有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計課件

有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計（SY/T5873-2005）主講：謝義華有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計（SY/T5873-2005）主講：謝義1目錄一、采油設(shè)備及常用井下工具二、游梁式抽油機(jī)選型及安裝三、抽油泵選擇作法四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法五、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計六、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計七、施工目錄一、采油設(shè)備及常用井下工具2CYB——[d]THXX——XX

（X）S12倒置防砂泵S13可掛防砂泵S14等徑防砂泵柱塞長度（米）泵筒長度（米）泵筒型式—厚壁筒（無襯套）管式泵公稱直徑（mm）抽油泵代號注解:公稱直徑38mm，泵筒長度為6.6m，金屬柱塞長度為1.2m的防腐耐磨管式泵表示為CYB38TH6.6-1.2F。江漢油田整體泵筒抽油泵代號及其表示方法1、抽油泵一、采油設(shè)備及常用井下工具CYB——[d]THXX——XX3抽油泵規(guī)格及標(biāo)注序號名稱標(biāo)注方法備注1普通泵CYB38TH6.6-1.2（F1）φ32、φ38、φ44、φ56、φ70、φ83、φ952小口徑普通泵CYB38TH6.6-1.2（F1）小口徑φ32、φ38、φ443等徑防砂泵CYB38TH6.6-1.2（S14）φ32、φ38、φ444可掛尾管強耐腐蝕泄油防砂泵CYB38TH1.2-6.6（S13）φ38、φ445強耐腐蝕倒置式防砂泵CYB38TH1.2-6.6（S12）φ32、φ38、φ44、φ566小外圓倒置式防砂泵CYB38TH1.2-6.9（S15）φ32、φ38、φ447測流式深抽泵CYB38TH6.6-1.2（F3A）φ388桿式防氣泵CYB38RH6.6-1.2（Q1）φ389深抽泵常規(guī)深抽泵CYB38TH6.6-1.2（F2）φ32、φ38小口徑φ32深抽泵CYB32TH6.6-1.2（F2）小口徑φ32帶泵套小口徑φ32深抽泵CYB32TH6.6-1.2（F2A）小口徑φ32抽油泵規(guī)格及標(biāo)注序號名稱標(biāo)注方法備注1普通泵CYB38TH64帶沉砂泵套的抽油泵帶沉砂泵套的抽油泵5摻水防砂泵摻水防砂泵6小外圓防砂泵小外圓防砂泵7抽油桿型號材料抗拉強度MPa屈服點MPa許用應(yīng)力MPaK鎳鉬鋼588～794≥37271C碳鋼或錳鋼620～794≥41271D鉻鉬錳鋼794～965≥62092KD20Ni2CrMo793≥62092抽油桿標(biāo)準(zhǔn)系列為16、19、22、25、29mm。每米質(zhì)量1.67、2.35、3.14、4.09、5.15。3、抽油桿抽油桿型號材料抗拉強度屈服點許用應(yīng)力K鎳鉬鋼588～8抽油桿型號材料抗拉強度MPa屈服點MPa許用應(yīng)力MPaEL35CrNi2Mn1029～1210882279～3459730CrNi2MnMoV965～1034793～862345+0.376σminHS36CrNiMn2MoV965～1034793345+0.376σmin由于勘探發(fā)現(xiàn)的油田越來越深和注水開發(fā)的油田油井見水后使用大泵提高排液量，要求抽油桿具有更高的承載能力，國外研制成功EL、97、HS等超高強度抽油桿，其性能如表所示。抽油桿型號材料抗拉強度屈服點許用應(yīng)力EL35CrNi9抗拉強度MPa屈服點MPa許用應(yīng)力MPa1185882338國內(nèi)江漢機(jī)械研究所試制成功H級超高強度抽油桿，其性能如表所示。

H級超高強度抽油桿的強度指標(biāo)可達(dá)到980～1275MPa，與D級桿相比具有較高的承載能力及較低的腐蝕敏感性和較好的抗疲勞性能。抗拉強度屈服點許用應(yīng)力1185882338國內(nèi)江漢機(jī)10玻璃鋼桿的楔形接頭玻璃鋼抽油桿密度為2.6鋼桿密度為7.8玻璃鋼抽油桿彈性模量為49600MPa鋼桿彈性模量為201300MPa玻璃鋼桿的楔形接頭玻璃鋼抽油桿密度為2.611游梁式抽油機(jī)系列型號表示方法CYJ12—3.3—70(H)F(Y，B，Q)游梁式抽油機(jī)系列代號CYJ-常規(guī)型CYJQ-前置型CYJY-異相型懸點最大載荷，10kN光桿最大沖程，m減速箱曲柄軸最大允許扭矩,kN.m減速箱齒輪形代號，H為點嚙合雙圓弧齒輪，省略--漸開線人字齒輪平衡方式代號F：復(fù)合平衡Y：游梁平衡B：曲柄平衡Q：氣動平衡3、抽油機(jī)游梁式抽油機(jī)系列型號表示方法CYJ12—3.3—70(H12驢頭懸點額定載荷kN50、60、80、100、120、140、160光桿最大沖程m1.8、2.1、2.5、3.0、3.6、4.2、4.8、5.4、6.0減速箱額定扭矩kN·m18、26、37、53、73、105游梁式抽油機(jī)系列如表所示驢頭懸點額定載荷kN50、60、80、100、120、113

