井筒舉升設(shè)計及實例分析講課材料詳解

（優(yōu)選）井筒舉升設(shè)計及實例分析講課材料當(dāng)前第1頁\共有107頁\編于星期二\17點第一部分舉升方式適應(yīng)性當(dāng)前第2頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院主要的舉升方式：氣舉、有桿泵、螺桿泵、電潛泵、水力活塞泵、射流泵等。國內(nèi)外舉升工藝狀況當(dāng)前第3頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院國內(nèi)外人工舉升方式的適應(yīng)性及目前達到的水平對比項目條件有桿泵電動潛油泵水力活塞泵氣舉螺桿泵射流泵排量m3/d正常范圍1-20030-70030-60030-318016-20010-500最大值5001400124579505001590泵深m正常范圍＜3000＜2000＜3500＜3000＜1500＜2000最大值442035005486365824003500井下狀況小井眼磨損嚴(yán)重不適宜適宜適宜適宜適宜分層措施一般不適宜一般一般不宜一般斜井一般適宜適宜很適宜一般適宜地面環(huán)境海上、市區(qū)不適宜適宜適宜很適宜一般適宜氣候惡劣地區(qū)一般適宜適宜很適宜一般適宜操作問題高氣油比較好一般一般很適宜較好一般重油較好不適宜適宜一般適宜適宜出砂較好不適宜一般很適宜適宜一般高凝油適宜適宜很適宜很適宜適宜很適宜腐蝕適宜適宜一般一般適宜一般結(jié)垢適宜不適宜一般一般適宜一般維修管理檢泵難度較大難度大容易容易難度較大容易平均免修期二年一年半半年三年一年半年自動控制適宜適宜適宜一般一般適宜生產(chǎn)測試一般不適宜不適宜很適宜不適宜不適宜靈活性適宜適宜適宜很適宜一般適宜當(dāng)前第4頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院氣舉

優(yōu)點：對大斜度井、出砂井、氣液比高和含腐蝕成分的油井具有良好的適應(yīng)性，可作為自噴生產(chǎn)的能量補充方法，單井投資成本和舉升成本低，改變生產(chǎn)條件靈活，在氣源充足的條件下可優(yōu)先采用該方法。井口和井下設(shè)備比較簡單，管理方便，占地面積最小，適用于海上平臺。

缺點：天然氣含水時會產(chǎn)生水化物，形成堵塞，影響系統(tǒng)運行；由于套管承受氣舉高壓，油井要求按氣井完井；不適應(yīng)單井裝置和大井距的油井。高壓注入氣產(chǎn)氣氣舉閥十字架封隔器當(dāng)前第5頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院

缺點：對于出砂、高氣油比、結(jié)蠟和腐蝕的油井有一定的不適應(yīng)性，整個系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)是抽油桿。有桿泵采油方式（簡稱有桿泵）優(yōu)點：技術(shù)成熟，工藝配套，設(shè)備裝置耐用，故障率低。其抽深和排量又能覆范圍廣。國內(nèi)油田約占人工舉升井?dāng)?shù)的90％以上，幾年來工藝配套和技術(shù)進步很快，深井泵泵徑已形成32-110mm系列，特種泵已初步配套；當(dāng)前第6頁\共有107頁\編于星期二\17點螺桿泵工作原理地面動力帶動驅(qū)動桿柱旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也隨之一起轉(zhuǎn)動，井液從螺桿泵下部吸入，通過一個又一個密封腔室從吸入端推擠到排出端，壓力不斷升高，將液體舉升到地面冀東油田采油工藝研究院地面驅(qū)動螺桿泵采油方式當(dāng)前第7頁\共有107頁\編于星期二\17點螺桿泵采油的優(yōu)點排量均勻，連續(xù)排油，對地層沒有擾動性結(jié)構(gòu)簡單，運動部件少，水力損失小、故障率低、泵效高自吸能力較強（1）管柱斷脫、橡膠膨脹問題（2）井斜易造成桿管磨損及脫扣、斷桿等現(xiàn)象。螺桿泵采油的缺點當(dāng)前第8頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院

優(yōu)點：舉升揚程高，排量范圍廣，對于降低油井動液面，放大生產(chǎn)壓差、強化高、中滲透地層、解放低滲地層、提高采油速度等十分有效。管理簡便，泵效相對較高。缺點：一次資金投入（50多萬元/套）和運行費用（耗電1.5-8萬元/月）較高。舉升高度受電機功率、套管尺寸、井身軌跡等限制。不適合高氣油比的油井，舉升效率降低。潛油電泵采油方式當(dāng)前第9頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院水力活塞泵采油方式水力噴射泵水力活塞泵缺點：以原油為動力液時，動力液要求高，地面動力液處理系統(tǒng)相對復(fù)雜，高壓動力液的安全性較差，檢泵頻率高，初期投入大，設(shè)計復(fù)雜，效率低，管理成本高。水力活塞泵優(yōu)點：抽深可達5486米，排量可達600方/日。淺層抽油時最高可達1245方/日，耐溫性好，在大排量生產(chǎn)時提液成本相對較低，對結(jié)蠟、稠油、高溫、斜井等井況具有良好的適應(yīng)性。動力液系統(tǒng)、生產(chǎn)參數(shù)及井下泵選擇合理將大大提高使用壽命，井下泵可采用液力循環(huán)方式檢泵，施工簡單，作業(yè)成本低。當(dāng)前第10頁\共有107頁\編于星期二\17點水力噴射泵水力活塞泵冀東油田采油工藝研究院

