抽油机工作原理

抽油机工作原理 有杆泵采油 抽油机有杆泵 简称有杆泵 地面驱动螺杆泵 有杆泵采油占主导地位 占人工举升方式的90 发展时间长技术较成熟工艺比较配套设备装置耐用 故障率低抽深和排量能够覆盖大多数井抽深和排量不及水力活塞泵和射流泵 单独排量不及电潜泵对出砂 高气油比 结蜡或流体中含有腐蚀性介质的井会降低效率和寿命 概述 一有杆抽油装置 抽油机抽油泵抽油杆柱 1 固定凡尔2 泵筒3 游动凡尔4 活塞5 抽油杆6 动液面7 油管8 套管9 采油树10 盘根11 光杆12 驴头13 游梁14 连杆15 曲柄16 减速箱17 电机 1 抽油机 按照基本结构可分为 无游梁式游梁式常规型 普通型 异相型前置型 游梁式抽油机结构 游梁式抽油机主要由游梁 连杆 曲柄 四连杆 机构 减速机构 减速器 动力设备 电动机 和辅助装置等四部分组成 常规型抽油机 结构特点 曲柄轴中心基本位于游梁尾轴承的正下方 运动特点 上下冲程运行时间相等 异相型抽油机 结构特点 曲柄轴中心与游梁尾轴承存在一定的水平距离 曲柄平衡重臂中心线与曲柄中心线存在偏移角 曲柄平衡相位角 运动特点 使得上冲程的曲柄转角明显大于下冲程 从而降低了上冲程的运行速度 加速度和动载荷 达到减小抽油机载荷 延长抽油杆寿命和节能的目的 前置型抽油机结构特点 支架位于游梁的一端 驴头和曲柄连杆同位于另一端 运动特点 上冲程运行时间 下冲程运行时间 从而降低了上冲程的运行速度 加速度和动载荷 前置型多为重型长冲程抽油机 除采用机械平衡外还采用气动平衡 我国游梁式抽油机型号表示法 例 CYJQ12 5 73HB 彩南常规机型介绍 下偏杠铃 了解 变形游梁式抽油机 如双驴头式 旋转驴头式 大轮驴头式 大轮式 以及斜直井游梁式抽油机 目的 增大冲程 节能及改善抽油机的结构特性和受力状态 无游梁抽油机 特别超长冲程抽油机 如链条式 增距式和宽带式抽油机等 主要特点 多为长冲程和慢冲次 目的 扩大有杆泵抽油的适用范围 适应深井和稠油的特殊需要 2 抽油泵基本要求 结构简单 强度高 工作可靠 使用寿命长材料耐腐蚀和耐磨性强便于起下规格类型能满足不同油田的采油工艺需要 排量 温度 砂 蜡 气 泵的工作原理抽油泵主要由泵筒 外筒 衬衣套 柱塞 固定阀和游动阀四部分组成 柱塞上下运动一次称一个冲程 也称一个抽汲周期 一个周期完成进液和排液过程 1 上冲程抽油杆带动活塞向上运动 a 泵内压力下降 游动凡尔关闭 井口排液 b 固定凡尔打开泵内吸油 c 抽油杆加载拉伸 d 油管缩短泵内吸液 井口排液的过程造成吸液进泵的条件 泵内压力 吸入压力 沉没压力 2 下冲程抽油杆带动活塞向下运动 a 泵内压力升高 固定凡尔关闭 停止吸油 b 游动凡尔打开 泵内油转入活塞以上油管 c 抽油杆卸载 泵排出液体的过程造成泵排出液体的条件 泵内压力 柱塞以上的液柱压力 泵的理论排量假设 活塞的冲程等于光杆的冲程 活塞让出的体积完全被原油充满抽油系统无漏失 即 柱塞上下一次吸入和排出的液体体积相等泵的理论排量为式中 Qt 泵的理论体积排量 m3 d Ap 柱塞截面积 m2 D 泵径 m S 光杆冲程 m n 冲次 min 1 泵的理论排量为Qt KSnD 32 K 1 16 D 38 K 1 63 D 44 K 2 19 D 56 K 3 54 3 抽油泵类型和结构按抽油泵在油管中的固定方式分为 管式泵和杆式泵两大类型 按抽油泵泵筒结构又分为整筒泵和组合泵 衬套泵 1 管式泵泵筒连接在油管下部下入井中 然后投入可打捞的固定阀装置 有的固定阀直接连接在泵筒下部随油管下入 柱塞连接在抽油杆柱下端下入泵筒内 优点 结构简单 成本低 排量较大缺点 起下泵作业时 它需起下全部油管 修井时间长 费用高适用范围 下入深度较小 产量较高的井 2 杆式泵将整个泵在地面组装成套后 随抽油杆柱插入油管内的预定位置固定 故又称为 插入式泵 优点 起下泵作业时 可不起下油管 缺点 结构复杂 制造成本高适用范围 深井 单井产量相对低的井 3 抽油杆柱上经光杆连接抽油机 下接抽油泵的柱塞 其作用是将地面抽油机悬点的往复运动传递给井下抽油泵 分类 常规抽油杆 普通抽油杆其杆体是实心圆形断面的钢杆 其特点是 结构简单 易制造 成本低 主要用于常规有杆抽油方式 特种抽油杆 如超高强度抽油杆 玻璃钢抽油杆 空心抽油杆和连续抽油杆等 为了满足高含水 稠油 高含蜡 含腐蚀介质以及深井和和斜井采油的需要 3 抽油杆柱附属器具 光杆位于抽油杆最上端 其作用是连接驴头钢丝绳与井下抽油杆 并同井口盘根配合密封抽油井口 加重杆用于大泵抽油 稠油井和深井 抽油杆柱的下部采用加重杆 防止抽油杆柱下部发生纵向弯曲 减少抽油杆的断脱事故 抽油杆扶正器用于斜井和丛式井 使抽油杆处于油管中心 不直接与油管接触 减少抽油杆的磨损 振动和弯曲 还有用于减少抽油杆振动的减振器 防止抽油杆接箍旋松的防脱器等 二抽油机平衡 1 平衡方式及其原理 游梁式抽油机平衡采用气动平衡和机械平衡两种方式 其中 机械平衡又分为 1 游梁平衡 2 曲柄平衡 3 复合平衡 平衡的基本原理 下冲程过程中以某种方式把抽油杆柱所放出的能量 电动机提供的能量储存起来 到上冲程时再释放出来帮助电动机做功 二 抽油机平衡 下冲程 存储能量存储能量 电机所做功 抽油杆下落悬点所做功上冲程 释放能量释放能量 电机所做功 悬点提升所做功 平衡原则 电机在上下冲程中做功相等实际检验和调整平衡时 上下冲程电机电流峰值相等或减速器扭矩峰值相等 当上冲程电流大时 平衡块向外移动 反之 平衡块向里移动 平衡调整方法 游梁平衡 调整平衡重曲柄平衡 优先改变平衡半径R 平衡状况的检查与调整 平衡度 三 抽油井生产分析 1 液面 动液面 静液面及沉没度 Q K Hs Hf K Lf Ls 静液面与动液面之差 H HS Hf 相对