无杆抽油设备

无杆抽油设备,采油机械,电潜泵采油与其它机械采油相比，有排量、扬程范围大，适应性强，井下工作寿命长，地面工艺简单方便，经济效益显著等特点。1.电动潜油离心泵装置的组成电潜泵由三部分组成:1)井下部分：这是电潜泵的主要机组，它由潜油电动机，保护器和多级离心泵三个部件组成，其作用是将电能转换为液能，以举升井液。,1.电动潜油离心泵,2)地面部分：由控制屏，自耦变压器及辅助设备(电缆滚筒、导向轮、井口支座和挂垫等)组成。3)中间部分：由电缆和油管组成，潜油电缆是一种具有特殊密封形式和结构的动力电缆，其功能是将地面的电能输送给井下潜油电机，有圆电缆和扁电缆两种形式，主要由导体、绝缘层，护套层及钢带铠装所组成。,2.电动潜油离心泵井下机组的结构特点及工作原理2.1多级离心泵多级离心泵的结构可分为两大部分：转动部分和固定部分。如图9-2所示。转动部分包括：泵轴，轴中间安装的多级叶轮，轴上端的滑动止推轴承，以及轴下端的径向止推轴承等。上端的滑动止推轴承用来防止由轴向载荷引起的过度挠曲。下端的径向止推轴承主要用来承受由于泵和保护器花键联结不同心引起的径向载荷等。固定部分包括：与每一级叶轮相配的导轮，泵壳及填料密封装置等。,1-上节；2-下节；3-花键联轴器；4-滑动轴向止推轴承；5-径向滑动轴承壳体；6-导流装置；7-叶轮；8-外壳；9-泵轴；10-键；11-下部滑动轴承；12-保护套筒；13-底座；14-过滤器；15-传动联轴器,和普通离泵相比较，潜油多级离心泵具有以下结构特点：2.1.1外廓尺寸细长2.1.2轴向卸载，径向扶正2.1.3启动用单流阀和卸油用溢流阀2.2保护器保护器安装在潜油电机上部，是用来保护潜油电机的。,保护器的功用就是：不论沉没度多大，保证井液不能进入电动机的内部；电机内变压器油漏失时，提供补偿；保护器的止推轴承承受泵所产生的一部份轴向力；对泵下部的轴承提供润滑条件。保护器有三大类：活塞式保护器，橡皮囊式保护器，重液隔离式保护器。2.2.1橡皮囊式保护器橡皮囊式保护器由保护器和补偿器两部分组成。保护器装在泵和电机之间，用以防止井液侵入电机内部。补偿器装在电机下部，用以补偿电机内部变压器油的漏失。,B,2.2.2重液隔离保护器重液隔离保护器，是使用一种高重度的液体，将电机内的变压器油与地层液隔开，以保持电机内部油压与井液压力相平衡，并补偿由于热胀冷缩引起的电机内油体积的变化。其结构示意图如图9-5所示。该保护器的上方装有三道端面密封，以减少漏失量。保护器下端装有止推轴承，中段有两个腔室，内腔充以变压器油，并与电机内腔相通；外腔与地层液相通；内、外腔间充满高重度的隔离液(氟油)，将变压器油与地层液隔开。当电机工作发热而使变压器油体积膨胀时，隔离液在外腔的液面升高；当井液进入外腔时，将使隔离液在外腔的液面降低。所以，隔离液起到了活塞的作用。,1-上接头；2-螺母；3-端面密封；4-上接头；5-呼吸管；6-护轴管；7-扶正轴承；8-接头；9-轴；10-外壳；11-定位螺母；12-止推轴承动环；13-止推轴承静环；14-下接头；15-电机内部冷却液(变压器油)；16-地层液；17-氟油,2.3潜油电动机潜油电动机为潜油泵提供动力，一般为两极三相鼠笼感应式。由转子和定子两个主要部分组成。潜油电动机和普通的交流电动机相比较，具有以下结构特点：2.3.1外廓尺寸细长2.3.2转子和定子分节2.3.3保证电动机的严格密封并需充油2.3.4润滑油循环系统比较特殊2.4油气分离器油气分离器通常作为潜油离心泵的吸入口，固定在泵的下部，用以分离井液中的游离气体使其不能进入泵中。