4、封隔器類常用井下工具

封隔器類井下工具的型號編制按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY5105-1997編制，下面列舉的是目前油田常用的幾種封隔器4、封隔器類常用井下工具

封隔器類14

國外封隔器現(xiàn)狀：用于分層采油的永久式和可取式封隔器已形成系列化產(chǎn)品。貝克公司和哈里伯頓公司的產(chǎn)品基本代表了國外的水平。其顯著特點是耐溫高、承壓能力強、工作壽命長。

可取式封隔器：耐溫150℃，耐壓50MPa，工作壽命：3年以上

永久式封隔器：耐溫220℃，耐壓70MPa，工作壽命：10年以上

Bake公司生產(chǎn)的FH型靜液壓封隔器圖

封隔器國外封隔器現(xiàn)狀：封隔器15國內(nèi)封隔器現(xiàn)狀：

國內(nèi)由于油藏類型多、工藝復(fù)雜，因此研制應(yīng)用的分采分注工藝管柱和配套工具在種類和工藝適應(yīng)性方面強于國外，基本滿足生產(chǎn)需要。工藝及工具的整體設(shè)計水平與國外相近，在某些領(lǐng)域甚至超越國外水平，但整體性能與國外相比仍有較大差距，主要表現(xiàn)在原材料、加工工藝等方面，特別是井下密封材料國內(nèi)沒有大的突破。主要以Y211型封隔器、Y441型封隔器、Y341型封隔器、K344封隔器、Z331封隔器為主。

耐溫150℃，耐壓25MPa，工作壽命1.5年以上。國內(nèi)封隔器現(xiàn)狀：16國內(nèi)封隔器分類標(biāo)準(zhǔn)--SY5105-86按封隔件工作原理分類自封式：Z331封隔器壓縮式：Y211、Y341、Y441封隔器鍥入式：鍥入件鍥入封隔件，使封隔件直徑增大，密封套管。擴(kuò)張式：一定壓力的液體，作用于封隔件內(nèi)腔，擴(kuò)大封隔件外徑，密封套管。（1）封隔器分類國內(nèi)封隔器分類標(biāo)準(zhǔn)--SY5105-86按自封式：Z331封17（2）封隔器型號編制分類代號支撐方式坐封方式解封方式鋼體最大外徑例：Y441-115分類名稱自封式壓縮式鍥入式擴(kuò)張式分類代號ZYXK（2）封隔器型號編制分類代號支撐方式坐封方式解封方式鋼體最大18分類代號支撐方式坐封方式解封方式鋼體最大外徑支撐方式名稱尾管單向卡瓦雙向卡瓦無支撐錨瓦支撐方式代號12345分類代號支撐方式坐封方式解封方式鋼體最大外徑支撐方式名稱尾管19分類代號支撐方式坐封方式解封方式鋼體最大外徑坐封方式名稱提放管柱轉(zhuǎn)管柱自封液壓下工具坐封方式代號12345分類代號支撐方式坐封方式解封方式鋼體最大外徑坐封方式名稱提放20分類代號支撐方式坐封方式解封方式鋼體最大外徑解封方式名稱提放管柱轉(zhuǎn)管柱鉆銑液壓下工具解封方式代號12345分類代號支撐方式坐封方式解封方式鋼體最大外徑解封方式名稱提放21常用封隔器簡介（1)Y211型封隔器

封隔器是一種靠卡瓦支撐、油管自重坐封、上提油管解封的壓縮式封隔器。主要適用于分層試油、采油、找水、堵水等工藝管柱中。

結(jié)構(gòu)由密封、支撐、軌道換向三部分組成。常用封隔器簡介（1)Y211型封隔器封隔器是一種靠卡22型號：Y211-114總長：1960mm最大外徑：114mm內(nèi)通徑：50mm扶正塊外徑：116~135mm、120-139mm坐封載荷：60~100KN工作壓力：上壓15、25MPa下壓≤8MPa工作溫度：120℃

技術(shù)規(guī)范：（1)Y211型封隔器型號：Y211-114技術(shù)規(guī)范：23

封隔器是一種靠尾管支撐、油管自重坐封、上提油管解封的壓縮式封隔器。主要適用于分層試油、采油、找水堵水等工藝管柱中。(2)Y111型封隔器封隔器是一種靠尾管支撐、油管自重坐封、上提油24技術(shù)規(guī)范：(2)Y111-114型封隔器型號：Y111-114總長：830mm最大外徑：114mm內(nèi)通徑：62mm坐封載荷：60~80KN工作壓力：上壓15MPa下壓8MPa工作溫度：120℃

