無桿泵采油技術(shù)ppt課件

1、 無桿泵采油技術(shù)螺桿泵的特點(diǎn)是體積小、工作噪音低、適用于原油粘度大、含砂高的油井。 螺桿泵采油技術(shù)一、螺桿泵的結(jié)構(gòu)及工作原理一、螺桿泵的結(jié)構(gòu)及工作原理螺桿泵采油按驅(qū)動(dòng)方式分為井下電動(dòng)潛油螺桿泵和地面驅(qū)動(dòng)井下螺桿泵；按傳遞動(dòng)力的方式將螺桿泵劃分為有桿泵和無桿泵。 前者屬于無桿泵，后者屬于有桿泵。本節(jié)介紹油田廣泛應(yīng)用的地面驅(qū)動(dòng)井下螺桿泵。（一螺桿泵的結(jié)構(gòu)（一螺桿泵的結(jié)構(gòu) 螺桿泵系統(tǒng)由電控部分、地面驅(qū)動(dòng)部分、井下螺桿泵及一些配套工具組成螺桿泵系統(tǒng)由電控部分、地面驅(qū)動(dòng)部分、井下螺桿泵及一些配套工具組成 1電控部分 包括電控箱、電纜等。電控箱是螺桿泵井的控制部分，控制電機(jī)的起、停。 2地面驅(qū)動(dòng)部分 地面

2、驅(qū)動(dòng)設(shè)備是螺桿泵采油系統(tǒng)的主要地面設(shè)備，是把動(dòng)力傳遞給井下轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)抽汲原油的機(jī)械裝置。包括減速箱、皮帶傳動(dòng)、電機(jī)、密封裝置、支架、方卡子。 11 14 5 8 7 9 6410121321311 螺桿泵采油系統(tǒng)螺桿泵采油系統(tǒng)1地面驅(qū)動(dòng)部分；地面驅(qū)動(dòng)部分；2井口裝置；井口裝置；3電控箱；電控箱；4油桿；油桿；5油桿扶正器；油桿扶正器；6油管扶正器；油管扶正器；7油管；油管；8轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子；9定子；定子；10定位銷；定位銷；11油管錨；油管錨；12套管；套管；13篩管；篩管；14油層油層（1減速箱 減速箱內(nèi)有兩個(gè)互相垂直嚙合的傘形齒輪，一個(gè)裝在大皮帶輪上，另一個(gè)裝在驅(qū)動(dòng)軸上。減速箱的主要

3、作用是傳遞動(dòng)力并實(shí)現(xiàn)一級(jí)減速，它將電機(jī)的動(dòng)力由輸入軸傳遞到輸出軸，輸出軸連接光桿，由光桿通過抽油桿將動(dòng)力傳遞到井下螺桿泵轉(zhuǎn)子。 （2電機(jī)電機(jī)是螺桿泵井的動(dòng)力源，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。一般用防爆型三相異步電機(jī) （3密封裝置 密封裝置有機(jī)械密封和靜密封兩種。機(jī)械密封分上置式和下置式兩種，上置式機(jī)械密封裝置位于減速器上部，如下圖；下置式位于減速器的下方。靜密封位于機(jī)械密封的上端。密封的主要作用是防止井液流出，起密封光桿的作用。 機(jī)械密封下置密封軸密封系統(tǒng)1光桿;2油杯;3密封軸;4下置機(jī)械密封21342134 機(jī)械密封上置密封軸密封系統(tǒng)1軸頭;2機(jī)械密封;3油杯;4光桿（4方卡子方卡子包括承重卡子和扭

