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，且效率較高。一、

系統(tǒng)組成及泵的工作原理井下部分是水力活塞泵的主要機(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)部件組成，起著抽油的主要作用；

地面部分由地面動(dòng)力泵、各種控制閥及動(dòng)力液處理設(shè)備等組成，起著供給和處理動(dòng)力液的作用；中間部分有中心動(dòng)力油管以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道。工作過程：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。（1）下沖程如圖11－12(a)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a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b進(jìn)入腔室c，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、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，在桿身的上、下部開有控制槽e和f。當(dāng)活塞桿接近下死點(diǎn)時(shí)，上部控制槽e溝通了主控滑閥上、下端的腔室c和g，使高壓動(dòng)力液由控制槽e進(jìn)入主控滑閥的下端腔室g。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)力液作用下便產(chǎn)生壓差，使主控滑閥推向上死點(diǎn)，從而完成下沖程。2.泵的工作原理(2)上沖程

如圖11－12(b)，主控滑閥位于上死點(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)優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單，并可以自由式安裝。缺點(diǎn):直徑一定時(shí)排量較小以及在工作中壓力不平衡。二、

水力活塞泵的安裝方式

水力活塞泵的安裝方式可分為固定插入式、套管固定式、平行自由式和套管自由式四種。如圖11－13所示。2.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［11－13(b)］所示。3.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［11－13(c)］所示。4.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［11－13(d)］所示。三、

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)

水力活塞泵的動(dòng)力液循環(huán)系統(tǒng)可分為閉式循環(huán)和開式循環(huán)兩種。(1)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)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?？梢圆捎脙筛凸苤?，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，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(常用的動(dòng)力液有水和油)四、

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，要由泵送氣體時(shí)的泵效來決定。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)使泵效不低于50％(最低應(yīng)大于30％)。當(dāng)泵效較低時(shí)則應(yīng)將氣體放空。例11－1已知:油層壓力14.0Mpa,井底流壓為7.0Mpa時(shí)日產(chǎn)油量為16.0m^3/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28m^3/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11－14查得，在該例條件下，泵效大