技術(shù)規(guī)范：(2)Y111-114型封隔器型號25工作原理：封隔器下到預(yù)定位置后，上提管柱500～800mm，使換向機(jī)構(gòu)處于上死點，然后正轉(zhuǎn)油管柱并下放管柱，由于坐卡總承的換向機(jī)構(gòu)與套管壁間存在摩擦力作用，正轉(zhuǎn)管柱時換向機(jī)構(gòu)不隨之轉(zhuǎn)動，從而使支撐機(jī)構(gòu)隨中心管下行，單向卡瓦被支撐機(jī)構(gòu)撐開并卡在套管內(nèi)壁上，繼續(xù)下行，用管柱重量壓縮膠筒使封隔器坐封；需要摻水時，來自摻水管的清水經(jīng)過上接頭的流道到達(dá)內(nèi)、外中心管間的環(huán)形空間，再從錐體上的排水孔流出，進(jìn)入封隔器以下的油套環(huán)形空間，對油井進(jìn)行摻水解鹽；解封時，直接上提管柱，坐卡總承不動，其余上行，膠筒失去壓縮力完成解封。(3)Y221-114型封隔器工作原理：(3)Y221-114型封隔器26技術(shù)規(guī)范：(2)Y111-114型封隔器適用套管：51/2in最大外徑：114mm最小內(nèi)徑：60mm扶正體外徑：張開135mm、壓縮114mm工作壓力：25MPa工作溫度：135℃摻水量：≤10m3/d

技術(shù)規(guī)范：(2)Y111-114型封隔器適用套管：27（4）Y341型液壓平衡式封隔器

Y341型封隔器是一種無錨定、液壓坐封、上提油管解封的壓縮式封隔器。主要適用于直井、斜井、水平井分層該封隔器主要用于試油、堵水采油、酸化、壓裂、分層注水等。等工藝。有Y341－95、Y341－114

二種規(guī)格。

結(jié)構(gòu)該封隔器由防撞部分、座封部分、密封部分、反洗井部分、重復(fù)鎖緊及解卡等六個部分組成。

（4）Y341型液壓平衡式封隔器Y341型封隔器是一種28（5）Y341型液壓平衡式封隔器特點：雙活塞低壓坐封；可以大排量反洗井；能夠重復(fù)坐封，如果解封后只需油管內(nèi)重新蹩壓即可重新坐封，因而可以避免在深井高壓注水過程當(dāng)中由于壓力和溫度等因素的影響使得注水管柱產(chǎn)生伸縮變化造成封隔器提前解封或者失效的現(xiàn)象發(fā)生；防止下管柱的過程當(dāng)中封隔器中途坐封；采用耐高溫高壓的特種橡膠材料制作的密封膠筒，能夠在高溫狀態(tài)雙向承受高壓；上提管柱解封。因而該封隔器不僅性能優(yōu)良，而且施工簡單、方便，成功率高。（5）Y341型液壓平衡式封隔器特點：雙活塞低壓坐封；可以大295、脫接器

抽油機(jī)井當(dāng)活塞直徑大于油管直徑時用于抽油桿與活塞聯(lián)接和分離的自轉(zhuǎn)式脫接器。它由上體和下體組成。上體由上接頭、軌道管、防轉(zhuǎn)銷釘組成；下體由中心桿、軌道套、鍵塊、墊片、彈簧、下接頭組成。上、下體接觸時能自動相對旋轉(zhuǎn)９０°后實現(xiàn)對接，對接成一體后上行至泵口再自動旋轉(zhuǎn)９０°實現(xiàn)脫接。該脫接器在能滿足強度要求的情況下，外形尺寸較小，可以滿足多種泵徑的需求，應(yīng)用范圍廣。

5、脫接器抽油機(jī)井當(dāng)活塞直徑大于油管直徑時用于30㈤機(jī)采措施不完善1、游梁式抽油機(jī)選型原則二、游梁式抽油機(jī)選型及安裝有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法在一定參數(shù)配合和需要的下泵深度下，抽油機(jī)的選擇主要由懸點載荷和曲柄扭矩兩項指標(biāo)來確定，即懸點最大載荷及曲柄軸最大扭矩不超過它們額定值。所選擇的游梁式抽油機(jī)，應(yīng)在使用期的大部分時間內(nèi)具有較高的載荷利用率、扭矩利用率和電機(jī)功率利用率。盡可能選用節(jié)能抽油機(jī)。所選擇的抽油機(jī)應(yīng)進(jìn)行區(qū)域統(tǒng)籌，對同一油區(qū)或同一個采油廠或油田，所選機(jī)型不宜太雜，流體性質(zhì)和載荷要求都相近的井盡量選擇同一規(guī)格和型號的抽油機(jī)所選擇的游梁式抽油機(jī)，應(yīng)滿足油田開發(fā)方案長期需要。㈤機(jī)采措施不完善1、游梁式抽油機(jī)選型原則二、游梁式抽油機(jī)31㈤機(jī)采措施不完善1)確定選型圖因該井原油較稠，故選擇長沖程抽油機(jī)，確定圖A.4為此井選型圖。2）選擇機(jī)型在橫坐標(biāo)軸上找出下泵深度1150m的點，由此點作橫坐標(biāo)軸的垂線；再在縱坐標(biāo)軸上找出和油井產(chǎn)量70m3/d對應(yīng)的點，由此點作縱坐標(biāo)軸的垂線。兩垂線的交點落在8－3－37抽油機(jī)選擇區(qū)域范圍內(nèi)。該機(jī)型即為選擇的機(jī)型。二、游梁式抽油機(jī)選型及安裝2、游梁式抽油機(jī)選型（舉例說明）有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法

已知一油井含水為零，原油密度為0.912g/cm3,動力粘度1100mPa·s，設(shè)計該井產(chǎn)量為70m3/d，其相應(yīng)所需下泵深度為1150m，對抽油機(jī)進(jìn)行選型。圖A.4