水力射流泵優(yōu)點：沒有緊密裝配的運動件，能經(jīng)受井液的磨損和腐蝕，適應(yīng)范圍廣，目前抽深可達3500米，排量可達1590方/日，是唯一能滿足深抽大排量的采油方式。井下泵可采用液力起下方式檢泵，施工簡單，作業(yè)成本低，水力射流泵采油方式缺點：泵效低，產(chǎn)率小，地面設(shè)備投資高，運行、維護費用高，現(xiàn)場操作熟練程度及接受程度低，管理成本相對較高。當(dāng)前第11頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院電潛螺桿泵是螺桿泵和電潛泵的組合，下深1700米，最高排量200方/日左右，避免了管、桿摩擦損耗；井下驅(qū)動螺桿泵工作轉(zhuǎn)速高，減速機構(gòu)減速比小，定子和轉(zhuǎn)子在高速轉(zhuǎn)動中磨損嚴(yán)重，檢泵周期短。電潛螺桿泵采油方式當(dāng)前第12頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院(4)潛油螺桿泵采油方式潛油螺桿機組安裝示意圖1扶正器；2套管；3潛油電機4保護器5潛油減速器（包括減速器保護器）6電纜護罩7螺桿泵8螺桿泵排出頭9引接電纜10油管11單向閥；12泄油閥13動力電纜14地面電纜15井口裝16接線盒17控制柜18變壓器

當(dāng)前第13頁\共有107頁\編于星期二\17點第二部分設(shè)計原則當(dāng)前第14頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院總體原則人工舉升主要以高效、長效、節(jié)能和智能化方向發(fā)展1、滿足開發(fā)方案要求2、技術(shù)先進可行3、經(jīng)濟效益好4、便于配套5、便于操作管理當(dāng)前第15頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院技術(shù)要求1、舉升方式優(yōu)選：常規(guī)油藏：有桿泵（抽油機有桿泵、地面驅(qū)動螺桿泵）特殊油藏：電泵其它方式當(dāng)前第16頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院技術(shù)要求2、抽油機井優(yōu)化設(shè)計原則：產(chǎn)量效率壽命協(xié)調(diào)統(tǒng)一當(dāng)前第17頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院技術(shù)要求3、后期提液原則：先調(diào)參后換泵換大泵（換泵設(shè)計時按較小參數(shù)選取，避免后期頻繁升級）調(diào)整工作參數(shù)換大排量電泵當(dāng)前第18頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院技術(shù)要求4、抽油機井泵掛深度大于1800米：管柱錨定5、合理沉沒度：300米左右當(dāng)前第19頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院技術(shù)要求6、產(chǎn)液量小于50噸/日抽油機有桿泵的油井：優(yōu)選桿式抽油泵；定向井推廣使用斜井抽油泵，并進行綜合防偏磨工藝設(shè)計。當(dāng)前第20頁\共有107頁\編于星期二\17點第三部分設(shè)計方法當(dāng)前第21頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院參考標(biāo)準(zhǔn)

SY/T6570—2003油井舉升工藝設(shè)計編寫規(guī)范SY/T5873—2005有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法SY/T6258—1996有桿抽油系統(tǒng)（常規(guī)型）設(shè)計計算方法SY/T5904—2004潛油電泵選井原則及選泵設(shè)計方法SY/T5863—93潛油電泵起下作業(yè)方法SY/T6084—94地面驅(qū)動螺桿抽油泵使用與維護SY/T5952—2005油氣水井井下工藝管柱工具圖例SY/T6120—1995油井井下作業(yè)防噴技術(shù)規(guī)程當(dāng)前第22頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院應(yīng)用設(shè)計軟件1、“PIPESIM2003版”油井優(yōu)化設(shè)計軟件，中油股份公司配發(fā)6套，各個作業(yè)區(qū)都有該版本。2、加拿大PC螺桿泵設(shè)計軟件（英文版），中油股份公司配發(fā)1套3、深斜井系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計軟件，華北采油院編制，網(wǎng)絡(luò)版軟件。4、螺桿泵優(yōu)化設(shè)計與診斷軟件（VB6.0），中油勘探院采油所編制，單機版。5、潛油電泵井參數(shù)優(yōu)化及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件，大港油田中成機械制造有限公司，單機版當(dāng)前第23頁\共有107頁\編于星期二\17點應(yīng)用達西公式沃格爾方程含水IPR曲線公式繪制IPR曲線

