水力活塞泵与水力射流泵.ppt

水力活塞泵与水力射流泵 目录 1、水力活塞泵概念 2、水力活塞泵分类 3、水力活塞泵系统组成及工作原理 4、地面集输流程 5、水力射流泵概念 6、水力射流泵采油的结构 7、水力射流泵工作原理 8、水力射流泵 分类（Classification） 水力活塞泵采油系统类型分类： (1) 按系统井数分类 单井流程系统； 多井集中泵站系统；大型集中泵站系统。 (2) 按动力液循环分类 动力液不与产出液混合。 动力液与产出液混合。 闭式循环方式： 开式循环方式： (3) 按动力液性质分类 原油动力液水力活塞泵采油系统 水基动力液水力活塞泵采油系统 水力活塞泵概念 水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽 油设备，它是由地面动力泵将动力 液增压后经油管或专用通道泵入井 下，驱动马达做上下往复运动，将 高压动力液传至井下驱动油缸和换 向阀，来帮助井下柱塞泵抽油。 分类（Classification） 水力活塞泵采油系统类型分类： (1) 按系统井数分类 单井流程系统； 多井集中泵站系统；大型集中泵站系统。 (2) 按动力液循环分类 动力液不与产出液混合。 动力液与产出液混合。 闭式循环方式： 开式循环方式： (3) 按动力液性质分类 原油动力液水力活塞泵采油系统 水基动力液水力活塞泵采油系统 水力活塞泵系统组成及工作原理 井下部分是水力活塞泵的 主要机组，它由液动机、 水力活塞泵和滑阀控制机 构三个部件组成，起着抽 油的主要作用； 地面部分由地面动力泵、 各种控制阀及动力液处理 设备等组成，起着供给和 处理动力液的作用； 中间部分有中心动力油管 以及供原油和工作过的乏 动力液一起返回到地面的 专门通道。 工作原理（Working Principals） 动力液地面加压 油管或专用动力液管输送 动力液被传至井下液马达处 滑阀控制机构换向 动力液驱动液马达 液马达做往复运动 液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复运动 原油被增压举升 水力活塞泵系统组成及工作原理 （1）下冲程 主控滑阀位于下死点。这时，高压动 力液从中心油管经过通道a进入液动 机的下缸，作用在活塞的环形端面 上；同时，高压动力液经过通道b进 入腔室c，再由通道d进入液动机上 缸，作用在活塞上端面上。由于活 塞上、下两端作用面积不同而产生 压差，使液动机带动泵柱塞向下运 动。活塞杆实际上是一个辅助控制 滑阀，在杆身的上、下部开有控制 槽e和f。当活塞杆接近下死点时，上 部控制槽e沟通了主控滑阀上、下端 的腔室c和g，使高压动力液由控制 槽e进入主控滑阀的下端腔室g。由 于主控滑阀下端面的面积大于上端 面的面积，在高压动力液作用下便 产生压差，使主控滑阀推向上死点 ，从而完成下冲程。 (2) 上冲程 主控滑阀位于上死点。 高 压动力液从中心油管经过通 道a进入液动机下缸。由于 主控滑阀堵塞了通道b，使 高压动力液不能进入液动机 的上缸。液动机上缸通过通 道d、主控滑阀中部的环形 空间h与抽取的原油相沟通 。在液动机上、下缸的压差 作用下，液动机活塞带动泵 的柱塞向上运动。上缸中工 作过的乏动力液和抽取的原 油混合后举升到地面。当活 塞杆接近上死点时，下部控 制槽f使主控滑阀的下腔室 和抽取的原油相沟通，主控 滑阀便被推向下死点，而液 动机重新开始转入下冲程， 上冲程便结束。 地面集输流程 水力活塞泵采油系统按动力液循环方 式可分为开式循环与闭式循环两种方 式。在开式系统(OPF)中,动力液与采 出液相混合一起返出地面;在闭式系统 (CPF)中,地面和井下动 力液在密闭回路中循环,不与采出液相 混。 开式水力活塞泵采油系统 闭式水力活塞泵采油系统 地面集输流程 开式动力液系统的地面集输流程,该流 程较适合于多井系统,可管辖数口、数十口 油井。 简易和经济是开式流程的主要特点。当 然,在开式系统中,也可以用水或其它液体作 动力液,但由于加入的化学添加剂(润滑、防 腐、除氧)要与采出液相混合采出,一般都损 耗掉了,因此必须连续加入。 地面集输流程 闭式动力液系统，由于动力液罐比较 小,这种系统较适合于湖区油井、海上抽井 及人口稠密区域的油井。例如在美国的加 利福尼亚州,由于许多油井座落在城镇和海 上,因此广泛采用闭式系统。 在大多数情况下,闭式动力液系统都 用水作动力液,原因是水与油相比,摩擦阻 力小、危险性小、对环境的影响也较小。 但用水作动力液,需要添加润滑剂,并需进 行防腐处理,这些都将增加生产管理费用。 适适 应应 条条 件件 主要缺点：主要缺点： 油层深度与排量范围大；油层深度与排量范围大； 含蜡；含蜡； 稠油；稠油； 井斜。井斜。 (1) (1) 机组结构复杂，加工精度要求高；机组结构复杂，加工精度要求高； (2) (2) 地面流程大，投资高地面流程大，投资高( (规模效益规模效益) )； 水力射流泵概念 水力射流泵 (简称射流泵) 是一种特殊的水力泵 。利用射流原理将注入井内的高压动力液的能量 传递给井下产液的无杆水力采油装置。射流泵采 油系统与水力活塞泵采油系统的组成相似，由地 面储液罐、高压地面泵和井下射流泵组成。 射流泵是通过地面注入 与地层产出的两种流体 之间的动量交换实现能 量传递来工作的。典型 的套管自由式井下射流 泵装置如图所示。 射流泵的主要特点之一 是没有运动部件。射流 泵的工作元件是喷嘴、 喉管和扩散管。 射流泵的结构 1打捞头；2提 升皮碗；3排油孔 ；4扩散器；5 喉管；6喷嘴；7 油管；8封隔器 ；9套管；10尾 管 (1) 喷嘴 作用相当于射流泵的马达，其流 动特性与孔板相似。 (2) 喉管 喉管的作用是使产液和动力液在 其中完全混合，交换 能量，它实质上是一个混合管。 (3) 扩散管 扩散管是一个将动能转换成压力 的能量转换器。 2射流泵的工作原理 射流泵通过喷嘴将动力液高压势能转变为高速动能；在喉管内，高速动力液与低 速产液混合，进行动量交换；通过扩散管将动能转变为静压，使混合物采到地面。 射流泵的优点 (1) 没有运动部件，适合于举升含腐蚀和含砂流体； (2) 结构紧凑，适用于倾斜、水平井； (3) 自由投捞作业，维护费用低； (4) 产量范围大，控制灵活方便； (5) 能用于稠油开采，容易对动力液加热； (6) 能处理高含气流体； (7) 适用于高温深井； (8) 对非自喷井，可用于产能测试和钻杆测试。 缺点： 1）必须有较高的吸入压力，使射流泵的应用受到限制。 2）射流泵泵效较低，所需要的输入功率比水力活塞泵高。 井下射流泵工作示意图井下射流泵工作示意图 射流泵工作原理：射流泵工作原理： 动力液地面动力液地面加压；加压； 油管或专用动力液管油管或专用动力液管输送输送； 动力液被动力液被传至传至井下喷嘴；井下喷嘴； 通过喷嘴将通过喷嘴将压能转换动能压能转换动能； 嘴后形成嘴后形成低压区低压区； 动力液