,1-泵轴；2-衬套接头；3-分离器接头；4-花键套；5-分离器导轮；6-壳体；7-叶轮；8-轴；9-吸入口；10-滤网,3.在复杂使用条件下电动潜油离心泵的结构特点3.1在多砂油井中使用3.2在多气油井中使用3.3在含水油井中使用4.潜油多级离心泵的工况参数确定潜油多级离心泵的基本参数与普通离心泵的基本参数相同。4.1压头HB=HD+hY+hD+HFY4.2流量潜油多级离心泵的流量，可由油井产液量确定。,4.3泵级压头HJ及泵级数泵级压头指单级叶轮的输出压头，m。HJ=u2max/2gku,水力活塞泵装置是通过高压动力液向井底传递动力并实现抽汲井液的一种无杆抽油设备。动力液由地面动力泵通过油管输送到驱动油缸，从而带动抽油泵抽油。水力活塞泵能有效地开采粘油井和多蜡井，深井和方向井，效率较高。1.水力活塞装置的组成和工作流程水力活塞泵抽油装置由三部分组成：,2.水力活塞泵,1)井下部分：由液动机，水力活塞泵和滑阀控制机构三个部分组成，起着抽油的主要作用，是水力活塞泵的主要机组；2)地面部分：由地面动力泵，各种控制阀及动力液处理和准备设备等组成，起着供给和处理动力液的作用；3)中间部分：包括将动力液从地面送到井下机组的中心油管以及将抽取的原油和工作过的废动力液一起排回地面的专门通道。水力活塞泵抽油系统的工作流程，按动力液循环方式的不同分为开式系统和闭式系统两类。,2.水力活塞泵井下机组的结构和工作原理2.1差动式单作用水力活塞泵水力活塞泵的井下机组是整套装置的关键部分，主要包含液动机，控制滑阀，水力活塞泵几个部分。图9-9是差动式单作用型水力活塞井下机组的结构示意图。它的作用原理如下：,螺杆泵是一种井下渐进式容积泵(PC泵)，由定子和转子组成，螺杆泵的运动规律与抽油泵往复运动规律不同，它始终朝一个方向旋转，转子是由地面设备通过抽油杆柱驱动或通过井下动力直接驱动。螺杆泵采油系统不仅适用于高粘度、高含砂、大油气比的油藏开采，而且对于普通油藏及水驱油藏后期高含水开采阶段也表现出很好的适应性。并且具有体积小，节省钢材，重量轻，维修方便，单井投资较少等优点。,3.螺杆泵,1.螺杆泵采油系统的组成,螺杆泵采油系统由动力驱动系统，井下螺杆泵系统，电控设备和配套工具四部分组成，如图9-11所示。螺杆泵动力驱动系统主要有地面驱动系统和井下驱动系统两种形式。地面驱动系统：包括减速箱、驱动电机、动密封、支撑架、方卡等，动力通过抽油杆带动泵的转子在定子内旋转，经油管将井液举升至地面。一般采用潜油电动机为动力源。螺杆泵在上面，保护器在中间，潜油电动机在下面。用电缆将电从地面传给井下潜油电机，而井液沿油管从井下举升至井口。,井下泵部分：包括螺杆泵定子和转子。电控部分：包括电控箱和电缆。配套工具部分：包括防脱工具，气锚，防倒转装置，防抽空装置，油管扶正器，抽油杆扶正器，特殊光杆等。,2.螺杆泵的结构特点及工作原理采油用螺杆泵是单螺杆式水力机械的一种，螺杆泵的转子、定子副(也叫螺杆衬套副)是利用摆线的多等效动点效应，在空间形成封闭腔室，并当转子和定子作相对运动时，封闭腔室能作轴向移动，使其中的液体从一端移向另一端，实现机械能和液体能的转化，从而实现举升作用。单螺杆泵的螺杆棱线在转动时起着推挤油液前移的作用，如图9-12所示。,4.其它无杆抽油设备,1.