確定泵的排量、下入深度當(dāng)前第24頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院產(chǎn)能預(yù)測推薦方法在現(xiàn)場實際工作中，不可能采用一整套公式去計算油井產(chǎn)能，為了較直觀和簡單了解油井產(chǎn)能變化，可以采取簡單計算方法，提高工作效率和選井的成功率。當(dāng)前第25頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院產(chǎn)能預(yù)測推薦方法當(dāng)前第26頁\共有107頁\編于星期二\17點（1）首先根據(jù)油層的供液能力，確定泵徑、泵掛；（2）初選沖程、沖次；（3）根據(jù)等強度的原則，確定桿柱組合；（4）校驗疲勞強度，最后確定抽油桿柱的組合方式。設(shè)計思路冀東油田采油工藝研究院抽油機井設(shè)計方法當(dāng)前第27頁\共有107頁\編于星期二\17點抽油桿柱下部加重桿設(shè)計方法與步驟1）由已知Dp，S，n三參數(shù)并以Lp作為Lmax2）計算泵筒與柱塞間半干摩擦力

冀東油田采油工藝研究院初選抽油桿組合形式及各級抽油桿柱所占比例。當(dāng)前第28頁\共有107頁\編于星期二\17點抽油桿柱下部加重桿設(shè)計方法與步驟

冀東油田采油工藝研究院泵隙號碼與直徑間隙范圍泵隙泵筒內(nèi)徑及偏差柱塞直徑ｄ泵隙范圍對應(yīng)組合代號（ｍｍ）尺寸代號基本尺寸極限偏差（ｍｍ）泵分段1D0+0.051

D0-0.0130.025～0.088Ⅰ級22

0.050～0.0113

33

0.075～0.138Ⅱ級44

0.100～0.163

55

0.125～0.188Ⅲ級當(dāng)前第29頁\共有107頁\編于星期二\17點(3）計算液體通過排出閥的水力阻力所產(chǎn)生的對柱塞底部的向上推力計算雷諾數(shù)：求流量系數(shù)：冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第30頁\共有107頁\編于星期二\17點（4）計算作用于抽油桿柱底部液體上浮力（5）計算下沖程時抽油桿底部所受的總下行阻力（6）計算需配加重桿長度冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第31頁\共有107頁\編于星期二\17點加重桿上部抽油桿柱組合設(shè)計方法與步驟（1）計算各級抽油桿柱長度由選定的抽油桿柱型式及各級抽油桿柱所占比例計算各級抽油桿柱長度LI：（2）求抽油桿柱按長度加權(quán)平均截面積冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第32頁\共有107頁\編于星期二\17點（3）計算油管柱金屬部分按長度的加權(quán)平均橫截面積（4）計算抽油桿柱在液體中的重量冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第33頁\共有107頁\編于星期二\17點（5）計算作用在抽油泵柱塞上的液體載荷

（6）計算抽油機從上沖程開始到液柱載荷加載完畢時（初變形期）懸點位移。油管錨定時：冀東油田采油工藝研究院油管未錨定時：當(dāng)前第34頁\共有107頁\編于星期二\17點（7）計算抽油機從上沖程開始到液柱載荷加載完畢曲柄轉(zhuǎn)角油管未錨定時：（8）計算變形分布系數(shù)油管錨定時：冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第35頁\共有107頁\編于星期二\17點（9）計算最大、最小載荷

冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第36頁\共有107頁\編于星期二\17點（10）校核疲勞強度如果式（21）不成立則重新選擇抽油桿柱組合型式或更換高強度桿，再重復(fù)上述計算。（11）計算曲柄軸最大扭矩冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第37頁\共有107頁\編于星期二\17點實例分析4.37%3.02%不同井斜角計算載荷與實測載荷對比表直井計算載荷與實測載荷對比表運用這套公式進行16井次的計算，發(fā)現(xiàn)斜井的相對誤差比直井低1.35%，表明該計算方法不僅適合直井同時也適合斜井的設(shè)計。當(dāng)前第38頁\共有107頁\編于星期二\17點每級桿柱長度占總下泵深度的百分?jǐn)?shù)，％

泵徑283238445156637083兩級桿柱抽油桿直徑，7/827303541475459

3/473706559534641

最大下泵深度2550228019701690148012801150

抽油桿直徑，1-25283134364145557/8-7572696664595545最大下泵深度-2380210018501680148013101100950三級桿柱抽油桿直徑，in11719212326303540

7/82021242731354045

3/46360555043352515

最大下泵深度30002800250022002000180015501350

合金鋼抽油桿最大下泵深度的推薦值（D級）當(dāng)前第39頁\共有107頁\編于星期二\17點

泵徑283238445156637083兩級桿柱抽油桿直徑，in7/82425293237414652643/4767571686359544836最大下泵深度，m365034003000265023002300185015501250抽油桿直徑，in12021232629323540587/8807977747168656042最大下泵深度，m380036003250295026002350210019001550三級桿柱抽油桿直徑，in11819212428313539

7/82022242731354045

3/46259554941342516

最大下泵深度，m43004000350031502750235022001850

高強度抽油桿最大下泵深度的推薦值（H級）當(dāng)前第40頁\共有107頁\編于星期二\17點一、抽油機不超負荷的條件：Pmax≤0.95［P］Tmax≤0.95［T］二、充分發(fā)揮抽油機的能力：Pmax≥0.7［P］Tmax≥0.6［T］抽油機冀東油田采油工藝研究院

