井下設施的工作原理課件

1、井下設施的工作原理課件井下設施的工作原理課件井筒部分地面部分計量部分第2頁，共71頁幻燈片。井筒部分地面部分計量部分第2頁，共71頁幻燈片。一、各類泵的簡介第3頁，共71頁幻燈片。一、各類泵的簡介第3頁，共71頁幻燈片。泵的分類:電泵水力活塞泵桿式泵射流泵管式泵螺桿泵第4頁，共71頁幻燈片。泵的分類:電泵水力活塞泵桿式泵射流泵管式泵螺桿泵第4頁，共7A-管式泵管式泵：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，最后再把柱塞接在抽油桿柱下端下入泵內(nèi)。管式泵特點：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。第5頁，共71頁

2、幻燈片。A-管式泵管式泵：外筒和襯套在地面組裝好接在油管下部先下入井管式泵的工作原理第6頁，共71頁幻燈片。管式泵的工作原理第6頁，共71頁幻燈片。管式泵部件第7頁，共71頁幻燈片。管式泵部件第7頁，共71頁幻燈片。管式泵管式泵的泵筒直接固定于油管的下端，而裝有游動閥的柱塞則隨抽油桿一起下入井內(nèi)。因此當管式泵因定閥壞時，需要將油管取出。但同時，由于泵筒接在油管上，因此排量大，且現(xiàn)有大于56的泵?？砂问讲豢砂问降?頁，共71頁幻燈片。管式泵管式泵的泵筒直接固定于油管的下端，而裝有游動閥的柱塞則桿式泵又稱插入式泵，因其泵的部件（除泵筒外）均由抽油桿插入裝在油管底部的泵筒內(nèi)。其柱塞直徑受油管大小的限

3、制，因此排量小，但作業(yè)程序簡便。即泵有問題時，不需要起出油管。桿式泵定筒式動筒式第9頁，共71頁幻燈片。桿式泵又稱插入式泵，因其泵的部件（除泵筒外）均由抽油桿插入裝B-桿式泵桿式泵：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)，由預先裝在油管預定深度(下泵深度)上的卡簧固定在油管上，檢泵時不需要起油管。桿式泵特點：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。第10頁，共71頁幻燈片。B-桿式泵桿式泵：整個泵在地面組裝好后接在抽油桿柱的下端整體 防砂桿式抽油泵沉砂尾管進油沉砂接頭擋砂滑塊桿式抽油泵扶 正外 管閥桿導向套沉砂環(huán)空支承密封接頭第1

4、1頁，共71頁幻燈片。 防砂桿式抽油泵沉砂尾管進油沉砂接頭擋砂滑塊桿式抽油泵扶 防氣桿式抽油泵第12頁，共71頁幻燈片。 防氣桿式抽油泵第12頁，共71頁幻燈片。計算公式 式中:Q理抽油泵理論排量，單位 立方米/日（m3/d）； S抽油機井沖程，單位 米（m）； n抽油機井沖速，單位 次/分鐘（次/min）； D抽油泵泵徑，單位 毫米（mm）。1440（D24）為抽油泵的排量系數(shù)K，各種直徑深井泵的排量表5-9 深井泵的排量系數(shù)泵徑（毫米）384344567083活塞截面積（104米2）11.3414.5215.2024.6338.4854.10K1.632.092.193.545.547.7

5、9第13頁，共71頁幻燈片。計算公式式中:Q理抽油泵理論排量，單位 立方米/日（m3/ 工作原理： 上行程：固定閥a打開、游動閥b關閉。工作腔A進油；同時，環(huán)空閥c關閉、環(huán)空閥d 打開，工作腔B中的原油進入油管拄內(nèi)，完成進油和排油。 下行程：固定閥a關閉、游動閥b打開。工作腔A中的原油經(jīng)管柱內(nèi)孔進入油管柱。同時B腔體積增大，環(huán)空閥d關閉、同時環(huán)空閥c打開，油套環(huán)空中的原油進入B腔，完成排油和進油大排量雙作用抽油泵第14頁，共71頁幻燈片。 工作原理：大排量雙作用抽油泵第14頁，共71頁幻燈片。使用雙作用泵注意事項：1、由于使用脫接器（對接器），應保證柱塞的自由沖程大于抽油機沖程防沖距。2、由于

6、下沖程油井排液（常規(guī)抽油泵只是將柱塞下部泵筒內(nèi)液體置換到柱塞上部），下沖程阻力較大，應配合適當數(shù)量的加重桿。3、采用長沖程、慢沖次工作制度。第15頁，共71頁幻燈片。使用雙作用泵注意事項：第15頁，共71頁幻燈片。雙作用泵規(guī)格參數(shù)：第16頁，共71頁幻燈片。雙作用泵規(guī)格參數(shù)：第16頁，共71頁幻燈片。雙作用抽油泵的基本參數(shù)及不同參數(shù)下的理論排量泵徑，mm57/3870/4483/4495/4495/44并聯(lián)排量系數(shù)，K5.46048.79713.39218.224621.84沖次沖程，m不 同 參 數(shù) 下 的 理 論 排 量43.678.8126.7192.9262.5314.5 4.291.