游梁式抽油機(jī)選型圖C

o㈤機(jī)采措施不完善1)確定選型圖二、游梁式抽油機(jī)選型及安裝32㈤機(jī)采措施不完善二、游梁式抽油機(jī)選型及安裝2、游梁式抽油機(jī)選型（舉例說明）有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法

已知一油井含水為零，原油密度為0.912g/cm3,動力粘度1100mPa·s，設(shè)計該井產(chǎn)量為70m3/d，其相應(yīng)所需下泵深度為1150m，對抽油機(jī)進(jìn)行選型。游梁式抽油機(jī)選型圖C

3）根據(jù)設(shè)定的抽油機(jī)適用年限，預(yù)測其油井末期生產(chǎn)動態(tài)，并重新考慮上兩步。這樣選擇的機(jī)型就可滿足油井生產(chǎn)變化的年限要求。

4）在無法預(yù)測抽油機(jī)適用年限末期油井動態(tài)時，為滿足抽油機(jī)的適用年限，一般在所選型號的基礎(chǔ)上，應(yīng)選大1個等級的機(jī)型為最終選擇的機(jī)型。井深1500m以內(nèi)選8型，1500~2000m選10型，2000~2400m選12型，2400以上選14型㈤機(jī)采措施不完善二、游梁式抽油機(jī)選型及安裝2、游梁式抽油33㈤機(jī)采措施不完善

對產(chǎn)量小的深抽井，應(yīng)優(yōu)先選用桿式泵。

對含氣高、多砂、高粘等特殊條件的油井，可考慮采用特殊泵型，如防氣泵、防砂泵、抽稠泵等；對因某些原因需下長尾管的油井，應(yīng)采用過橋泵；對長沖程抽油井，可采用整筒泵；對高產(chǎn)能而套管直徑相對較小的油井，可使用串聯(lián)泵；對于斜井，應(yīng)優(yōu)先選擇整筒懸掛式泵。三、抽油泵選擇作法1、抽油泵選擇原則

所選擇的泵徑，應(yīng)當(dāng)以當(dāng)前油井的預(yù)測產(chǎn)能為計算依據(jù)。對流體性質(zhì)和下泵深度為常規(guī)條件的井，應(yīng)以最大沖程、中等沖次為原則計算得出；對稠油或深泵掛井，應(yīng)以最大沖程、較低沖次計算得出，以求得合理的生產(chǎn)效果，而且能在投產(chǎn)后，當(dāng)油井的實際供液能力與預(yù)測值有一定出入時有地面調(diào)整參數(shù)的余地。

選擇的泵間隙等級，應(yīng)根據(jù)井液的粘度確定，一般條件（＜0.1Pa·s）可選用Ⅰ級泵，井液粘度較高（0.1Pa·s～0.43Pa·s）可選用Ⅱ級泵，對高粘度油井（0.43Pa·s～1.10Pa·s）可選用Ⅲ級泵，各級泵的最大漏失量應(yīng)不高于SY/T5059中規(guī)定的數(shù)值。有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法㈤機(jī)采措施不完善對產(chǎn)量小的深抽井，應(yīng)優(yōu)先選用桿34㈤機(jī)采措施不完善三、抽油泵選擇作法2、抽油泵泵效選取一般推薦泵效值為60％～70％。根據(jù)施工前一段時期的生產(chǎn)綜合記錄選取泵效值。根據(jù)同層系的油井選取泵效值。有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法3、抽油泵泵徑確定

泵徑按下式計算：dp－泵徑,mmqL－產(chǎn)量,m3/ds

－沖程,mρwL－液體密度,kg/m3n－沖次,min-1ηp

－泵效㈤機(jī)采措施不完善三、抽油泵選擇作法2、抽油泵泵效選取一般35㈤機(jī)采措施不完善三、抽油泵選擇作法4、抽油泵下泵深度確定直井：下泵深度主要由油層中部深度、油層中部流壓及沉沒壓力來確定，一般按下式計算：有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法Pps－要求泵充滿程度為η時所需要的沉沒壓力,

Pa

Pwf－油層中部流壓,PaρwL

－液體密度,PaH－油層中部深度,m㈤機(jī)采措施不完善三、抽油泵選擇作法4、抽油泵下泵深度確定36㈤機(jī)采措施不完善三、抽油泵選擇作法4、抽油泵下泵深度確定

斜井：先確定斜井下泵垂直深度（Dp），再折算出下泵的斜長深度（Dp′）。然后調(diào)整下泵垂直深度，使其符合井斜角和井眼曲率半徑的限制。（1）折算的下泵斜長深度處井段井斜角α≤35°時，該下泵深度可確定。（2）當(dāng)井斜角α＞35°時，必須用保證抽油泵穩(wěn)定工作允許的井斜角(αe)進(jìn)行驗證，使α＜αe。αe用下式計算：有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法h－閥球與閥座接觸點距閥罩內(nèi)壁的距離，mRb－閥球半徑，m㈤機(jī)采措施不完善三、抽油泵選擇作法4、抽油泵下泵深度確定37㈤機(jī)采措施不完善三、抽油泵選擇作法4、抽油泵下泵深度確定（3）下泵深度處井段△L長度內(nèi)井筒軸線曲率半徑Rw必須大于抽油泵不產(chǎn)生彎曲的井筒軸線曲率半徑Rwe，即Rw＞Rwe。保證抽油泵不產(chǎn)生彎曲的井筒軸線曲率半徑（Rwe）有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法當(dāng)井斜角不大于12°時，要求Rw＞Rwe；而當(dāng)井斜角大于12°時，除要求Rw＞Rwe外，還要求△L井段的井斜全角變化律小于0.125°/25m，且該井段的長度大于50m。（4）泵掛井段以上的其它井段井斜全角變化率應(yīng)小于10°/25m。