Pmax——最大懸點載荷，KN；［P］——額定懸點載荷，KN；Tmax——減速器最大輸出扭矩，KNM；［T］——減速器額定扭矩，KNM當(dāng)前第41頁\共有107頁\編于星期二\17點強度級別CDKH抗拉強度620-794794-965588-7941000-1200使用范圍輕\中載荷中重載荷中載荷CO?H?S重載荷材料碳鋼或錳鋼碳鋼或合金鋼鎳鉬合金鋼抽油桿的性能指標(biāo)冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第42頁\共有107頁\編于星期二\17點抽油桿的最大許用應(yīng)力?ь?ь??ь?ь/1.75斜率0.5625古德曼圖疲勞壽命≧107次A?ｍａｘ?ｍｉｎＡＢ[?ｍａｘ]=（??ь+0.5625?ｍｉｎ）F冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第43頁\共有107頁\編于星期二\17點在不考慮或無法確定產(chǎn)能的情況下時

Φ32：泵掛深度2500米Φ38：泵掛深度2100米Φ44：泵掛深度1800米Φ56：泵掛深度1600米Φ70：泵掛深度1200米Φ83：泵掛深度800米測試和生產(chǎn)資料齊全，按產(chǎn)能確定相關(guān)式計算產(chǎn)能，此時下泵深度可根據(jù)預(yù)測結(jié)果和初選的沖程、沖次參數(shù)確定冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第44頁\共有107頁\編于星期二\17點新井投產(chǎn)1、鄰井生產(chǎn)情況2、測壓數(shù)據(jù)3、投產(chǎn)地質(zhì)方案產(chǎn)量要求根據(jù)以上三點確定泵徑最大負荷、扭矩計算是確定抽油機型號的兩個最重要參數(shù)產(chǎn)能是確定機桿泵的基礎(chǔ)\關(guān)鍵冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第45頁\共有107頁\編于星期二\17點抽油泵基本參數(shù)表泵徑323844567083外徑89.589.589.589.5107114球徑1925.428.63544.550.8油管外徑7373737388.9101.6泵常數(shù)1.161.632.193.545.547.79泵筒長度3、3.3、3.6、3.9、4.2、4.5、4.8、5.1、5.7、6、6.6、7.3柱塞長度0.6、0.9、1.2、1.5抽油泵冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第46頁\共有107頁\編于星期二\17點抽油泵主要泵型冀東油田采油工藝研究院1、整筒泵；2、異型泵；3、大泵；4、柔性金屬泵；5、桿式泵；6、防砂泵；7，倒置加固泵當(dāng)前第47頁\共有107頁\編于星期二\17點普通D級抽油桿最大下泵深度的推薦值（抗拉強度794N/mm2許用應(yīng)力110N/mm2）桿結(jié)構(gòu)抽油泵直徑283238445157708395兩級每級桿柱長度占總長度的百分比桿徑7/8"2730354147543/4"737065595346最大下泵深度255022801970169014801280桿徑1"252831343645557/8"75726966645545最大下泵深度233021001850168014801110950三級桿徑1"171921232630407/8"202124273135453/4"63605550433515最大下泵深度3000280025002200200018001350冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第48頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院H級強度高抽油桿最大下泵深度的推薦值（抗拉強度1000N/mm2許用應(yīng)力130N/mm2）桿結(jié)構(gòu)抽油泵直徑283238445157708395兩級每級桿柱長度占總長度的百分比桿徑7/8"24252932374152643/4"7675716863594836最大下泵深度36503400300026502300200015501250桿徑1"2021232629324049587/8"807977747168605142最大下泵深度380036003250295026002350190015501300三級桿徑1"181921242831397/8"202224273135453/4"62595549413416最大下泵深度4300400035003150275023501850當(dāng)前第49頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院不同泵徑的基本參數(shù)及不同參數(shù)下的理論排量泵徑，mm3238445670839583/4495/44活塞面積，×10-4m28.011.315.224.638.3854.170.88126.6151.7排量系數(shù)，K1.141.6422.2353.6945.5417.79010.20713.39218.225沖次min-1沖程，m不同參數(shù)下的理論排量33.612.317.724.139.959.884.1110.2144.6196.84.214.420.728.246.569.898.2128.6168.8229.64.816.423.632.253.279.8112.2147.0192.9262.55.017.124.633.555.483.1116.9153.1200.9273.443.616.423.632.253.279.8112.2147.0192.9262.54.219.227.637.562.193.1130.9171.5225.0306.24.821.931.542.970.9106.4150.0196.0258.0350.05.022.832.844.773.9110.8155.8204.1267.8364.453.620.529.640.266.599.7140.2183.7241328.04.223.934.546.977.6116.4163.6214.3281.2382.74.827.439.453.688.7133.0186.9244.9321.3437.45.028.541.155.992.4138.5194.8255.2334.9455.663.624.635.548.379.8119.7168.3220.5294.3393.74.228.741.456.393.1139.7196.3257.2337.4459.34.832.847.364.4106.4159.6224.4294.0385.7524.95.034.249.367.1110.8166.3233.7306.2401.7546.7當(dāng)前第50頁\共有107頁\編于星期二\17點螺桿泵設(shè)計方法冀東油田采油工藝研究院1、泵的理論排量的計算當(dāng)螺桿泵轉(zhuǎn)動一周（2π）時，封閉腔中的液體將沿Z軸移動2T的距離。螺桿每轉(zhuǎn)一周的理論排量q為q=4eDT×10-9（1）泵的理論排量與轉(zhuǎn)速成正比，即：Qth=1440×4eDT·n×10-9（2）式中Qth——泵的理論排量，m3/d；q——螺桿泵（轉(zhuǎn)子）每轉(zhuǎn)一周的理論流量，m3；e——泵的偏心距，mm；D——螺桿泵轉(zhuǎn)子直徑，mm；T——定子導(dǎo)程，mm；n——泵的轉(zhuǎn)速，r/min。當(dāng)前第51頁\共有107頁\編于星期二\17點螺桿泵設(shè)計方法冀東油田采油工藝研究院2、泵的容積效率當(dāng)泵吸入口壓力低于原油飽和壓力時，原油脫出的游離氣在螺桿泵腔內(nèi)占據(jù)一定的空間，使液體的容積效率降低，理想情況下全部氣體進泵時的容積效率是：式中η容——螺桿泵的容積效率，小數(shù)；Bo——原油體積系數(shù)，m3/m3；Rp——原油生產(chǎn)油氣比，m3/m3；Z——天然氣壓縮因子；ro、rw——分別表示抽汲的原油、地層水重度，10kN/m2；fw——油井綜合含水率，小數(shù)。當(dāng)前第52頁\共有107頁\編于星期二\17點螺桿泵設(shè)計方法冀東油田采油工藝研究院3、螺桿泵的壓頭螺桿泵的壓頭由單級承壓能力和級數(shù)的乘積而定，壓頭與排量的關(guān)系如圖所示。下圖是用水作為介質(zhì)，在室內(nèi)做出的螺桿泵水力特性曲線，是比較理想的情況。螺桿泵水力特性曲線當(dāng)前第53頁\共有107頁\編于星期二\17點螺桿泵設(shè)計方法冀東油田采油工藝研究院