7、7147.8225306.2366.9 4.8104.8168.9258350419.3 5109.2175.9267.8364.4436.8 53.698.3158.3241328393.1 4.2114.7184.7281.2382.6458.6 4.8131211.1321.3437.3524.2 5136.5219.9334.9455.7546.0 63.6117.9190294.3398.7471.7 4.2137.6221.7337.4459.2550.4 4.8157.3253.4385.7524.9629.0 5163.8263.9401.7546.7655.2 第17頁，共7

8、1頁幻燈片。雙作用抽油泵的基本參數(shù)及不同參數(shù)下的理論排量泵徑，mm57/脫接器第18頁，共71頁幻燈片。脫接器第18頁，共71頁幻燈片。脫接器第19頁，共71頁幻燈片。脫接器第19頁，共71頁幻燈片。第20頁，共71頁幻燈片。第20頁，共71頁幻燈片。對接過程第21頁，共71頁幻燈片。對接過程第21頁，共71頁幻燈片。脫接過程生產(chǎn)過程第22頁，共71頁幻燈片。脫接過程生產(chǎn)過程第22頁，共71頁幻燈片。 沿著螺桿泵的全長，在轉子外表面與定子橡膠襯套內(nèi)表面間形成多個密封腔室；隨著轉子的轉動，在吸入端轉子與定子橡膠襯套內(nèi)表面間會不斷形成密封腔室，并向排出端推移，最后在排出端消失，油液在吸入端壓差的作

9、用下被吸入，并由吸入端推擠到排出端，壓力不斷升高，流量非常均勻 。螺桿泵工作原理 螺桿泵工作的過程本質(zhì)上也就是密封腔室不斷形成、推移和消失的過程。第23頁，共71頁幻燈片。 沿著螺桿泵的全長，在轉子外表面與定子橡膠襯套內(nèi)表面間形螺桿泵的主要性能參數(shù) 螺桿泵的結構參數(shù)主要有定子、轉子、偏心距、導程等，生產(chǎn)參數(shù)主要有轉速、理論排量等。tT 轉子的任一截面都是半徑為R的圓，截面的中心相對轉子的軸線位移一個偏心距e，轉子的螺距為t，則定子導程T=2t。定子的截面是由兩個半圓組成，中心距等于4e，當螺桿泵轉動一周（2）時，封閉腔中的液體將沿井筒向上方向移動2t的距離，在任意橫截面中液體占有的面積為定子面

10、積與轉子面積之差。4ee第24頁，共71頁幻燈片。螺桿泵的主要性能參數(shù) 螺桿泵的結構參數(shù)主要有定一、螺桿泵簡介1:2結構2:3結構第25頁，共71頁幻燈片。一、螺桿泵簡介1:2結構2:3結構第25頁，共71頁幻燈片。K G L B 泵的總級數(shù) 泵每轉公稱排量，mL/r 單螺桿泵,“螺”和“泵”字漢語拼音第一個字母 抽油桿傳動，“桿”字漢語拼音的第一個字母空心轉子，“空”字漢語拼音的第一個字母型號表示方法 一、螺桿泵簡介第26頁，共71頁幻燈片。K G L B 螺桿泵的理論排量根據(jù)泵的結構參數(shù)及實際轉速計算。理論排量式中 Q-螺桿泵理論排量，m3/d； e-轉子偏心距，m； D-轉子直徑，m；

11、T-定子導程，m； n-轉子轉速，r/min。式中 q-螺桿泵每轉排量，ml/r現(xiàn)場中，根據(jù)選用的泵的型號，可計算出理論排量：螺桿泵的理論排量的計算第27頁，共71頁幻燈片。螺桿泵的理論排量根據(jù)泵的結構參數(shù)及實際轉速計算。理論排量式中螺桿泵型號的應用 例一：某井下入型號為GLB1200-12螺桿泵，轉數(shù)為150轉/分，表示為地面驅(qū)抽油桿傳動的螺桿泵，總級數(shù)12級，每轉公稱排量1200ml，其理論排量為： 1200150602410-6=259.2m3/d 例二：某井下入型號為KGLB120-27螺桿泵，轉數(shù)為120轉/分，表示每轉公稱排量為120mL,總級數(shù)為27級，其理論排量為： 12012