射流泵射流泵是一种特殊的水力泵，它在井下没有运动件，泵送是靠动力液与地层流体的动量转换来实现的。射流泵的工作原理图如图9-15所示，其工作件是喷嘴，喉道和扩散管、喷嘴是引擎，喉道是泵。泵送是通过两种运动流体的能量转换达到的。其工作流程类似于水力活塞泵。,1-动力液；2-油管；3-套管；4-喷嘴；6-喉管；7-扩散器；8-混合返出液；9-井液,地面泵提供的高压动力流体通过喷嘴把其位能(压力)转换成高速流束的动能。喷射流体将其周围的井液从汇集室吸入喉道而充分混合。喉道是一入口很平滑的直圆柱孔眼，其直径大于喷嘴直径，这样才能使动力液周围的井液进入喉道。在喉道中混合时，动力液把动量传给井液而增大井液的能量。在喉道末端，两种完全混合的流体仍具有很高的流速(动能)，此时它们进入扩散管通过流速降低而把部分动能转换成压能，这一压力使其从井下返出到地面。,射流泵装置的主要优点是无紧密装配的运动件，适合于更恶劣的工作条件，此外检泵不须起出油管，只要使动力液反循环即可将泵冲出，大大减少了维修工作量和起下管柱的作业次数。主要不足，是为了避免气蚀，要求较高的吸入压力和一定的沉没度，另外泵效较低，功率消耗较大。2.振动泵振动泵采油是利用油管的振动能量从井底提升井液，其结构简图如图9-16所示。它分类地面和井下两部分。地面部分主要是装在油管上端的机械发振器。,1-机械式发振器；2-排油管；3-弹簧支座；4-振动油管；5-套管；6-云母片纸板圆环；7-氯丁橡胶扶正毂；8-单向阀,地下部分主要是油管，上部与振动盘相连，坐落在弹簧上，弹簧直接安装在固定的套管上，油管内部的每个接箍处装一个单向阀，下部油管处接几根短管，以增加单向阀的数量，提高抽油效果。油管外面每隔数米装有扶正器，以防止油管横向振动。振动泵工作时，随着油管上、下运动，液流不断进入油管内，其过程如图9-17所示。图9-17(a)表示静止状态，(b)表示油管柱以一定的频率振动时油管柱向下运动，阀球由于惯性滞后打开，吸入井液，(c)表示油管柱向上运动，阀球入座关闭挪出井液，(d)、(e)表示油管柱下行时阀球打开的过程。,振动泵可以在多砂，多蜡和高粘度等复杂的油井开采条件下工作，且结构简单，维修方便，但需要解决油管断脱的问题。,3.气举法采油装置气举法采油是利用压缩机、气举阀等机械手段，将较高压力的气体(天然气)经过脱氧的空气、氮气或二氧化碳等)注入油、套管环形空间中，并经过油管将井液举升至地面的一种采油方法。气举采油循环系统包括地面部分和井下部分。它包括的主要设备及部件有：压缩机、阀门、分离器及储气器等。气举系统有开式、半封闭式和全封闭式三种，如图9-18所示。,3.1开式气举系统开式气举系统无封隔器完井(图9-18a)。开式系统是将低压气体压缩到工作气举压力，用以气举采油，返回到低压系统的气体不再循环使用，这种装置的缺点在于：(1)气体可能从油管底部进入油管，因而需要很高的注气启动压力；(2)地面注气系统的压力波动会引起油套管环空液面升降，使注气点以下的阀经受流体的严重冲蚀，甚至损坏。(3)每次关井时，都必须卸载，并等待稳定。因为液面在关井期间会上升，故又须将油套管环空的液体排掉。其结果，液体将再次冲蚀下面的阀。因此，除了用于套管生产的井，严重砂堵的井及井身质量有缺陷的井外，一般不宜采用开式气举装置。,3.2半闭式气举系统半闭式气举系统采用单封隔器完井(图9-18b)，可以将井中出来的低压气体重新压缩循环使用，但是，要有充裕的补充气体以保持系统压力。其优点是：(1)能阻止注入气从油管底部进