在油田的應(yīng)用中，抽油系統(tǒng)壓力是泵吸入口壓力和泵排出口壓力的函數(shù)，對于任意一種產(chǎn)量、泵吸入口壓力都有對應(yīng)值，并且與流入動態(tài)關(guān)系協(xié)調(diào)。泵排出壓力是泵以上油管內(nèi)流體密度、高度、地面油管壓力及泵排出口和地面之間沿程損失的函數(shù)。泵排出壓力ΔP=Pa－P吸=Pd+Pz+Pm－Ph－Pc（5）式中ΔP——抽油系統(tǒng)要求的壓頭，MPa；Pa——泵排出口壓力，MPa；P吸——泵吸入口壓力，MPa；Pd——地面輸油管線回壓，MPa；Pz——泵出口至井口油管內(nèi)液柱靜壓，MPa；Pm——泵出口至井口液體流動的沿程損失，MPa；Ph——環(huán)空動液面到泵入口的液柱靜壓，MPa；Pc——套壓，MPa。當(dāng)前第54頁\共有107頁\編于星期二\17點螺桿泵設(shè)計方法冀東油田采油工藝研究院泵出口至井口油管內(nèi)液柱靜壓Pz=r·L×10-9（6）環(huán)空動液面到泵入口的液柱靜壓Ph=r·h×10-9（7）式中r——液體密度，N/m3；L、h——分別表示泵出口到井口、環(huán)空動液面至泵入口的距離，m。當(dāng)前第55頁\共有107頁\編于星期二\17點螺桿泵設(shè)計方法冀東油田采油工藝研究院泵出口至井口液體流動的沿程損失：式中Dt、d2——分別表示油管內(nèi)徑、抽油桿直徑，mm；K——流道形狀系數(shù)，小數(shù)；μ——液體粘度，Pa·s；η——泵效，小數(shù)。（8）（9）當(dāng)前第56頁\共有107頁\編于星期二\17點潛油電泵設(shè)計方法冀東油田采油工藝研究院油層供液能力電泵排量選擇電潛泵應(yīng)用效果

當(dāng)前第57頁\共有107頁\編于星期二\17點潛油電泵設(shè)計方法冀東油田采油工藝研究院（1） 泵吸入口壓力的確定飽和壓力下的溶解氣油比：若流壓低于飽合壓力，溶解氣油比需校正。其中：fo為校正系數(shù)當(dāng)前第58頁\共有107頁\編于星期二\17點潛油電泵設(shè)計方法冀東油田采油工藝研究院

泵吸入口處的氣液比：根據(jù)上面的關(guān)系式算出不同吸入口壓力下泵吸入口處的氣液比，做出泵吸入口壓力與吸入口氣液比關(guān)系曲線。根據(jù)分離器的分離能力查出泵吸入口壓力。當(dāng)前第59頁\共有107頁\編于星期二\17點3.3潛油電泵設(shè)計方法冀東油田采油工藝研究院（2）油井產(chǎn)能的確定：將確定的吸入口壓力值折算到油層中部流壓，從IPR曲線上查出相應(yīng)的產(chǎn)量值，即為油井的產(chǎn)能。