（5）江漢采油廠一般以50~300m沉沒度，且滿足配產(chǎn)要求確定泵深。下泵深度Dp處井段△L長度內(nèi)井筒軸線曲率半徑Rw按下式計算。㈤機(jī)采措施不完善三、抽油泵選擇作法4、抽油泵下泵深度確定38㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法1、抽油桿選擇原則2)在輕載荷或中載荷有輕微鹽水腐蝕的油井中，選擇C級抽油桿。3）在中載荷有腐蝕介質(zhì)CO2，H2S及含砂、含蠟高的油井中，選擇K級抽油桿。4）在重載荷有輕微鹽水腐蝕的油井中，選擇D級或H級抽油桿。有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法1）抽油桿材質(zhì)和級別的選擇，應(yīng)根據(jù)油井流體性質(zhì)和載荷類型確定，抽油桿等級和對應(yīng)的抗拉強度見下表。

抽油桿的力學(xué)性能單位為兆帕抽油桿等級KCDH抽油桿抗拉強度620～793620～793793～965966～1136㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法139㈤機(jī)采措施不完善組合抽油桿柱代號

采用桿柱最上部和最下部的抽油桿規(guī)格代號組成，最上部抽油桿柱規(guī)格代號放在前面。例：19mm，16mm，13mm抽油桿組成的桿柱，則組合抽油桿柱代號表示為64。抽油桿規(guī)格代號987654抽油桿直徑,mm292522191613有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法組合抽油桿柱代號㈤機(jī)采措施不完善組合抽油桿柱代號抽油桿規(guī)格代號9876540㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法

抽油桿柱設(shè)計采用修正的古德曼應(yīng)力圖，采用多級桿柱組合為最佳。桿柱級數(shù)、各級桿長度按照各級桿等強度原則，并考慮到保持質(zhì)量最小，通過計算確定，也可以從標(biāo)準(zhǔn)直接查找，設(shè)計時各級桿的最大應(yīng)力差應(yīng)在0.5MPa。同時，為了減少70mm以上泵或深抽時抽油桿下部的斷裂次數(shù)，對抽油桿下部可以考慮加重，防止桿柱的縱向彎曲。下面舉例說明。2、抽油桿柱組合設(shè)計方法㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法有41㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法2、抽油桿柱組合設(shè)計方法1）初定抽油桿強度級別因采出液體中含少量鹽，載荷較重，試選用D級抽油桿，其最低抗拉強度T＝793MPa，取SF＝0.9。有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法

已知抽油泵公稱直徑dP

＝44mm，泵隙為Ⅰ級（δ＝0.035mm），有兩個排出閥，抽油泵下入深度DP＝1800m，動液面深度1400m，井口回壓0.7MPa，采出液體中含少量鹽，液體動力粘度10mPa·s，密度850kg/m3，生產(chǎn)參數(shù)：S＝6m，n＝4min-1；油管柱未錨定，需設(shè)計抽油桿柱。2）初選抽油桿柱組合型式由已知dP

＝44mm，S＝6m，n＝4min-1，DP＝1800m。查抽油桿柱組合設(shè)計表B.1，選擇代號為65的抽油桿柱較為合適，其最大下泵深度Lmax＝1843m，桿柱由58％的19mm抽油桿，42％的16mm抽油桿二級組成。N3）抽油泵泵筒與柱塞之間的摩擦載荷計算㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法242㈤機(jī)采措施不完善五、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法2、抽油桿柱組合設(shè)計方法有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法4）雷諾數(shù)計算5）流量系數(shù)計算因為Re=9448＜3×104,知：μ＝0.286）液體通過排出閥的水力阻力所產(chǎn)生的對柱塞底部向上推力計算N7）作用于抽油桿底部液體浮力計算N8）下行程時抽油桿柱底部所受的總下行阻力計算N㈤機(jī)采措施不完善五、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法243㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法2、抽油桿柱組合設(shè)計方法9）需配加重桿長度計算設(shè)選用加重桿的直徑為38mm，則：m10）各級抽油桿長度計算16mm抽油桿柱＝（1800－44）×41％＝738m組合結(jié)果：38mm×44m＋19mm×1018m＋16mm×738m19mm抽油桿柱＝1800－44－738＝1018m11）抽油桿柱加權(quán)平均截面積計算m212）油管柱加權(quán)平均截面積計算:根據(jù)計算出的各級抽油桿長度，選擇油管柱為：73mm×1800m，由此得：m2㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法244㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法2、抽油桿柱組合設(shè)計方法有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法13）抽油桿柱在液體中的重力計算15）計算初變形期末懸點位移16）初變形期曲柄轉(zhuǎn)角計算17）計算變形分布系數(shù)N14）液體載荷計算N㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法245㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法2、抽油桿柱組合設(shè)計方法有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法19）校核疲勞強度MPa則：＜其中：故抽油桿柱強度足夠。

