油參數(shù)的選擇泵效的高低反映了泵性能的好壞及抽油參數(shù)的選擇是否合適等。影響泵效的因素有：是否合適等。影響泵效的因素有：(1)(1)地質(zhì)因素地質(zhì)因素 1)1)油井出砂：砂子磨損閥球、閥座、活塞及襯套等油井出砂：砂子磨損閥球、閥座、活塞及襯套等部件，導(dǎo)致泵效降低。固定閥和游動(dòng)閥砂卡或砂埋也影部件，導(dǎo)致泵效降低。固定閥和游動(dòng)閥砂卡或砂埋也影響泵效。響泵效。 2)2)氣體的影響：油層能量低、供液不足或氣體過多氣體的影響：油層能量低、供液不足或氣體過多的井，當(dāng)泵入口處的壓力低于飽和壓力時(shí)，進(jìn)入泵內(nèi)的的井，當(dāng)泵入口處的壓力低于飽和壓力時(shí)，進(jìn)入泵內(nèi)的將是油氣混合物，進(jìn)入泵內(nèi)油的體

31、積減少，使泵效降將是油氣混合物，進(jìn)入泵內(nèi)油的體積減少，使泵效降低另外，活塞在下死點(diǎn)時(shí)固定閥和游動(dòng)閥之間的余隙低另外，活塞在下死點(diǎn)時(shí)固定閥和游動(dòng)閥之間的余隙中存在著高壓油氣混合物，在活塞上行時(shí)，油氣混合物中存在著高壓油氣混合物，在活塞上行時(shí)，油氣混合物膨脹，固定閥不能立即打開，使泵效降低。膨脹，固定閥不能立即打開，使泵效降低。 3) 3)油井結(jié)蠟：由于活塞上行時(shí)，泵內(nèi)壓力下降，在泵油井結(jié)蠟：由于活塞上行時(shí)，泵內(nèi)壓力下降，在泵的入口處及泵內(nèi)極易結(jié)蠟，使油流阻力增大影響泵效的入口處及泵內(nèi)極易結(jié)蠟，使油流阻力增大影響泵效 4)4)原油粘度高：由于油稠，油流阻力大，固定閥和游原油粘度高：由于油稠，油流阻

32、力大，固定閥和游動(dòng)閥不易打開和關(guān)閉，抽油桿不易下行，影響泵的沖程，動(dòng)閥不易打開和關(guān)閉，抽油桿不易下行，影響泵的沖程，降低泵的充滿系數(shù)使泵效降低降低泵的充滿系數(shù)使泵效降低 5)5)原油中含腐蝕性的水和硫化氫氣體，腐蝕泵的部件，原油中含腐蝕性的水和硫化氫氣體，腐蝕泵的部件，使之漏失，影響泵效。使之漏失，影響泵效。（2 2）設(shè)備因素）設(shè)備因素 泵的制造與安裝質(zhì)量，襯套與活塞配合不當(dāng)，閥球與泵的制造與安裝質(zhì)量，襯套與活塞配合不當(dāng)，閥球與閥座不嚴(yán)使泵效降低。閥座不嚴(yán)使泵效降低。（3 3）工作方式影響）工作方式影響 油井工作制度不合理使泵效降低。油井工作制度不合理使泵效降低。 一、理論示功圖一、理論示功圖

33、示功圖概念示功圖概念：是由動(dòng)力儀測(cè)繪出的一條表示是由動(dòng)力儀測(cè)繪出的一條表示懸點(diǎn)載荷與懸點(diǎn)位移之間的關(guān)系曲線圖，曲懸點(diǎn)載荷與懸點(diǎn)位移之間的關(guān)系曲線圖，曲線所圍成的面積表示抽油泵在一個(gè)沖程中所線所圍成的面積表示抽油泵在一個(gè)沖程中所做的功。做的功。理論示功圖理論示功圖 ： 是認(rèn)為抽油泵不受任何是認(rèn)為抽油泵不受任何外界因素影響，泵能夠完全充滿，光桿僅承外界因素影響，泵能夠完全充滿，光桿僅承受靜載荷不考慮慣性力時(shí)所繪制的示功圖。受靜載荷不考慮慣性力時(shí)所繪制的示功圖。 彈性抽油桿靜載時(shí)的示功圖彈性抽油桿靜載時(shí)的示功圖ABAB線段為增載線：即驢頭從下死點(diǎn)線段為增載線：即驢頭從下死點(diǎn)A A開始上行，游動(dòng)閥開始

34、上行，游動(dòng)閥關(guān)閉，固定閥關(guān)閉，活塞以上油管內(nèi)液柱重關(guān)閉，固定閥關(guān)閉，活塞以上油管內(nèi)液柱重P P液和桿重液和桿重P P小都作用在驢頭懸點(diǎn)上，并使桿小都作用在驢頭懸點(diǎn)上，并使桿( (伸長伸長) )管管( (縮短縮短) )發(fā)生彈發(fā)生彈性變形，直到性變形，直到B B點(diǎn)極限，活塞并沒有跟著光桿發(fā)生位移，點(diǎn)極限，活塞并沒有跟著光桿發(fā)生位移，而這一段變形量就稱為沖程損失，包括桿損和管損，此而這一段變形量就稱為沖程損失，包括桿損和管損，此過程中固定閥并沒有打開。過程中固定閥并沒有打開。BCBC線段為上載荷線：即桿管彈性變形結(jié)束，載荷增至線段為上載荷線：即桿管彈性變形結(jié)束，載荷增至最大最大(P(P大大=P=P液

35、液+P+P小小) )，活塞跟著光桿同步上升至上死點(diǎn)，活塞跟著光桿同步上升至上死點(diǎn)C C，此過程中固定閥打開，泵筒進(jìn)液，井口排液，這樣上沖此過程中固定閥打開，泵筒進(jìn)液，井口排液，這樣上沖程完畢，開始下沖程。程完畢，開始下沖程。CDCD線段為卸載線：即驢頭開始下行，游動(dòng)閥開始打開，線段為卸載線：即驢頭開始下行，游動(dòng)閥開始打開，固定閥開始關(guān)閉，此時(shí)懸點(diǎn)載荷在變小，桿管與前一過固定閥開始關(guān)閉，此時(shí)懸點(diǎn)載荷在變小，桿管與前一過程發(fā)生相反的彈性變形，程發(fā)生相反的彈性變形，( (即桿縮短、管伸長即桿縮短、管伸長) )，直至，直至D D點(diǎn)活塞并沒有跟著桿一起下行，其沖程損失為點(diǎn)活塞并沒有跟著桿一起下行，其沖程損失為DCDC。DADA線為下載荷線：即桿管彈性變形結(jié)束，載荷降至最線為下載荷線：即桿管彈性變形結(jié)束，載荷降至最小小(P(P小小) )，活塞開始跟著光桿同步下行至下死點(diǎn)，活塞開始跟著光桿同步下行至下死點(diǎn)A A，此過，此過程中固定閥關(guān)閉，游動(dòng)閥打開，油管進(jìn)液。程中固定閥