水力活塞泵采油

1、水力活塞泵采油水力活塞泵采油 水力活塞泵是一種液壓傳動(dòng)的無(wú)桿抽油設(shè)備。地面水力活塞泵是一種液壓傳動(dòng)的無(wú)桿抽油設(shè)備。地面動(dòng)力泵通過油管將動(dòng)力液送到井下驅(qū)動(dòng)油缸和換向動(dòng)力泵通過油管將動(dòng)力液送到井下驅(qū)動(dòng)油缸和換向閥，從而帶動(dòng)抽油泵抽油工作。閥，從而帶動(dòng)抽油泵抽油工作。應(yīng)用：稠油井和高含蠟井、深井和定向井，且效率應(yīng)用：稠油井和高含蠟井、深井和定向井，且效率較高較高。一、一、 系統(tǒng)組成及泵的工系統(tǒng)組成及泵的工作原理作原理井下部分井下部分是水力活塞泵的主是水力活塞泵的主要機(jī)組，它由液動(dòng)機(jī)、水力要機(jī)組，它由液動(dòng)機(jī)、水力活塞泵和滑閥控制機(jī)構(gòu)三個(gè)活塞泵和滑閥控制機(jī)構(gòu)三個(gè)部件組成，起著抽油的主要部件組成，起著抽油

2、的主要作用；作用； 地面部分地面部分由地面動(dòng)力泵、各由地面動(dòng)力泵、各種控制閥及動(dòng)力液處理設(shè)備種控制閥及動(dòng)力液處理設(shè)備等組成，起著供給和處理動(dòng)等組成，起著供給和處理動(dòng)力液的作用；力液的作用；中間部分中間部分有中心動(dòng)力油管以有中心動(dòng)力油管以及供原油和工作過的乏動(dòng)力及供原油和工作過的乏動(dòng)力液一起返回到地面的專門通液一起返回到地面的專門通道。道。工作過程：分離器井口四通與動(dòng)力液管環(huán)空返地面乏動(dòng)力液和原油從油管抽油機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)井下液動(dòng)機(jī)經(jīng)排除管線和井口四通動(dòng)力液過濾后流入從而抽油帶動(dòng)沿中心油管動(dòng)力液加壓后分離出的氣體排走，油則流回儲(chǔ)罐。一部分油送到選油站，另一部分油濾清后再進(jìn)入地面動(dòng)力泵，作動(dòng)力液使用。

3、（1）下沖程）下沖程如圖如圖1112(a) 主控滑閥位于下死點(diǎn)。這時(shí)，高壓動(dòng)力液從中心油主控滑閥位于下死點(diǎn)。這時(shí)，高壓動(dòng)力液從中心油管經(jīng)過通道管經(jīng)過通道a進(jìn)入液動(dòng)機(jī)的下缸，作用在活塞的環(huán)形端面進(jìn)入液動(dòng)機(jī)的下缸，作用在活塞的環(huán)形端面上；同時(shí)，高壓動(dòng)力液經(jīng)過通道上；同時(shí)，高壓動(dòng)力液經(jīng)過通道b進(jìn)入腔室進(jìn)入腔室c，再由通道，再由通道d進(jìn)入液動(dòng)機(jī)上缸，作用在活塞上端面上。由于活塞上、進(jìn)入液動(dòng)機(jī)上缸，作用在活塞上端面上。由于活塞上、下兩端作用面積不同而產(chǎn)生壓差，使液動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵柱塞下兩端作用面積不同而產(chǎn)生壓差，使液動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵柱塞向下運(yùn)動(dòng)?；钊麠U實(shí)際上是一個(gè)輔助控制滑閥，在桿身向下運(yùn)動(dòng)?；钊麠U實(shí)際上是一個(gè)輔助

4、控制滑閥，在桿身的上、下部開有控制槽的上、下部開有控制槽e和和f。當(dāng)活塞桿接近下死點(diǎn)時(shí)，。當(dāng)活塞桿接近下死點(diǎn)時(shí)，上部控制槽上部控制槽e溝通了主控滑閥上、下端的腔室溝通了主控滑閥上、下端的腔室c和和g，使高，使高壓動(dòng)力液由控制槽壓動(dòng)力液由控制槽e進(jìn)入主控滑閥的下端腔室進(jìn)入主控滑閥的下端腔室g。由于主。由于主控滑閥下端面的面積大于上端面的面積，在高壓動(dòng)力液控滑閥下端面的面積大于上端面的面積，在高壓動(dòng)力液作用下便產(chǎn)生作用下便產(chǎn)生壓差，使主控滑閥推向上死點(diǎn)，從而壓差，使主控滑閥推向上死點(diǎn)，從而完成下沖程。完成下沖程。2. 泵的工作原理泵的工作原理(2) 上沖程上沖程 如圖1112(b)，主控滑閥位于上

5、死點(diǎn)。高壓動(dòng)力液從中心油管經(jīng)過通道a進(jìn)入液動(dòng)機(jī)下缸。由于主控滑閥堵塞了通道b，使高壓動(dòng)力液不能進(jìn)入液動(dòng)機(jī)的上缸。液動(dòng)機(jī)上缸通過通道d、主控滑閥中部的環(huán)形空間h與抽取的原油相溝通。在液動(dòng)機(jī)上、下缸的壓差作用下，液動(dòng)機(jī)活塞帶動(dòng)泵的柱塞向上運(yùn)動(dòng)。上缸中工作過的乏動(dòng)力液和抽取的原油混合后舉升到地面。當(dāng)活塞桿接近上死點(diǎn)時(shí)，下部控制槽f使主控滑閥的下腔室和抽取的原油相溝通，主控滑閥便被推向下死點(diǎn)，而液動(dòng)機(jī)重新開始轉(zhuǎn)入下沖程，上沖程便結(jié)束。差動(dòng)式單作用水力活塞泵的優(yōu)缺點(diǎn)差動(dòng)式單作用水力活塞泵的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并可以自由式安裝。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并可以自由式安裝。 缺點(diǎn)缺點(diǎn): 直徑一定時(shí)排量較小以及在工