4、矩卡子。方卡子的主要作用是將減速箱輸出軸與光桿連接起來，起懸掛油桿和承受扭矩的作用。3井下螺桿泵部分 井下螺桿泵是由轉(zhuǎn)子和定子組成。轉(zhuǎn)子是井下泵中唯一運(yùn)動(dòng)的部件，其上部與抽油桿連接。一個(gè)轉(zhuǎn)子就是一個(gè)橫截面為圓形的長(zhǎng)螺旋體，由高強(qiáng)度鋼精工制作，表層鍍鉻，具有很好的抗磨性。定子是由合成橡膠鑄制而成的內(nèi)嵌式雙螺旋體。固定于一鋼管內(nèi)，其上端與油管連接，轉(zhuǎn)子位于定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽汲功能。4配套工具部分12457683 （1專用井口結(jié)構(gòu)與抽油機(jī)井的井口裝置基本相同，但是增加了井口強(qiáng)度，減小了地面驅(qū)動(dòng)裝置的震動(dòng)，起到保護(hù)光桿和換密封時(shí)密封井口的作用。 螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)部分裝置大慶產(chǎn)）螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)部分裝置大慶

5、產(chǎn)）1方卡子護(hù)罩；方卡子護(hù)罩；2密封裝置；密封裝置；3皮帶傳動(dòng)裝置；皮帶傳動(dòng)裝置；4減速箱；減速箱；5防反轉(zhuǎn)裝置；防反轉(zhuǎn)裝置；6防爆電機(jī)；防爆電機(jī)；7支架；支架；8阻桿封井器阻桿封井器（2特殊光桿特點(diǎn)是強(qiáng)度大，防斷裂，光潔度高，有利于井口密封。（4油管扶正器 起減小油管柱震動(dòng)和磨損的作用。 （3抽油桿扶正器 起避免或減緩抽油桿與油管的磨損的作用。 （5抽油桿防反轉(zhuǎn)裝置 起防止抽油桿倒扣的作用。 （6油管防脫裝置 起錨定泵和油管的作用。 （7防蠟器：能延緩原油中石蠟和膠質(zhì)在油管內(nèi)壁的沉積速度。 （8防抽空裝置：地層供液不足會(huì)造成螺桿泵損壞，安裝井口流量式或壓力式抽空保護(hù)裝置，可有效地避免此現(xiàn)象的

6、發(fā)生。（9篩管：過濾油層流體，防止砂子大量進(jìn)入泵中。 （二螺桿泵采油系統(tǒng)的工作原理（二螺桿泵采油系統(tǒng)的工作原理 電機(jī)通電后旋轉(zhuǎn),經(jīng)過二級(jí)減速(三角皮帶和齒輪)后,通過方卡帶動(dòng)光桿通過抽油桿柱將動(dòng)力傳遞給井下螺桿泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w能,從而實(shí)現(xiàn)油液的有效舉升. 地面驅(qū)動(dòng)井下螺桿泵的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)是通過地面驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)光桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過中間抽油桿將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到井下轉(zhuǎn)子，使其轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子在定子中運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，從泵的底部入口至頂部出口自下而上形成空腔?？涨坏拇笮∪Q于轉(zhuǎn)子螺距長(zhǎng)度、直徑和偏心距離。轉(zhuǎn)子與定子之間存在良好的密封性，使流體以固定速度上升，流體上升速度與轉(zhuǎn)速成正比。轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿斷面的變

7、化情況。 轉(zhuǎn)子工作示意圖轉(zhuǎn)子工作示意圖螺桿泵的工作原理是： 轉(zhuǎn)子與定子密切配合形成一系列的封閉腔和空腔，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，封閉腔沿軸向由吸入端向排出端運(yùn)移，在排除端消失。同時(shí)吸入端形成新的封閉腔，其中空腔內(nèi)所盛滿的液體也就隨著封閉腔的運(yùn)移由吸入端推擠到排出端。這種封閉腔和空腔的不斷形成、運(yùn)移、消失，起到泵送液體并將液體排出井口的作用。（三螺桿泵的排量計(jì)算（三螺桿泵的排量計(jì)算1螺桿泵的理論排量螺桿泵的理論排量與轉(zhuǎn)子的偏心距成正比，與轉(zhuǎn)子的螺距成正比，與轉(zhuǎn)子的截面圓直徑成正比，與轉(zhuǎn)速成正比，其計(jì)算公式為：eDtn11520 QeDTnQ 5760 或 QeTtn1min式中： 螺桿泵的理論排量，/d；

