有杆泵抽油设备选择

有杆泵抽油设备选择第1页，课件共23页，创作于2023年2月前言

应用有杆泵抽油设备进行石油开采时，必须正确选择抽油机－抽油杆－深井泵的合理组合及抽汲参数，使设备的抽汲能力与油层供液能力以及油井生产条件相适应。在不破坏油层结构的前提下，既能充分发挥油层的生产潜力，又能充分发挥设备的抽汲能力。

常用的选择方法有图表选择法和计算选择法两种。

需要准备的用具有：油井有关资料、计算器、笔、直尺等。第2页，课件共23页，创作于2023年2月一、图表法选择

图表选择法是一种利用抽油机的临界特性图、杆管表和油井生产数据，综合选用抽汲参数和设备的方法。

第3页，课件共23页，创作于2023年2月临界特性图横坐标为下泵深度纵坐标为泵的实际排量，即油井产量粗折线表示某种型号抽油机和一定的抽油杆柱组合、泵径相配合使用时的最大使用范围圆圈内的数字表示泵径、单位为毫米横虚线标志着每种泵与某种型号抽油机相配合的最大排量线第4页，课件共23页，创作于2023年2月一、图表法选择

例题：某井产液量为33m3/d，下泵深度992m，为该井选择游梁抽油机－泵装置并确定合理的抽汲参数。第5页，课件共23页，创作于2023年2月选择步骤（1）选择抽油机型号和泵径第6页，课件共23页，创作于2023年2月（1）选择抽油机型号和泵径在抽油机临界特性图中横坐标992m处向上引垂线，再从纵坐标33m3/d处向右引水平线，由两线交点所在区域选出抽油机型号为CYJ4－1.5－9，泵径为51mm，查抽油机技术规范，知无此型号，则选CYJ5－1.8－13型抽油机，选57mm泵。

第7页，课件共23页，创作于2023年2月选择步骤（1）选择抽油机型号和泵径（2）选择级次杆柱、油管尺寸第8页，课件共23页，创作于2023年2月杆管表（2）选择级次杆柱、油管尺寸

需要利用杆管表来选择，杆管表即新系列标准游梁式抽油机－泵装置所用抽油杆和油管尺寸查用表。由所选CYJ5－1.8－13与57mm泵查得抽油杆柱为7/8″（22mm）×3/4″（19mm）（0.36×0.64）组合的二级抽油杆柱:一级为7/8″（22mm）长357m，二级为3/4″（19mm）长635m，2½

″油管

第9页，课件共23页，创作于2023年2月选择步骤（1）选择抽油机型号和泵径（2）选择级次杆柱、油管尺寸（3）选择抽汲参数第10页，课件共23页，创作于2023年2月（3）选择抽汲参数确定最大排量。自33m3/d，992m交点向上延伸，与CYJ5－1.8－13，57mm泵径的最大排量线交于一点，自该点向左做水平线与纵坐标交点于53m3/d，即为CYJ5－1.8－13抽油机在最大冲程、最大冲数时用57mm泵抽汲时的最大排量。Qmax＝KSmaxNmax＝53m3/dQ＝KSN＝33m3/d根据所选抽油机型号，取S＝Smax，Nmax＝12次/分则N/Nmax＝33/53（1）得出：N＝7.5次/分式中：Qmax——最大理论排量，m3/d；Q——实际排量，m3/d；K——排量系数；Smax——抽油机最大冲程，m；Nmax——抽油机最大冲数，次/分；S——抽油机实际冲程，m；N——抽油机实际冲数。根据CYJ5－1.8－13技术规范，选实际冲数9次/分。第11页，课件共23页，创作于2023年2月二、计算法选择例题：某井油层中部深度1800m，目前油层压力为12MPa，油井含水为20％，原油相对密度0.9，在既不破坏地层结构又能充分发挥地层能量的前提下，计划产油量为40t/d，生产压差2MPa。五年后若油层压力下降为10MPa，油井含水为90％，计划产油量6t/d、生产压差2MPa。在不更换抽油机的情况下：目前应采取什么型式的抽油机－抽油杆－抽油泵组合？五年后应采取什么型式的抽油机－抽油杆－抽油泵组合？（g＝9.8m/s2）计算选择法是一种利用油井生产参数、相关计算公式和抽油机型号表，用计算来选择抽油参数和设备的方法。

选择步骤第12页，课件共23页，创作于2023年2月选择步骤1、确定目前情况下应采用的机、杆、泵组合（1）根据油井的最大产量，初步确定泵径、冲程和冲数

由Qo＝40t/d，油井含水fw=20％Ql=Qo/（1－fw）＝40/（1－20％）＝50t/d（2）ρl＝ρo（1－fw）＋ρwfw（3）＝0.9×（1－20％）＋1×20％＝0.92若泵效设定为70％，冲程3m，冲次6次/分则Q理＝Ql/η＝50/70％＝71.4t/d（4）由Q理＝1440（π/4）D2SNρl（5）（2）（3）（4）（5）式中：Qo——日产油量，t/d；Ql

