第二章抽油泵

第二章抽油泵及维护保养石油工程系刘世恩工作筒(外筒和衬套)、柱塞、游动凡尔（游动阀）、固定凡尔（固定阀）管式泵和杆式泵（按与油管连接方式）主要组成分类抽油泵是机械能转化为流体压能的设备第一节有杆式抽油泵常规泵和特种泵（按用途）一、有杆抽油泵的用途及分类二、抽油泵结构组成

（图2-1）1.工作筒（又称泵筒）内有衬套（缸套），（磨损后）可更换。

油管柱塞游动阀泵筒固定阀阀座尾管抽油杆2.柱塞空心柱筒，之上装游动阀（排出阀）。外圆有防砂槽（环、螺旋形）。柱塞3.固定阀—吸入阀（又称凡尔，球阀）装在泵筒下端（一般在泵筒下接的尾管内）。4.游动阀—排出阀随柱塞往复运动。（在柱塞上）固定阀游动阀球阀球座三、抽油泵工作原理（单作用）①上冲程（柱塞上行）：游动阀受上液柱压力而关，油管上部液体排出，柱塞下部压力降低，固定阀开，泵内进油（油、套环空的油）；上冲程：游动阀开，固定阀关，由柱塞排液，地面出液，泵筒内进液。②下冲程：泵筒内液体受压，游阀开，固定阀关，柱塞下部油进到柱塞上部，待柱塞上行提出。下冲程：游动阀开，固定阀关，泵筒内液体进柱塞上腔，（伸出地面的杆排液）地面部分出液。四、抽油泵排量计算1.柱塞上行上冲排液量（体积）：

将柱塞与杆环形体积油带出。2.

柱塞下行下冲排液量（体积）：杆上行离出油管长。下行杆体积挤出油。3.

泵总排液量（恰好等于泵筒内总的吸液量）抽油杆面积柱塞面积有效冲程因此表征为，上冲程大量出油、下冲程少量出油。4.

每日排液量每分钟冲次

分时

（往返一次排液量,一分钟往返n次，）上面是考虑杆、管静变形之后实际冲程下的排液量。

5.理论排量不考虑杆、管静变形，理论冲程下排液量。

悬点理论冲程长

6.实际排量地面实测排量。，

—排量系数，即效率（影响排量系数因素较多）。

组成：①—充满系数含气：油中自由气（混合液中自由气占了体积），实际油体积小了。②—冲程损失（杆、管静变形对冲程影响）。（为何出现纯理论排量，把放在效率中考虑。）③—漏失系数（上提过程，柱塞与缸套及阀漏失。）④—收缩系数(从井下到地面冷却，体积收缩，油中饱和气脱出。)【各系数详细计算，大家以后去研究。】五、基本型抽油泵三类：管式泵、杆式泵、套管泵。结构组成相同，工作筒安装方式不同。

管式泵1.管式泵（油管泵）（1）连接油管下端→泵筒→尾管→固定阀。泵筒接在油管下部，与油管一起下井。（2）游动阀装在柱塞上，由抽油杆起或下。油管泵筒固定阀套管柱塞游动阀外管游阀泵筒柱塞游阀固定阀旋转管塞（3）固定阀①固定式：装在泵筒下的尾管上，随油管取或下。②活动式：下工作筒后投入，可打捞。（4）管式泵优点柱塞直径大，产液量高，泵筒内径与油管内径近等。

2.

杆式泵（1）特点：柱塞、泵筒、游阀、定阀连成一体由抽油杆下井。（2）有两个工作筒①外筒：接在油管下端。作用：坐住内筒。②内筒：与柱塞、游动阀连在一起；由抽油杆下放，坐于外筒。（3）优点：提抽油杆，内筒，柱塞，两阀便提出，方便检修。（4）缺点：泵径小，产液量低。杆式抽油泵图4-5杆式泵（5）定筒杆式泵内筒坐于外筒。抽油杆带柱塞在内筒往运动，实现吸排油，固定阀在内筒下。（6）动筒杆式泵（图4-5（b））柱塞坐于外筒之内，固定阀位于柱塞顶部，游阀在泵筒顶部。内筒（泵筒）连抽油杆，并沿柱塞上下往复运动。优点：泵筒动，（可使外围环空液体产生旋涡运动）防止泵周围砂子下沉，避免卡泵。游阀在顶部，停抽时，游阀关，可防止砂子进泵筒内。缺点：不宜在偏斜井眼中工作，筒与油管间产生磨损。固定阀位于柱塞顶部，气分离好（管式泵定阀离井底近，气分离不好）。总体上：杆式优于管式。管式：检修费时，费工。杆式：防气、防砂比管式好，杆式成本高。美国用管式泵占15％，主要用杆式，我国99％用管式泵。