8、 轉(zhuǎn)子的偏心距，m；定子的導(dǎo)程，m；轉(zhuǎn)子的螺距，m； =2 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速， sQQ2泵的容積效率泵效）泵的容積效率等于螺桿泵的實(shí)際排量與理論排量之比。QQs= Tt =2二、螺桿泵的性能參數(shù)二、螺桿泵的性能參數(shù)1定子、轉(zhuǎn)子間的過盈量螺桿泵的單級(jí)揚(yáng)程一般小于70m，單級(jí)最大工作壓差小于0.7MPa設(shè)計(jì)為0.5MPa）。工作壓差的影響因素有結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作參數(shù)和轉(zhuǎn)子、定子的機(jī)械性能。更重要的是定子、轉(zhuǎn)子間的過盈量=（0.0050.01Dmm） 過盈量越大，單級(jí)工作壓差越大，轉(zhuǎn)子摩擦扭矩也越大。 過盈量越小，單級(jí)工作壓差越小，滿足不了油井舉升的需要。 2螺桿泵的級(jí)數(shù) 轉(zhuǎn)子上兩個(gè)相鄰螺紋之間的距離稱為螺距

9、；每?jī)蓚€(gè)螺距為一個(gè)導(dǎo)程，單螺桿泵一般規(guī)定一個(gè)導(dǎo)程為一級(jí)。螺桿泵的級(jí)數(shù)越多，泵的揚(yáng)程越大。泵的級(jí)數(shù)Z決定了螺桿泵定子、轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度。 3螺桿泵型號(hào)意義（1法國泵單頭螺桿泵有效揚(yáng)程800m轉(zhuǎn)數(shù)為500 r /min時(shí)的理論排量為300m/d300 TP 800 型號(hào)意義: （2國產(chǎn)泵GLB 120 36 級(jí)數(shù)為36級(jí)理論排量為120ml/r桿傳動(dòng)螺桿泵 型號(hào)意義： （3加拿大、山東新型泵級(jí)數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)為100 r/ min時(shí)的理論排量 16m3/d 型號(hào)意義：例如：16 25 表示泵的級(jí)數(shù)為25級(jí)，泵的轉(zhuǎn)數(shù)為100r/min 時(shí)理論排量為16m3/d。三、螺桿泵采油管柱及配套技術(shù)三、螺桿泵采油管柱及配套技

10、術(shù)（一管柱及桿柱的組成（一管柱及桿柱的組成1油管柱油管柱分為自由式螺桿泵管柱和固定式螺桿泵管柱 2油桿柱油桿柱由光桿、方卡子、油桿防脫器、油桿實(shí)心或空心）、油桿扶正器、轉(zhuǎn)子等組成。3防沖距防沖距是指轉(zhuǎn)子下入井中后最下端到定位銷之間的距離。 上提防沖距時(shí)要考慮桿柱彎曲的影響，上提時(shí)當(dāng)?shù)孛嬷钢乇碇甘緸槿織U重時(shí)開始計(jì)算防沖距。（二螺桿泵采油的配套工藝技術(shù)（二螺桿泵采油的配套工藝技術(shù)（1油管柱防脫技術(shù) （2抽油桿防脫技術(shù)（3油管扶正技術(shù)（4油桿扶正技術(shù) 螺桿泵采油系統(tǒng)常見故障的診斷技術(shù)及故障的排除方法 螺桿泵井常見的故障有：抽油桿斷脫、油管脫落、吸入部分堵、定子橡膠脫落等。目前常用的故障診斷方法有電