（3）揚程的確定（4）電機功率的確定當(dāng)前第60頁\共有107頁\編于星期二\17點不同類型油藏舉升設(shè)計技術(shù)規(guī)范冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第61頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院主要內(nèi)容4.1淺層油藏舉升工藝4.2中深油藏舉升技術(shù)工藝4.3深層油藏舉升工藝當(dāng)前第62頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院4.1.1不出砂或輕微出砂油藏考慮因素：產(chǎn)能要求、投入和運行成本、出砂影響、檢泵周期主要舉升方式：①有桿泵，泵掛小于1000米300方以下首選雙作用抽油泵、并聯(lián)抽油泵；②選取電泵。當(dāng)前第63頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院4.1.1不出砂或輕微出砂油藏1、抽油機有桿泵工藝設(shè)計①推薦采用具有防砂功能的防砂抽油泵，泵級Ⅱ級以上。②泵下采取掛防砂管或井筒內(nèi)掛防砂管③對于高氣液比較高的油井必須采取氣砂錨。泵徑配套技術(shù)最大下泵深度D級桿超高強桿+D級桿70脫接、扶正、錨定、防脫1110135083脫接、扶正、錨定、防脫9501050大泵提液達到的主要技術(shù)指標(biāo)當(dāng)前第64頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院4.1.1不出砂或輕微出砂油藏

2、在排量滿足要求的情況下首選雙作用抽油泵、并聯(lián)抽油泵；其次采用電泵。雙作用抽油泵主要型號：∮38×57mm、∮44×70mm、∮44×83mm、∮95×44mm四種型號；并聯(lián)抽油泵主要型號是∮95×44mm。設(shè)計時采用3"油管、加大加重桿總量、小參數(shù)投產(chǎn)，緩解啟抽時的不同步現(xiàn)象。當(dāng)前第65頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院4.1.1不出砂或輕微出砂油藏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min-1沖程，m不同參數(shù)下的理論排量43.678.8126.7192.9262.5314.54.291.7147.8225306.2366.94.8104.8168.9258350419.35109.2175.9267.8364.4436.853.698.3158.3241328393.14.2114.7184.7281.2382.6458.64.8131211.1321.3437.3524.25136.5219.9334.9455.7546.063.6117.9190294.3398.7471.74.2137.6221.7337.4459.2550.44.8157.3253.4385.7524.9629.05163.8263.9401.7546.7655.2當(dāng)前第66頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院4.1.2出砂油藏主要舉升方式：首選，地面驅(qū)動螺桿泵，防砂抽油泵作為補充；其次，防砂電泵，油層必須進行防砂處理，否則不允許下電泵。當(dāng)前第67頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院4.1.2出砂油藏1、地面驅(qū)動螺桿泵設(shè)計主要型號：GLB300-14GLB433-19、GLB500-14、GLB800-14GLB1200-14GLB1400-12、GLB1600-14幾種泵型,轉(zhuǎn)速范圍在100～200rpm/min之間。螺桿泵井使用的油管：N802-7/8″和3-1/2″油管。驅(qū)動桿：Φ36mm空心驅(qū)動桿、Φ38mm叉接驅(qū)動桿。驅(qū)動桿參數(shù)表驅(qū)動桿抗拉強度Mpa最大扭矩KN?mΦ367784.28Φ387965.32當(dāng)前第68頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院4.1.2出砂油藏地面驅(qū)動螺桿泵設(shè)計：①小參數(shù)設(shè)計，便于后期調(diào)參調(diào)整②管柱必須進行錨定器錨定，推薦FX錨定器和軌道式封隔器＋翻板錨兩種方式③對于高氣液比的油井必須采取高效井下分離器或氣錨。④必須采用變頻控制柜或調(diào)速電機當(dāng)前第69頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院4.1.2出砂油藏電泵設(shè)計：①推薦采用具有防砂功能的電泵②在套管允許的條件下，加防砂導(dǎo)流罩③對于高氣液比的油井必須采用井下高效分離器或雙分離器④雙保護器⑤300方以上排量的電泵井推薦采用變頻控制柜當(dāng)前第70頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院主要內(nèi)容4.1淺層油藏舉升工藝4.2中深油藏舉升技術(shù)工藝4.3深層油藏舉升工藝當(dāng)前第71頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院中深油藏中深油藏一般油藏埋深2500-3000米，含油層位為東營組、沙三1、沙三2+3，注水開發(fā)。舉升方式：首選有桿泵，同時為滿足深提液的需要，采用了中低排量電泵的舉升工藝。當(dāng)前第72頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院1、首選，有桿泵①首選桿式泵；②其次整筒管式抽油泵；③中深提液首選泵型Φ70/44分載抽油泵和分載組合抽油泵