3.套管泵泵筒座于套管内，用套管代替油管所用泵。一种大型杆式泵（省去外筒），用抽油杆下泵。

4.型号

□/□GLZ

抽油泵

泵径

冲程

管式

吸阀可捞

整筒泵CYB-55/3GZ：泵径55mm,冲程3m,管式泵，整体泵筒。六、配套工具抽油泵管柱上通常有油管、筛管、气锚、磁防蜡器、泄油器、回音标、油管锚、扶正器等抽油杆柱上常见有脱接器、防脱器、防蜡器、扶正器等。六、配套工具1、油管下入井中，用作产液或者注液的管子。常用的有2寸半、2寸7、3寸。六、配套工具2、抽油杆抽油杆是将抽油机的动力和运动传递给抽油泵进行抽汲的部件。1-外螺纹接头；2-卸荷槽；3-推承面台肩；4-扳手方径；5-凸缘；6-圆弧过渡区抽油杆的长度一般为8000mm或7620mm，另外，为了调节抽油杆柱的长度，还有长度不等的抽油杆短节。抽油杆的杆体直径分别为13、16、19、22、25、28mm，抽油杆的强度：C级杆(570MPa)、D级杆(810MPa)六、配套工具2、接箍是抽油杆组合成抽油杆柱时的连接零件。按其结构特征可分为：普通接箍、异径接箍和特种接箍。普通接箍：连接等直径的抽油杆异径接箍：用于连接不同直径的抽油杆特种接箍：主要有滚轮式接箍和滚珠式接箍，用于斜井或普通油井中降低抽油杆柱与油管之间的摩擦力，减少对油管的磨损六、配套工具六、配套工具滚轮扶正器旋卡扶正器多功能防偏磨扶正器同曲率扶正器双向保护接箍图3、抽油杆扶正器六、配套工具4、油管扶正器六、配套工具5、筛管六、配套工具6、气锚气锚的作用是在井下流体进入泵前将部分气体分离出来，减小气体对泵的影响，提高泵的充满系数。气锚装在泵的入口处，在油进入泵之前将其中的部分气体分离出来，减少进入泵筒内的气量，从而提高泵的充满系数。气锚的工作原理是利用油气的比重差以及回流效应。六、配套工具7、强磁防蜡器强磁防蜡器的作用是防止结蜡对出油造成的影响，减少蜡卡造成的生产故障。强磁防蜡器装在泵的吸入口下方，在含蜡油流进入泵筒之前，首先流经磁防蜡器，对油流进行磁化处理，可达到预防或减缓含蜡原油中蜡的析出。六、配套工具六、配套工具

泄油器是抽油泵的一种配套工具，在起下油管时泄油器连通油套管通道，将油管内的液体泄到油套管环形空间。有些泄油器还可配合完成不动管柱的洗井作业。这样可以改善井口操作条件，减少井场污染，同时提高井内液面，在一定程度上避免井喷。

目前在各油田上应用的主要有液压式和机械式两大类。8、泄油器六、配套工具活塞主体销钉密封垫抽油杆泄油器销钉式泄油器投20-80m抽油杆，油管液面下降后再起六、配套工具撞滑式泄油器撞击头投入20min后再投20-80m抽油杆，油管液面下降后再起六、配套工具9、脱接器脱接器是在抽油泵活塞直径大于上部油管内经的情况下，用于抽油杆与活塞之间的对接和脱开，解决小油管下大直径抽油泵的井下工具。六、配套工具六、配套工具如目前很多油田的抽油机井都下入了内径为Φ83mm和Φ95mm的大泵，而用的是内径为75.9mm的3″油管，活塞不能通过油管下井；