11、流法和憋壓法 （一電流法（一電流法 電流法就是通過測(cè)試電機(jī)的工作電流，根據(jù)工作電流的大小電流法就是通過測(cè)試電機(jī)的工作電流，根據(jù)工作電流的大小來診斷油井工作狀況的方法。見表。來診斷油井工作狀況的方法。見表。工 作 電 流特 征發(fā)生故障的原因接近電機(jī)空轉(zhuǎn)電流無排量，油套不連通抽油桿斷脫無排量 ，油套連通油管脫落或嚴(yán)重漏失接近正常運(yùn)轉(zhuǎn)電流排量較小，液面較高下部油管漏失，定子橡膠磨損嚴(yán)重、失效，尾管進(jìn)油部分結(jié)蠟或有砂子。無排量，液面較高尾管進(jìn)油部分蠟堵或砂堵排量較小，液面較低油層供液能力差，氣影響明顯高于正常運(yùn)轉(zhuǎn)電流排量正常，油壓正常油管結(jié)蠟嚴(yán)重排量降低，油壓升高出油管線堵排量正常（投產(chǎn)初期）定子橡膠

12、溶脹大，定子不合格周期性波動(dòng)井口脈動(dòng)出油，轉(zhuǎn)子不連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)油井間歇出油，泵不合格工 作 電 流特 征發(fā)生故障的原因（二憋壓法（二憋壓法憋壓法就是通過關(guān)閉采油樹回壓閘門進(jìn)行憋壓，通過觀察憋壓法就是通過關(guān)閉采油樹回壓閘門進(jìn)行憋壓，通過觀察井口出油壓力油壓和套壓的變化進(jìn)行診斷油井故障的井口出油壓力油壓和套壓的變化進(jìn)行診斷油井故障的方法，用憋壓法診斷油井故障方法，用憋壓法診斷油井故障油壓、套壓工況特性故障形式油壓不上升且不同于套壓無排量抽油桿斷脫油壓不上升且接近套壓油壓上升異常緩慢且與套壓變化規(guī)律一致無排量排量很小油管脫落油管嚴(yán)重漏失油壓上升緩慢且不同于套壓排量小，泵效低，動(dòng)液面較深泵嚴(yán)重漏失，氣影響，

13、供液能力極差油壓與套壓接近油套連通定子橡膠脫落 、螺桿泵的結(jié)構(gòu)及工作原理是什么？、螺桿泵井常見的故障有哪些？抽油機(jī)整機(jī)振動(dòng)是什么原因？如何處理？抽油機(jī)減速器漏油是什么原因？如何處理？ 、抽油機(jī)剎車不靈活或自動(dòng)溜車是什么原因？如何處理？ 、抽油機(jī)驢頭井口不對(duì)中是什么原因？如何處理 ？ 電動(dòng)潛油泵采油技術(shù) 電動(dòng)潛油泵簡(jiǎn)稱為潛油電泵或電泵），它是機(jī)械采油中相對(duì)排量較大的種無桿泵采油方式，即不需要抽油桿柱來傳遞動(dòng)力的抽油設(shè)備。 一、電動(dòng)潛油泵裝置的組成及工作原理一、電動(dòng)潛油泵裝置的組成及工作原理(一電動(dòng)潛油泵裝置的組成一電動(dòng)潛油泵裝置的組成電動(dòng)潛油泵裝置由三大部分，七大件組成 井下部分井下機(jī)組主要由潛

14、油多級(jí)離心泵、潛油電動(dòng)機(jī)、保護(hù)器、油氣分離器四大件組成。 圖圖51 電動(dòng)潛油泵裝置組成示意圖電動(dòng)潛油泵裝置組成示意圖1變壓器；變壓器；2控制屏；控制屏；3電流表；電流表；4接線盒；接線盒；5地面電纜；地面電纜；6井口裝置；井口裝置；7動(dòng)力電纜；動(dòng)力電纜；8泄油閥；泄油閥；9電纜接頭；電纜接頭；10單流閥；單流閥；11扁電纜；扁電纜；12油管；油管；13泵頭；泵頭；14多級(jí)離心泵；多級(jí)離心泵；15電纜護(hù)罩；電纜護(hù)罩；16分離器；分離器；17保護(hù)器；保護(hù)器；18套管；套管；19潛油電機(jī)；潛油電機(jī)；20扶正器扶正器（1井下部分（2中間部分中間部分主要是傳輸電能的專用電纜。（3地面部分地面部分主要由變