MPa18）懸點最大、最小載荷計算NN㈤機(jī)采措施不完善四、抽油桿選擇作法及抽油桿柱組合設(shè)計方法246㈤機(jī)采措施不完善五、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計1抽油桿柱結(jié)構(gòu)有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法柱塞光桿抽油桿開泄器防脫器扶正器（含加重桿）防蠟器緩沖器柱塞光桿抽油桿脫接器圖1圖21）抽油桿柱的基本結(jié)構(gòu)自上而下的組成順序是光桿、抽油桿（單級或多級）、柱塞(見圖1)。

2）因油井條件或管柱結(jié)構(gòu)的需要可在桿柱上安裝相關(guān)的井下工具(見圖2)。㈤機(jī)采措施不完善五、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計1抽油桿柱結(jié)構(gòu)有桿47㈤機(jī)采措施不完善五、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法基本油管柱結(jié)構(gòu)基本油管柱結(jié)構(gòu)，自上而下的組成順序是油管、泵、篩管、尾管和死堵。人工井底死堵尾管篩管泵套管油管2、油管柱結(jié)構(gòu)㈤機(jī)采措施不完善五、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施48㈤機(jī)采措施不完善五、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計3、油管柱選配要求有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法1)除地層壓力明顯低于靜液柱壓力、井口無法裝不壓井控制器及只有壓井才能進(jìn)行起下作業(yè)的特殊工藝外，管柱的設(shè)計宜采用不壓井工藝。3)桿柱上各井下工具和抽油桿接箍的生產(chǎn)運行位置應(yīng)避開泄油器和復(fù)合管柱的變徑接頭2)對裝有偏心井口的井，管柱尾端須采用錐形死堵，管柱尾端應(yīng)距射孔頂界15m以上，油管掛以下8m之內(nèi)不能有油管接箍，偏心寬度應(yīng)大于35mm。㈤機(jī)采措施不完善五、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計3、油管柱選配要求有桿49㈤機(jī)采措施不完善五、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計3、油管柱選配要求有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法5）不支撐井底的丟手分采管柱須有卡瓦封隔器或卡瓦固定，不帶卡瓦的支撐井底的丟手分采管柱在封堵層上下均須有封隔器進(jìn)行防頂平衡。4）刮蠟器或扶正刮蠟器的限位塊在抽油桿上的固定方式，應(yīng)以不損害抽油桿為前提。6）使用丟手分采管柱的井，抽油管柱不能壓在丟手管柱上，應(yīng)與其有0.3m以上的距離。㈤機(jī)采措施不完善五、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計3、油管柱選配要求有桿501、機(jī)械式封隔器分層采油工藝管柱整體式管柱丟手式管柱（1）整體式篩管+Y111封隔器抽油泵Y221（Y211）封隔器采油層封閉層篩管＋絲堵優(yōu)點：管柱結(jié)構(gòu)簡單，施工操作方便缺點：①適應(yīng)井斜≤25℃。②管柱定位不準(zhǔn)確。③管柱彎曲嚴(yán)重。④檢泵作業(yè)時必須提出所有管柱。⑤不能多級使用。六、采油工藝管柱1、機(jī)械式封隔器分層采油工藝管柱整體式管柱丟手式管柱（1）511、機(jī)械式封隔器分層采油工藝管柱（2）丟手式絲堵Y211封隔器泄油器+抽油泵采油層封閉層防頂卡瓦缺點：①適應(yīng)井斜≤25℃。②管柱定位不準(zhǔn)確。③不能多級使用。④機(jī)械式封隔器沒有封隔件鎖緊機(jī)構(gòu)，而防頂卡瓦打掉以后，壓重消失，僅僅是一個懸空的錐體撐開卡瓦，防頂錨定不牢固，因此出現(xiàn)了現(xiàn)場上頂、下滑等問題。⑤打撈困難。

優(yōu)點：可實現(xiàn)深井淺修避免了整體式管柱彎曲的問題1、機(jī)械式封隔器分層采油工藝管柱（2）丟手式絲堵Y21522、液壓式封隔器分層采油工藝管柱

隨著油田開發(fā)進(jìn)入中后期，油水關(guān)系進(jìn)一步復(fù)雜，層間矛盾進(jìn)一步突出，斜井、定向井的增多和細(xì)分開采的要求，機(jī)械封隔器分采工藝管柱逐漸暴露出卡位不準(zhǔn)、不能滿足大斜度井使用要求、不能多級（3級以上）使用等缺點，其使用范圍受到了很大的限制。針對這一問題，液壓封隔器分層采油管柱在近幾年得到了迅猛的發(fā)展，也取得了很好的應(yīng)用效果。整體式管柱丟手式管柱2、液壓式封隔器分層采油工藝管柱隨著油田開發(fā)進(jìn)入中后期，53封下采上封上采下2、液壓式封隔器分層采油工藝管柱