Φ70/44分載抽油泵：桿柱受力相當(dāng)于Φ44泵，排量相當(dāng)于Φ70泵排量。組合抽油泵：由上部為分載抽油泵和下部為Φ70普通抽油泵組成。這種組合泵避開了上沖程的高負荷，實現(xiàn)大泵深抽。2、其次，中排量電泵中深油藏設(shè)計選擇原則當(dāng)前第73頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院主要內(nèi)容4.1淺層油藏舉升工藝4.2中深油藏舉升技術(shù)工藝4.3深層油藏舉升工藝當(dāng)前第74頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院深層油藏深層油藏埋深3000-3500米，滲透率低，注水開發(fā)，部分油井受效差，動液面低，一般在2000米以下。為適應(yīng)深層油藏的開發(fā)，和上產(chǎn)的要求，必須進一步放大生產(chǎn)壓差，解放低壓層，進行油井挖潛。舉升方式：小泵深抽或超深抽；小電泵深提液。當(dāng)前第75頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院深層油藏設(shè)計原則1、小泵超深抽：①推薦首選采用桿式抽油泵或固定閥可撈的管式抽油泵，泵掛在直井段泵級必須選Ⅰ級泵，在斜井段泵級優(yōu)選Ⅱ級泵。②采取長沖程（≥4.2米）、慢沖次（小于6次/分）的抽吸方式③桿柱采用完全等強度法設(shè)計，并進行防偏磨措施④管柱必須進行錨定和扶正，上部用加厚油管，當(dāng)油質(zhì)稠且桿柱有25mm桿時，25mm桿對應(yīng)位置用88.90mm油管。⑤桿柱必須進行防脫器設(shè)計，安裝位置井口下面2-3根抽油桿、中和點附近、拉桿上面各設(shè)計一個。⑥桿柱、管柱負載和抽油機扭矩必須校核，確定抽油機是否滿足要求。當(dāng)前第76頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院深層油藏設(shè)計原則小泵深抽達到的主要技術(shù)指標(biāo)泵徑配套技術(shù)達到指標(biāo)D級桿H級桿玻璃鋼桿（直井）56錨定、防脫、防偏磨18002350220044錨定、防脫、防偏磨20003150250038錨定、防脫、防偏磨25003500300032錨定、防脫、防偏磨280040003500冀東油田使用的抽油泵均為管式抽油泵，每次檢泵作業(yè)必須需起出油管，作業(yè)費用高，占井時間長。而桿式泵作業(yè)時，不必起出油管，檢泵方便，作業(yè)成本低。在國外，大部分有桿泵井都使用桿式泵。當(dāng)前第77頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院深層油藏設(shè)計原則2、小電泵深提液：針對深層油藏層間矛盾大，部分層注水見效，含水上升快，為解放低壓層，采取小電泵深提液措施。①推薦首選107系列電機，其次95系列電機②采用雙分離器、雙保護器③電機下部必須接與套管內(nèi)徑相配套的扶正器④排量小于100方以下的電泵無需變頻器⑤必須配套清防蠟措施⑥采油樹采用雙翼，地面配套定壓放氣閥。當(dāng)前第78頁\共有107頁\編于星期二\17點舉升工藝配套技術(shù)冀東油田采油工藝研究院當(dāng)前第79頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院主要內(nèi)容5.1防偏磨工藝5.2清防蠟工藝5.3防污染工藝5.4防氣工藝5.5防砂工藝當(dāng)前第80頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝5.1.1抽油機井防偏磨工藝冀東油田井況：大部分井是定向井，造斜點一般在500-700米，井斜角在20-40o之間，桿管的偏磨比較嚴(yán)重，直接影響桿柱的使用壽命和檢泵周期。為此，在定向井上推廣應(yīng)用綜合防偏磨工藝技術(shù)。當(dāng)前第81頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝①抽油桿旋轉(zhuǎn)技術(shù)：利用抽油桿防脫器、旋轉(zhuǎn)器在抽油桿柱上下往復(fù)運動帶動下使得抽油桿柱旋轉(zhuǎn)，有效地解決抽油桿偏磨問題，提高抽油桿使用壽命，并具有防止抽油桿脫扣的功能。

當(dāng)前第82頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝②抽油桿抗彎防磨副由滑套、摩擦桿組成，滑套在抽油桿往復(fù)運動中自動定位于油管內(nèi)壁的合適位置處，摩擦桿在隨抽油桿柱上下往復(fù)運動中與滑套形成摩擦副，這樣就將抽油桿與油管之間的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)榭鼓ジ钡幕缀湍Σ翖U之間的摩擦，從根本上改善桿管磨損。321抗彎抗磨副示意圖1滑套2摩擦桿3油管當(dāng)前第83頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝③抽油桿防偏磨器采用四排每排三個小滾輪的結(jié)構(gòu)，與油管內(nèi)壁形成多點接觸，大大地減小了扶正器對油管的傷害，同時減少了由于抽油桿接箍磨損所造成其斷脫事故的發(fā)生頻率。抽油桿防偏磨器當(dāng)前第84頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝④抽油桿抗磨接箍：表面采取特殊減磨和抗磨處理，比普通抽油桿接箍提高耐磨壽命數(shù)倍。規(guī)格為φ25mm，φ22mm，φ19mm三種。