12、0602410-6=20.7m3/d 一、螺桿泵簡介第28頁，共71頁幻燈片。螺桿泵型號的應用 例一：某井下入型號為GLB12圖4-8 開式水力活塞泵采油系統(tǒng)圖4-9 閉式水力活塞泵采油系統(tǒng)水力活塞泵第29頁，共71頁幻燈片。圖4-8 開式水力活塞泵采油系統(tǒng)圖4-9 閉式水力活塞泵圖4-8 開式水力活塞泵采油系統(tǒng)液馬達一、水力活塞泵井設備與工作原理高壓泵機組井下器具管柱結構井口高壓控制管匯計量裝置動力液處理裝置地面管線抽油泵滑閥控制機構系統(tǒng)組成油井裝置地面流程水力活塞泵井下機組第30頁，共71頁幻燈片。圖4-8 開式水力活塞泵采油系統(tǒng)液馬達一、水力活塞泵井設備工作原理：動力液地面加壓；油管或?qū)?/p>

13、用動力液管輸送；動力液被傳至井下液馬達處；滑閥控制機構換向；動力液驅(qū)動液馬達；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；原油被增壓舉升。第31頁，共71頁幻燈片。工作原理：動力液地面加壓；油管或?qū)Ｓ脛恿σ汗茌斔?；動力液被傳適應條件主要缺點：油層深度與排量范圍大；含蠟；稠油；井斜。(1) 機組結構復雜，加工精度要求高；(2) 地面流程大，投資高(規(guī)模效益)；第32頁，共71頁幻燈片。適應條件主要缺點：油層深度與排量范圍大；含蠟；稠油；井斜。(水力活塞泵井下機組(1) 液馬達：將動力液的壓能轉換為機械能帶動泵工作。(2) 泵：將液馬達傳遞給它的機械能轉換成液體的壓能，用來提高油層產(chǎn)出

14、液的壓能。(3) 主控滑閥：利用液壓差動原理控制液馬達和泵柱塞做往復運動的換向控制機構。第33頁，共71頁幻燈片。水力活塞泵井下機組(1) 液馬達：將動力液的壓能轉換為機械能靜壓傳遞原理（帕斯卡原理）在液壓傳動中的應用 液壓系統(tǒng)中的壓力取決于負載 千斤頂柱塞運動第34頁，共71頁幻燈片。靜壓傳遞原理（帕斯卡原理）在液壓傳動中的應用 液壓系統(tǒng)中的第35頁，共71頁幻燈片。第35頁，共71頁幻燈片。第36頁，共71頁幻燈片。第36頁，共71頁幻燈片。第37頁，共71頁幻燈片。第37頁，共71頁幻燈片。SHB43200型自由式雙作用水力活塞泵1油管；2井下機組；3油層套管；4上排出閥；5上吸人閥；6

15、上液缸；7活塞桿；8，17，22通道；9滑閥；10閥芯；11，19，20孔；12泄壓孔；13吸人流道；14下液缸；15下吸入閥；16下排出閥；18上部換向槽；21滑閥開孔；23下部換向槽；24泵工作筒；25固定閥；26套管封隔器第38頁，共71頁幻燈片。SHB43200型自由式雙作用水力活塞泵第38頁，共71水力射流泵采油一、水力射流泵采油系統(tǒng)高壓泵機組井下器具管柱結構井口高壓控制管匯計量裝置動力液處理裝置地面管線系統(tǒng)組成油井裝置地面流程射流泵第39頁，共71頁幻燈片。水力射流泵采油一、水力射流泵采油系統(tǒng)高壓泵機組井下器具管柱結射 流 泵射流泵的工作原理第40頁，共71頁幻燈片。射 流 泵射流

16、泵的工作原理第40頁，共71頁幻燈片。圖4-17 井下射流泵工作示意圖射流泵工作原理動力液地面加壓；油管或?qū)Ｓ脛恿σ汗茌斔?；動力液被傳至井下噴嘴；通過噴嘴將壓能轉換動能；嘴后形成低壓區(qū)；動力液與油層產(chǎn)出液在喉管中混合；經(jīng)擴散管動能轉換成壓能；混合液的壓力提高后被舉升到地面。水力射流泵排量、揚程取決于噴嘴面積與喉管面積的比值。第41頁，共71頁幻燈片。圖4-17 井下射流泵工作示意圖射流泵工作原理動力液地面加噴射泵的面積比定義為：流量比定義為：壓力比定義為：地層產(chǎn)出液與動力液得失能量之比定義為噴射泵的泵效：第42頁，共71頁幻燈片。噴射泵的面積比定義為：流量比定義為：壓力比定義為：地層產(chǎn)出液射流