15、壓器和控制屏兩大件組成 （二電動(dòng)潛油泵井工作原理（二電動(dòng)潛油泵井工作原理1電動(dòng)潛油泵井工作原理電動(dòng)潛油泵井工作原理地面上的變壓器將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)潛油泵裝置所需的工作電壓后，將電能輸入控制屏，而后通過接線盒及電纜輸給井下潛油電動(dòng)機(jī)，潛油電動(dòng)機(jī)再把電能轉(zhuǎn)換成高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能傳遞給潛油多級(jí)離心泵，從而使經(jīng)油氣分離器進(jìn)入潛油多級(jí)離心泵內(nèi)的液體被加壓舉升到地面；與此同時(shí)井底壓力井底流壓降低，油層液體進(jìn)而流入井底。2電動(dòng)潛油泵供電流程電動(dòng)潛油泵供電流程電動(dòng)潛油泵供電流程：地面電源變壓器控制屏潛油電纜潛油電動(dòng)機(jī)。3電動(dòng)潛油泵抽油流程電動(dòng)潛油泵抽油流程電動(dòng)潛油泵抽油流程：油氣分離器潛油多級(jí)離心泵單流閥泄油

16、閥井口。4電動(dòng)潛油泵井井口流程電動(dòng)潛油泵井井口流程 電動(dòng)潛油泵井的雙管摻熱水保溫井口流程與抽油井井口流程相同，如下圖。包括四個(gè)分流程：原油流程為：井下原油總閘門生產(chǎn)閘門油嘴回油閘門集油干線計(jì)量間。 套管氣控制流程為：套管氣套管閘門套管定壓放氣閥回油閘門集油干線計(jì)量間。摻水保溫流程為：計(jì)量站來水摻水閘門單流閥油嘴后回油閘門 集油干線計(jì)量間。 熱水地面循環(huán)流程為：計(jì)量站來水連通閘門集油干線計(jì)量間。在油層溫度較高的油田，井口出油溫度達(dá)5060左右，電動(dòng)潛油泵井也可根據(jù)實(shí)際情況采用單管生產(chǎn)流程。圖圖 電動(dòng)潛油泵井雙管摻熱水保溫井口流程電動(dòng)潛油泵井雙管摻熱水保溫井口流程1套壓表；套壓表；2油壓表；油壓表

17、；3防噴管；防噴管；4清蠟閘門；清蠟閘門；5生生產(chǎn)閘門；產(chǎn)閘門；6總閘門；總閘門；7套管閘門；套管閘門；8油套連通閘門；油套連通閘門；9油嘴套；油嘴套；10摻水閥；摻水閥；11單流閥；單流閥；12絲堵；絲堵；13放放空、取樣閥；空、取樣閥；14回油閘門；回油閘門；15摻水閘門；摻水閘門；16連通閘連通閘門；門；17熱洗閘門熱洗閘門（三電動(dòng)潛油泵裝置主要部件（三電動(dòng)潛油泵裝置主要部件 1潛油多級(jí)離心泵潛油多級(jí)離心泵 2潛油電動(dòng)機(jī)潛油電動(dòng)機(jī)3保護(hù)器保護(hù)器 4油氣分離器5控制屏控制屏6接線盒接線盒7電纜電纜8變壓器變壓器9單流閥單流閥10泄油閥泄油閥二、電動(dòng)潛油泵參數(shù)及工作特性二、電動(dòng)潛油泵參數(shù)及工作特性1電動(dòng)潛油泵機(jī)組型號(hào)電動(dòng)潛油泵機(jī)組型號(hào)QY D B 最大軸向投影尺寸，mm；機(jī)組額定揚(yáng)程，m；機(jī)組額定排量，m3/d；表示多級(jí)離心泵；表示泵為電力電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；表示機(jī)組潛油運(yùn)行