——日产液量，t/d；fw——油井综合含水，％；ρl——混合液相对密度；ρo——原油相对密度；Q理——理论排量，t/d；

——泵效，％；D——泵径，mm；S——冲程，m；N——冲数，次/分；计算得出：泵径D＝62mm，为了满足产量的要求，选择70mm泵。

第13页，课件共23页，创作于2023年2月（2）根据油井最大产量、下泵深度和抽汲参数，初选抽油杆柱组合；

该井含水20％，所以可选该井沉没度为300m。下泵深度L＝H－（Pr－△P）×100/ρl＋Hc（6）＝1800－（12－2）×100/0.92＋300＝1013m式中：L——下泵深度，m；H——油层中部深度，m；Pr——目前油层压力，MPa；△P——生产压差，MPa；ρl——混合液相对密度。由泵径70mm，下泵深度1013m，可选择D级抽油杆柱，本井暂选用7/8″（22mm）抽油杆选择步骤第14页，课件共23页，创作于2023年2月（3）根据抽汲参数和抽油杆柱，计算最大载荷和最大扭矩；选择步骤Pmax=（

d2ρ钢L＋D泵2ρLL）×（1＋）g（7）

＝〔×0.0222×7.85×1013＋×0.072×0.92×1013〕×（1＋）×9.8

=68.6KN

Pmin＝d2（ρ钢－ρL）Lg－d2ρ钢Lg（8）

＝×0.0222×（7.85－0.92）×1013×9.8－×0.0222×7.85×1013××9.8

＝24.4KN

Mmax＝（Pmax－Ce）（9）

＝×（68.6－）

＝33.15KN·m

式中：Pmax——悬点最大载荷，KN；Pmin——悬点最小载荷，KN；Mmax——减速箱实际扭矩，KN·m；d——抽油杆直径，mm；ρ钢——钢的相对密度；L——下泵深度，m；D泵——泵径，mm；ρL——混合液相对密度；g——重力加速度，9.8m/s2；S——抽油机所选冲程，m；N——抽油机所选冲数，次/分；Ce——有效平衡值；

第15页，课件共23页，创作于2023年2月（4）根据抽汲参数、最大载荷和最大扭矩，查各型抽油机技术规范，选出合适的抽油机型号；

在不更换抽油机的情况下，此时暂不能选择抽油机型号选择步骤第16页，课件共23页，创作于2023年2月（5）初选后再进行参数配合及抽油杆柱的校核，如校核不合格则进行调整后重新校核。

选择步骤

抽油设备的选择校验，是指对已初选出的抽油设备，或者是对正在使用的抽油设备，当生产条件发生较大变化时，所进行的校验计算，用以评估抽油设备的合理性。所选择的抽油杆柱必须符合以下两个条件：1）光杆最大载荷不超过所选抽油机允许的最大负荷2）根据疲劳强度校核抽油杆本题未选抽油机，所以只对抽油杆强度进行校核

式中：σ当——折算应力，MPa；σmax——抽油杆柱顶部的最大应力，MPa；σa——循环应力的应力幅；MPa；Pmax——悬点最大载荷，KN；Pmin——悬点最小载荷，KN；——抽油杆横截面积，mm2；而D级抽油杆的﹝σ当﹞≤110MPa由该计算结果可看出，所选抽油杆直径较合适，但在摩擦或其他载荷影响下，该直径有点小，可以试选7/8″×3/4″二级抽油杆柱，然后再进行如上顺序的计算，直至选出最符合要求的机杆泵组合为止。

σ当＝1000

（10）

＝1000×＝1000×＝102.5MPa

第17页，课件共23页，创作于2023年2月选择步骤2、确定五年后应选用的机、杆、泵组合（1）根据油井的最大产量，初步确定泵径、冲程和冲次

由Qo＝6t/d，油井含水fw=90％Ql=Qo/（1－fw）＝6/（1－90％）＝60t/d（2）ρl＝ρo（1－fw）＋ρwfw（3）＝0.9×（1－90％）＋1×90％＝0.99若泵效设定为70％，冲程3m，冲次6次/分则Q理＝Ql/η＝60/70％＝85.7t/d（4）由Q理＝1440（π/4）D2SNρl（5）（2）（3）（4）（5）式中：Qo——日产油量，t/d；Ql

——日产液量，t/d；fw——油井综合含水，％；ρl——混合液相对密度；ρo——原油相对密度；Q理——理论排量，t/d；

——泵效，％；D——泵径，mm；S——冲程，m；N——冲数，次/分；计算得出：泵径D＝64.9mm，为了满足产量的要求，选择70mm泵。

第18页，课件共23页，创作于2023年2月（2）根据油井最大产量、下泵深度和抽汲参数，初选抽油杆柱组合；

该井含水90％，所以可选该井沉没度为300m。下泵深度L＝H－（Pr－△P）×100/ρl＋Hc（6）＝1800－（10－2）×100/0.99＋300＝1291m式中：L——下泵深度，m；H——油层中部深度，m；Pr——目前油层压力，MPa；△P

——生产压差，MPa；

ρl——混合液相对密度。由泵径70mm，下泵深度1291m，可选择D级抽油杆柱，本井暂选用1″（25mm）抽油杆

选择步骤第19页，课件共23页，创作于2023年2月（3）根据抽汲参数和抽油杆柱，计算最大载荷和最大扭矩；选择步骤Pmax=（d2ρ钢L＋D泵2ρLL）×（1＋）g（7）

＝〔×0.0252×7.85×1291＋×0.072×0.99×1291〕×（1＋）×9.8

=102.8KN

Pmin＝d2（ρ钢－ρL）Lg－d2ρ钢Lg（8）

＝×0.0252×（7.85－0.99）1291×9.8－×0.0252×7.85×1291××9.8

＝39.6KN

Mmax＝（Pmax－Ce）（9）

＝×（102.8－）

＝47.4KN·m

式中：Pmax——悬点最大载荷，KN；Pmin——悬点最小载荷，KN；Mmax——减速箱实际扭矩，KN·m；d——抽油杆直径，mm；ρ钢——钢的相对密度；L——下泵深度，m；D泵——泵径，