17、泵主要由噴嘴、喉管及擴散管組成。噴嘴將高壓動力液的壓能轉換為高速流動液體的動能，并在嘴后形成低壓區(qū)。高速流動的低壓動力液與被吸入低壓區(qū)的油層產(chǎn)出液在喉管中混合，流經(jīng)截面不斷擴大的擴散管時，因流速降低將高速流動的液體動能轉換成低速流動的壓能。混合液的壓力提高后被舉升到地面。 第43頁，共71頁幻燈片。射流泵主要由噴嘴、喉管及擴散管組成。第43頁，共71頁幻燈片二、井下配件簡介第44頁，共71頁幻燈片。二、井下配件簡介第44頁，共71頁幻燈片。抽油桿抽油桿是有桿泵抽油裝置中的一個重要組成部分。通過抽油桿柱將抽油機的動力傳遞到深井泵，使深井泵的活塞作往復運動。第45頁，共71頁幻燈片。抽油桿抽油桿是

18、有桿泵抽油裝置中的一個重要組成部分。通過抽油桿抽油桿國產(chǎn)抽油桿由兩種材料制成：一種是碳鋼抽油桿，另一種是合金鋼抽油桿。抽油桿有16、19、22、25（毫米）四種規(guī)格。第46頁，共71頁幻燈片。抽油桿第46頁，共71頁幻燈片。抽油桿第47頁，共71頁幻燈片。抽油桿第47頁，共71頁幻燈片。專用抽油桿 目前，螺桿泵專用主要主要有二種，一種實心錐螺紋H級抽油桿，主要應用于中小排量的螺桿泵，另一種是空心插接式抽油桿（又分為兩種，一種是瓣狀，一種是楔型），主要應用于大中排量螺桿泵。 螺桿泵專用抽油桿第48頁，共71頁幻燈片。專用抽油桿 目前，螺桿泵專用主要主要有二種，一種實空心抽油桿第49頁，共71頁幻

19、燈片?？招某橛蜅U第49頁，共71頁幻燈片。 結構與組成 空心抽油桿電加熱裝置主要由空心抽油桿、加熱電纜、電加熱抽油桿供電裝置等三部分組成。 抽油機井空心抽油桿電加熱采油裝置第50頁，共71頁幻燈片。 結構與組成 空心抽油桿電加熱裝置主要由空心抽油桿、 工作原理抽油機井空心抽油桿電加熱采油裝置集膚效應加熱電纜空心抽油桿油管 該裝置是將空心抽油桿內(nèi)穿過電纜并與抽油桿桿體形成回路，通以工頻交流電，利用內(nèi)集膚效應原理在空心抽油桿壁上產(chǎn)生熱能，對油管內(nèi)原油進行全程加熱，提高油管內(nèi)原油溫度，降低原油粘度，改善其流動性，防止油管內(nèi)原油結蠟，從而有效地開采高凝、高粘、高含蠟原油。 a、粘度：10010000m

20、Pa.sb、膠質(zhì)瀝青：40%c、含蠟：45%d、凝固點：40e、最大加熱深度：1800米 主要適用范圍第51頁，共71頁幻燈片。 工作原理抽油機井空心抽油桿電加熱采油裝置集膚效應加熱電纜空心抽油桿桿參數(shù) 加熱電纜參數(shù) 電控柜參數(shù)技術參數(shù)返回抽油機井空心抽油桿電加熱采油裝置第52頁，共71頁幻燈片。空心抽油桿桿參數(shù) 加熱電纜參數(shù) 電控柜參數(shù)技術參數(shù) 用途及特點 空心抽油桿注入熱載體采油裝置是為有效開采高凝、高粘、高稠、高含蠟原油而研制的專用裝置。該裝置具有以下特點：a、不干擾、污染油層，熱效果好。b、在不停井條件下可根據(jù)需要隨時進行洗井作業(yè)，不需回抽洗井液。c、工藝簡單，使用方便，節(jié)能效果明顯d