⑤井口旋轉(zhuǎn)裝置利用抽油桿調(diào)速旋轉(zhuǎn)器使驢頭在下死點時使抽油桿轉(zhuǎn)動，使抽油桿整個圓周都參加磨損，避免抽油桿偏磨，從而延長抽油桿磨損時間，達到避免偏磨的目的。當(dāng)前第85頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝⑥定向井推廣使用斜井抽油泵

斜井抽油泵特點：a.該泵增加了外工作筒，使泵筒不再受力，相對提高了泵體的剛度，避免了泵筒的彎曲變形。b.采用了具有導(dǎo)向筋結(jié)構(gòu)的流線型閥罩，解決了抽油泵以較大傾斜角安裝時閥體關(guān)閉滯后的問題。c.增加了柱塞旋轉(zhuǎn)器，使柱塞在抽吸過程中相對于泵筒自動旋轉(zhuǎn)，消除了柱塞與泵筒之間的偏磨現(xiàn)象。

當(dāng)前第86頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝⑦深抽斜井推廣使用倒置加固泵

外管泵筒柱塞1、結(jié)構(gòu)和特點該泵由泵筒、柱塞、外管組成。該泵采用下部固定、上部懸浮的結(jié)構(gòu)，比常規(guī)懸掛過橋泵自調(diào)整能力更強；增加了外管，在斜井中作業(yè)和生產(chǎn)可保護泵筒，防止了泵筒的彎曲變形；泵筒底部固定、上部懸浮，泵筒只受外壓，下沖程時液柱重量作用于外管上，使泵筒免受沖擊，提高了泵筒的疲勞壽命。與常規(guī)抽油泵使用相同。2、技術(shù)參數(shù)公稱直徑mm柱塞長度m沖程m連接油管in連接抽油桿mm泵常數(shù)m3/d最大外徑mmΦ381.2-1.8≤7.52-7/8CYG161.64Φ88.9Φ442-7/8CYG192.24Φ88.9Φ572-7/8CYG193.69Φ108當(dāng)前第87頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝⑧淺層出砂斜井推廣使用柔性金屬抽油泵

987654231⑴現(xiàn)有規(guī)格系列：φ38mm×3m、φ38mm×5mφ44mm×3m、φ44mm×5m、φ57mm×3m；φ57mm×5mφ70mm×5m、φ70mm×8m⑵最大外徑：φ38泵：73mm（2″扣）/88.9mm（21/2″扣）；φ44泵：73mm（2″扣）/88.9mm（21/2″扣）；φ57泵：89mm（21/2″扣）/108mm（3″扣）；φ70泵：108mm（3″扣）；⑷適應(yīng)最大井斜角度：60°；⑸適應(yīng)含砂量：在不砂埋柱塞情況下均可正常生產(chǎn)；⑹適應(yīng)最大泵掛：2500m；⑺適用范圍：適用于常規(guī)油井、出砂油井、大斜度井、水平井、高含氣油井、稀油井、稠油井、蒸汽吞吐井、蒸汽驅(qū)井、深井等多種類型的油井。當(dāng)前第88頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝⑧淺層出砂斜井推廣使用柔性金屬抽油泵

⑴將泵上端護帽及固定于護帽上的插接頭由泵筒上接箍上卸掉，取出插接頭，其他部分不得拆卸，隨泵筒一起下井；當(dāng)前第89頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝⑧淺層出砂斜井推廣使用柔性金屬抽油泵

(2)將插接頭連接在桿柱的最下端下井，插接頭之上必須下一根長度不小于整泵長度的與插接頭扣型配套的抽油桿（φ38、φ44、φ57泵：6分桿；φ70泵：7分桿），并且插接頭與該桿之間不得使用桿接箍和變扣。之后可以變其他桿；當(dāng)前第90頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝⑧淺層出砂斜井推廣使用柔性金屬抽油泵

(3)桿柱下到底后同普通泵一樣上提管柱換光桿，當(dāng)脫接器上提至釋放接頭位置時，脫接器及柱塞與桿柱脫開，但換完光桿后必須探到底方可保證桿柱與脫接器及柱塞可靠連接，之后上提防沖距，防沖距大小同普通泵，但要求準(zhǔn)確。光桿可以反復(fù)調(diào)；(4)防沖距調(diào)好之后桿柱上提高度不得超過抽油機上死點，以免脫接器上行至釋放接頭位置柱塞與桿柱脫開。當(dāng)前第91頁\共有107頁\編于星期二\17點冀東油田采油工藝研究院防偏磨工藝5.1.2螺桿泵井斜井工藝①柔性調(diào)節(jié)短節(jié)

②翻板錨定器③斜井扶正桿④多功能旋轉(zhuǎn)式抽油桿扶正器短節(jié)當(dāng)前第92頁\共有107頁\編于星期二\17點地面驅(qū)動裝置的改進配套工具螺桿泵采油井井口機油、原油滲漏改盤根式井口密封為動靜環(huán)相配合的機械密封裝置減速箱內(nèi)采用了“U”形杯結(jié)構(gòu)杜絕了機油、原油的外溢當(dāng)前第93頁\共有107頁\編于星期二\17點采用了加工精度較高的光軸采用了偏置式結(jié)構(gòu)驅(qū)動