6、作中壓直徑一定時(shí)排量較小以及在工作中壓 力不平衡。力不平衡。二、二、 水力活塞水力活塞泵的安裝方式泵的安裝方式 水力活塞泵水力活塞泵的安裝方式可分的安裝方式可分為為固定插入式、固定插入式、套管固定式、平套管固定式、平行自由式和套管行自由式和套管自由式自由式四種。如四種。如圖圖1113所示。所示。2. 套管固定式套管固定式 水力活塞泵井下機(jī)組隨動(dòng)力油管下入井底，并固定在一個(gè)套管封隔器上，動(dòng)力液從動(dòng)力油管送入井下機(jī)組，原油和乏動(dòng)力液從動(dòng)力油、套管的環(huán)形空間返回地面，所有的自由氣須經(jīng)水力活塞泵井下機(jī)組導(dǎo)出，如圖1113(b)所示。3. 平行自由式平行自由式 平行自由式安裝方式有兩個(gè)平行管柱。水力活塞

7、泵井下機(jī)組從大直徑管柱中下入井底，并在一個(gè)固定閥座上形成密封，同時(shí)上部也進(jìn)入油管內(nèi)壁的一個(gè)專用環(huán)箍處形成密封。原油和乏動(dòng)力液從小直徑管柱中排到地面，自由氣不進(jìn)泵而從套管中直接導(dǎo)出，如圖1113(c)所示。4. 套管自由式套管自由式 套管自由式只需一根管柱下到一個(gè)套管封隔器上，井下機(jī)組從管柱中下至井底并在一個(gè)固定閥座上座封，同時(shí)上部也進(jìn)入油管內(nèi)壁的一個(gè)專用環(huán)箍處形成密封。動(dòng)力液從管柱中進(jìn)入井底，原油及乏動(dòng)力液從套管中排到地面，自由氣必須從水力活塞泵井下機(jī)組導(dǎo)出，如圖1113(d)所示。三、三、 動(dòng)力液循環(huán)系統(tǒng)及動(dòng)力液動(dòng)力液循環(huán)系統(tǒng)及動(dòng)力液1. 動(dòng)力液循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力液循環(huán)系統(tǒng) 水力活塞泵的動(dòng)力液循環(huán)

8、系統(tǒng)可分為閉式循環(huán)閉式循環(huán)和開式循環(huán)開式循環(huán)兩種。(1) 閉式循環(huán)閉式循環(huán) 閉式循環(huán)系統(tǒng)比開式循環(huán)系統(tǒng)需多要一根管柱，比開式系統(tǒng)造價(jià)高，這是它沒有被廣泛采用的原因，但由于該系統(tǒng)的動(dòng)力液罐比較小，適用于市區(qū)和海上平臺(tái)。(2) 開式循環(huán)開式循環(huán) 開式循環(huán)系統(tǒng)只需兩個(gè)井下通道：一個(gè)是泵入動(dòng)力液的導(dǎo)管；另一個(gè)是將乏動(dòng)力液和采出液一起送到地面的導(dǎo)管。可以采用兩根油管柱，也可以采用一根管柱。使用一根管柱時(shí)，是利用油管和套管環(huán)形空間作為另一個(gè)通道。簡(jiǎn)易和經(jīng)濟(jì)是開式系統(tǒng)的重要特點(diǎn)。油動(dòng)力液比水動(dòng)力液性能好，但不利于安全、生態(tài)和環(huán)境保護(hù)。用水動(dòng)力液，就必須要加入化學(xué)添加劑以改善水的某些性能，將造成生產(chǎn)成本提高，

9、因而限定了水動(dòng)力液只能在閉式系統(tǒng)中使用。開式系統(tǒng)可用油動(dòng)力液，但由于動(dòng)力油的成本較高，并且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要?jiǎng)恿σ禾幚硌b置，因此也將提高生產(chǎn)成本。2. 動(dòng)力液動(dòng)力液 (常用的動(dòng)力液有水和油)四、四、 氣體處理方式氣體處理方式 水力活塞泵泵送氣體的安裝方式成本最低，適于水力活塞泵泵送氣體的安裝方式成本最低，適于將氣體泵送而不引起氣鎖的井，但泵送氣體將降將氣體泵送而不引起氣鎖的井，但泵送氣體將降低泵效。因此，是否采取泵送氣體，要由泵送氣低泵效。因此，是否采取泵送氣體，要由泵送氣體時(shí)的泵效來(lái)決定。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)使泵效不低于體時(shí)的泵效來(lái)決定。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)使泵效不低于50(最低應(yīng)大于最低應(yīng)大于30)。當(dāng)泵效較低時(shí)則應(yīng)將氣體。當(dāng)泵效較低時(shí)則應(yīng)將氣體放空。放空。例111 已知:油層壓力14.0Mpa,井底流壓為7.0Mpa時(shí)日產(chǎn)油量為16.0m3/d，含水率為33,氣油比為90,原油飽和壓力為14.2Mpa.問當(dāng)產(chǎn)液量為28m3/d時(shí)，能否泵送氣體。解： 根據(jù)沃格爾方程，求得極限產(chǎn)量 =34.1 。當(dāng)產(chǎn)液量為28時(shí):求得流壓 =5.1。由圖1114查得，在該例條件下，泵效大約為55。因此，可以泵送氣體。=34.1 maxqdm /