優(yōu)點：

2、丟手泄壓后，封隔器設(shè)計有鎖緊機(jī)構(gòu)，保證了封隔器的高壓密封和錨定。1、適應(yīng)范圍廣，適用于直井、斜井、定向井和水平井。5、封隔器可以多級使用，可用于細(xì)分層。4、封隔器的坐封、錨定可靠，可用于機(jī)械式封隔器坐封困難井的卡封。6、可實現(xiàn)深井淺修。3、卡位準(zhǔn)確，可用于小夾層井的卡封。封下采上封上采下2、液壓式封隔器分層采油工藝管柱542、液壓式封隔器分層采油工藝管柱施工步驟

(封上下采中間)

管柱下井

油管打壓

起出上部管柱

下入生產(chǎn)管柱絲堵Y341封隔器分流閥Y341封隔器Y441封隔器丟手工具油層封閉層封閉層抽油泵

2、液壓式封隔器分層采油工藝管柱施工步驟(封上下采中間)553、不動管柱換層采油工藝管柱

不動管柱換層采油工藝技術(shù)是針對油田進(jìn)入開發(fā)中后期，層間矛盾加劇，地質(zhì)上認(rèn)識不清，含水大幅度上升，分采卡堵水效果差，多層、細(xì)分層換層找水及換層采油工作量大，投入成本高的現(xiàn)狀而研制的。對于多層油井進(jìn)行后期換層生產(chǎn)時，不需要上作業(yè)隊伍和起下管柱，只需要打一次液壓就可以實現(xiàn)換層生產(chǎn)的目的，滿足了在生產(chǎn)中及時換層。Y441B或Y441E封抽油泵油水層丟手工具YK換層開關(guān)AY341Z或Y341E封絲堵YK換層開關(guān)BY341Z或Y341E封YK換層開關(guān)C油水層油水層3、不動管柱換層采油工藝管柱不動管柱換層采油工藝技術(shù)56完井過程

下入工藝管柱

油管加壓

起出上部管柱

下泵生產(chǎn)換層過程

套管加壓換層油層1油層2人工井底Y441E封隔器YK液壓開關(guān)AY341E封隔器YK液壓開關(guān)B丟手工具絲堵抽油泵完井過程下入工藝管柱油管加壓起出上57

該管柱較好地解決了清蠟洗井時入井液對油層的污染和傷害問題，可實現(xiàn)封閉式洗井。ZF洗井保護(hù)生產(chǎn)管柱；

機(jī)械式封隔器洗井保護(hù)管柱；

4、洗井保護(hù)工藝管柱該管柱較好地解決了清蠟洗井時入井液對油層的污染和58機(jī)械式封隔器洗井保護(hù)管柱圖抽油泵采油層底球+篩管+絲堵Y221（Y211）封隔器篩管11、機(jī)械式封泵下接Y211（或Y221）封隔器，再下接單流閥管柱。

柱。

隱患：管柱存在彎曲問題。泵下接Y211（或Y221）封隔器，再下接單流閥管柱。

械式封隔器洗井保1、1、機(jī)械式封隔機(jī)械式封隔器洗井保護(hù)管柱圖抽油泵采油層底球+篩管+絲堵Y2259洗井保護(hù)生產(chǎn)管柱圖抽油泵采油層洗井保護(hù)器絲堵洗井保護(hù)器是專為洗井保護(hù)管柱設(shè)計的，它隨泵下入即可，使用方便，成本也較為低廉，有較高的推廣應(yīng)用價值。洗井保護(hù)生產(chǎn)管柱圖抽油泵采油層洗井保護(hù)器絲堵60作用：錨定油管、提高泵效液壓油管錨油管錨定管柱

機(jī)械式油管錨油管錨定管柱

5、有桿泵錨定工藝管柱作用：錨定油管、提高泵效液壓油管錨油管錨定管柱機(jī)械式油管錨油61機(jī)械式油管錨油管錨定管柱圖抽油泵采油層底球+篩管+絲堵機(jī)械油管錨局限性：機(jī)械式油管錨為壓重式，錨坐封后，管柱處于較為嚴(yán)重的彎曲狀態(tài)，雖然起到了錨定油管的作用，但增加了桿、管和泵的磨損，同樣降低了系統(tǒng)的效率。機(jī)械式油管錨油管錨定管柱圖抽油泵采油層底球+篩管+絲堵機(jī)械油62液壓式油管錨油管錨定管柱圖抽油泵采油層底篩堵液壓油管錨液壓油管錨是專門的油管錨定工具，具有操作使用方便等特點。起管柱時需將管柱泄流，或使油套壓力平衡，否則易在現(xiàn)場施工中造成卡管柱事故。液壓式油管錨油管錨定管柱圖抽油泵采油層底篩堵液壓油管錨6327/8″J55加厚油管27/8″J55平式油管CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1篩管絲堵人工井底圖1常規(guī)抽油管柱示意圖帶泄油器

27/8″J55外加厚油管長度為管柱長度的1/3～1/2。生產(chǎn)層生產(chǎn)層摻水時篩管距油層上界應(yīng)小于20m，下接1根油管作沉砂管。非摻水解鹽井尾管長度應(yīng)小于50m。