21、、可增加柱塞有效行程，提高泵效，延長檢泵周期。e、適用范圍廣，既可以注入熱載體，又可以注入化學降粘劑。f、注入量大，具有高效攜砂的性能。抽油機井空心抽油桿注入熱載體采油裝置第53頁，共71頁幻燈片。 用途及特點 空心抽油桿注入熱載體采油裝置是 結 構 空心抽油桿注入熱載體裝置：主要由單向摻水閥、空心抽油桿、注入懸接器、注入配套件等組成。抽油機井空心抽油桿注入熱載體采油裝置第54頁，共71頁幻燈片。 結 構 空心抽油桿注入熱載體 原理 空心抽油桿注入熱載體采油裝置是利用在井筒油管內(nèi)形成的正循環(huán)系統(tǒng)，以連續(xù)或間斷方式通過空心抽油桿內(nèi)腔，向井內(nèi)注入熱載體（熱水、熱油、蒸汽）或化學藥劑等來提高井筒溫度

22、，降低原油粘度，消除井筒結蠟，使油井能正常生產(chǎn)（注：注入熱油時，熱油要求用過濾、脫膠質(zhì)、脫蠟的熱稀油）。 空心抽油桿內(nèi)的熱載體由地面摻水流程，通過摻水立管、軟管、懸接器、空心光桿、空心抽油桿、單向摻水閥進入油管與空心抽油桿的環(huán)空中，在油管內(nèi)與原油混合上返進入地面采輸系統(tǒng)。 抽油機井空心抽油桿注入熱載體采油裝置第55頁，共71頁幻燈片。 原理 空心抽油桿注入熱載體采油裝置是利用無油管采油裝置 用途 無油管采油裝置用于常規(guī)機械采油井，適用于稀油、不含蠟（或少含蠟）油井的開采。但是隨著我國油田開采進入中后期，出現(xiàn)許多低產(chǎn)井，而無油管采油技術是采用空心抽油桿代替油管進行生產(chǎn)，并省去了實心桿，從而可節(jié)省

23、部分生產(chǎn)投資，因此為油田低產(chǎn)井的挖潛開發(fā)提供了一條新途徑，同時無油管采油技術為部分套變井恢復生產(chǎn)及小井眼的開采創(chuàng)造了條件。結構組成 無油管采油裝置主要由整筒抽油泵、懸掛裝置、防轉扶正裝置、空心抽油桿、空心抽油桿扶正器、懸接器及其配件等組成第56頁，共71頁幻燈片。無油管采油裝置 用途 無油管采油裝置用于常 無油管采油裝置即不使用油管的機械采油方法，它是利用空心抽油桿來代替實心桿帶泵工作，并兼做出油通道，防轉扶正器起止轉作用，轉動撥動軸，懸掛器撐開，并聯(lián)接抽油泵固定在套管的預定位置。 原理特點 1、提高泵效：使用空心抽油桿代替普通抽油桿，剛性好，另外無油管的伸縮量，這些都會增加柱塞的有效行程；無

24、泵筒和柱塞間隙的漏油，無液柱回壓漏油。 2、裝置不使用油管，簡化了井身結構，這樣就大大降低了油井投資，降低了生產(chǎn)成本，減輕了工人勞動強度，減少了作業(yè)量。 3、裝置不僅適用于油田低產(chǎn)井的開采，而且為小井眼采油及部分套變井的恢復生產(chǎn)提供了條件。無油管采油裝置第57頁，共71頁幻燈片。 無油管采油裝置即不使用油管的機械采油方法，它是利用桿體技術參數(shù)1、下泵深度：1500m2、井液含蠟量: 5%3、井液粘度：120mP.m使用范圍無油管采油裝置返回第58頁，共71頁幻燈片。桿體技術參數(shù)1、下泵深度：1500m使用范圍無油管采油裝置二級三段分層注水裝置 用途及結構 二級三段分層注水裝置是通過地面閥門、配

25、水器控制調(diào)節(jié)，實現(xiàn)不同油層間的注水壓力和注水量，達到分層精細注水的目的。第59頁，共71頁幻燈片。二級三段分層注水裝置 用途及結構 二級三段 原理二級三段分層注水裝置 油管與套管之間用兩套封隔器將三個油層分隔開。隨油管下入油管封隔器和油管注入短節(jié)，油管封隔器實現(xiàn)油管與空心抽油桿的密封。注水（或聚合物）工作時，從配水站（或聚合物站）過來的水（或聚合物）經(jīng)井口分注管線，分三路分別進入油管與套管環(huán)空、空心桿與油管環(huán)空和空心桿內(nèi)孔環(huán)空，從而實現(xiàn)上、中、下三個油層的同時注水（或聚合物）。三個油層的用水（或聚合物）量由裝在井口管線上的配水器進行調(diào)節(jié)。第60頁，共71頁幻燈片。 原理二級三段分層注水裝置 油管與套管之 特點 1、結構簡單可靠，施工方便，便于管理（各油層的給水量在地面上即可進行調(diào)節(jié)）。 2、提高注水效率：利用一口井同