6、江漢采油廠常見管柱圖27/8″J55加厚油管27/8″J55平式油管CYBX64CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1人工井底十字叉圖2常規(guī)抽油管柱示意圖帶泄油器生產(chǎn)層生產(chǎn)層摻水解鹽時，十字叉與油層上界的距離應(yīng)小于10m，非摻水解鹽時，尾管長度應(yīng)小于50m。27/8″J55加厚油管27/8″J55平式油管CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1人工井底十字叉圖2653?″油管人工井底CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1十字叉圖3φ70mm以上大泵管柱圖帶泄油器生產(chǎn)層生產(chǎn)層用于大泵提液井。對接脫接器時應(yīng)緩慢進(jìn)行，不可用力過猛。27/8″J55平式油管3?″油管人工井底CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1十66CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1篩管絲堵人工井底帶泄油器+泵套圖4泵上帶泵套的摻水解鹽管柱圖說明：當(dāng)懸掛尾管超過下列值時應(yīng)用使用懸掛泵套，井深超過2400m（如王廣、西區(qū)等）一般使用φ89mm小外徑泵套，該泵套只用于φ44mm以下抽油泵且不能帶泄油器，其它使用φ108mm的泵套。生產(chǎn)層生產(chǎn)層27/8″J55加厚油管27/8″J55平式油管CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1篩管絲堵人工井底帶泄67泵下懸掛尾管長度規(guī)定對于整筒泵，下接摻水管柱長度下見表泵徑27/8″23/8″323005003840060044600800568001000泵下懸掛尾管長度規(guī)定對于整筒泵，下接摻水管柱長度下見表泵徑268CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1篩管導(dǎo)錐帶泄油器人工井底27/8″J55平式倒角油管圖5水平井管柱示意圖注:倒角管柱(包括泵及下井工具)的長度=人工井底-直井段長度+50米。生產(chǎn)層27/8″J55加厚油管27/8″J55平式油管CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1篩管導(dǎo)錐帶泄油器人工69專用絲堵人工井底CYBXXTH-X.X-1.2S4圖6防砂泵管柱圖泵下接2-3根27/8″的尾管作沉砂管；絲堵必須使用專用絲堵。生產(chǎn)層生產(chǎn)層27/8″J55加厚油管27/8″J55平式油管專用絲堵人工井底CYBXXTH-X.X-1.2S4圖6防砂70CYBXXTH-X.X-1.2S7F篩管絲堵人工井底23/8″J55平式油管專用絲堵3?″J55平式油管圖7摻水防砂管柱圖3″油管一般為3～4根；2″油管一般為2～3根；2″油管使用專用接箍和專用絲堵。生產(chǎn)層生產(chǎn)層27/8″J55加厚油管27/8″J55平式油管27/8″J55平式油管CYBXXTH-X.X-1.2S7F篩管絲堵人工井底23/87127/8″N80平式油管CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1篩管導(dǎo)錐帶泄油器人工井底10m圖8環(huán)空測試管柱示意圖1、上部油管掛短節(jié)為環(huán)測專用短節(jié)；2、上部不得使用外加厚油管和31/2″油管；3、下部導(dǎo)錐與油層的距離必須≥10米；4、70mm的泵用專用小外徑環(huán)空測試泵；生產(chǎn)層生產(chǎn)層27/8″N80平式油管CYBXXTH(L)-X.X-1.72CYBXXRH-X.X-1.2F1篩管絲堵人工井底生產(chǎn)層生產(chǎn)層圖9環(huán)閥桿式泵采油管柱圖用于油氣比較高的斜井和含砂采油生產(chǎn)井。1）、泵座封進(jìn)行時，下入速度要緩慢。2）、防沖距不可提得過高，以免將泵解封。27/8″J55加厚油管27/8″J55平式油管CYBXXRH-X.X-1.2F1篩管絲堵人工井底生產(chǎn)層生產(chǎn)73CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1篩管絲堵人工井底帶泄油器+泵套絲堵封隔器安全接頭生產(chǎn)層生產(chǎn)層停產(chǎn)層停產(chǎn)層圖10封上采下管柱用于封堵上層，采下層。1）、必須安裝靈活可靠的指重表；2）、坐封時上提管柱高度要合理；27/8″J55加厚油管27/8″J55平式油管CYBXXTH(L)-X.X-1.2F1篩管絲堵人工井底帶泄74㈤機(jī)采措施不完善七、施工1、施工設(shè)計有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法

★根據(jù)油井目前生產(chǎn)狀況或地質(zhì)方案編寫施工設(shè)計書。若需要更改施工設(shè)計，必須由設(shè)計單位提出補充設(shè)計或設(shè)計變更通知單，經(jīng)審批后方可實施。

★施工設(shè)計書的格式及填寫要求。2、施工準(zhǔn)備按SY/T5587.5—2004標(biāo)準(zhǔn)中的要求。分為資料準(zhǔn)備、設(shè)備準(zhǔn)備、工具管柱準(zhǔn)備、修井液準(zhǔn)備四項。㈤機(jī)采措施不完善七、施工1、施工設(shè)計有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施75㈤機(jī)采措施不完善3、起下作業(yè)程序及技術(shù)要求有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計、施工推薦作法1）洗井按SY/T5587.5—2004標(biāo)準(zhǔn)中“洗井作業(yè)程序與質(zhì)量控制”的要求進(jìn)行。2）壓井按SY/T5587.3－2004標(biāo)準(zhǔn)中的“壓井施工”作業(yè)程序的要求