只有把活塞随泵筒先下入井内，但活塞的上部必须在下井前与脱接器的下半部相连接，然后在最下端的一根抽油杆的下端接上脱接器的上半部，随抽油杆下入井内，在泵筒内完成对接。需要检泵起管柱时上提抽油杆当脱接器上行至接在泵筒上部的脱卡器时，使脱接器上、下两部分脱开，从而实现分别起出抽油杆和油管的目的。六、配套工具10、抽油杆防脱器抽油杆柱在上下往复变速运动过程中，由于井斜所造成的油管安装中心与抽油杆柱重力方向的不一致，使柱塞和抽油杆柱受到附加扭矩，由于抽油杆柱运动方向的变化，这个扭矩的方向也随着改变，形成了对抽油杆柱螺纹的旋松扭矩。防脱器的作用是可以释放抽油杆上下运动过程所产生的旋转扭矩，防止抽油杆脱扣。

抽油杆防脱器多安装在中和点以下，中和点以上易脱扣位置也应加防脱器六、配套工具11、音标音标在井筒内油管上安装的声音波反射装置（测试液面）管式泵检泵原因1油管结蜡检泵：为防止结蜡，按照油井的结蜡规律，生产一定时间后就要进行检泵。2由于泵漏，使油井产量下降或达不到正常产量。34当动液面或产量突然发生变化时，为了查明原因，采取恰当措施，需要进行探砂面与冲砂等。抽油泵工作失灵，游动阀或固定阀被砂、蜡或其他赃物卡住。七、检泵管式泵检泵原因5井下发生抽油杆断脱故障，使深井泵不能工作。6为了提高泵效率或提高泵的参数。78为了改变油井工作制度，需要加深或上提泵挂深度。发生了井下落物或套管出现故障，需要大修作业。（二）检泵工序过程压井（洗井）起抽油杆泄油器泄油起泵探砂面冲砂配下泵管柱下泵试抽交井下抽油杆1.压井压井液选择方法(1)根据油层稳定静压值,按要求计算密度，附加压力1-1.5MPa计算公式为：（p静+p附）*100ρ密度＝(2)对于老井补层或新井试油作业按原钻开油层时的修井泥浆密度。H

地层静压，MPa附加压力，MPa油层中部深度，m现场压井过程根据现场选择合适压井液接地面管线倒闸门开泵地面管线试压压井结束压井2.起杆起出的抽油杆应放在不少于4道的抽油杆桥上，抽油杆桥间隔要合理，然后对其出的抽油杆进行详细检查，对弯曲、磨损、腐蚀的抽油杆不能再下入井内。3.泄油器泄油活塞主体销钉密封垫抽油杆撞滑式泄油器撞击头投入20min后再投20-80m抽油杆，油管液面下降后再起销钉式泄油器投20-80m抽油杆，油管液面下降后再起4.起泵起出的油管应放在不少于3道油管桥上，泵及其它工具要高架，要详细检查油管及泵，要查处本此检泵的原因，查不出原因不能盲目完井。5.探冲砂工作人员要穿戴好劳保用品，水龙带要系好保险绳，动作要迅速，听从指挥人员指挥。冲砂管柱探砂面，笔尖距油层上界20m时下放速度应小于0.3m／min,大钩悬重下降10KN-20KN为标准，连探两次，误差小于0.5m,记录砂面位置。提冲砂管至离砂面3m以上开泵循环正常后下放管柱，冲砂至设计深度后，保持循环至出口排量25m3/h，出口含砂量小于0.1％，视冲砂合格，并上提油管20m以上，沉降3小时左右复探砂面，记录深度。6.组配下泵管柱配下泵管柱注意事项（1）、准确丈量油管，累计长度误差不超过0.3%。（2）、严格按要求，自上而下计算下井管柱的各段油管长度、根数和管柱总长度。（3）、计算管柱深度时，应包括油补距高度。（4）、下井管柱配好后，油管桥上多余油管，应用明显的记号隔开。深井泵深度计算泵深油补距油管挂短节泄油器泵以上油管长度泵长＝＋＋＋＋7.下泵深井泵密封性检验试吸力法灌注法下泵要求（1）、按要求核对深井泵的泵径、类型、检验合格证等，检查泵的完好性。（2）、下井油管螺纹上，均匀涂上密封脂，然后将泵及下井工具下入井内，完成生产管柱。（3）、完成抽油井生产管柱后，油管试压15-20MPA，稳压10分钟，压降不超过1MPA为合格。8.下杆下抽油杆及活塞调防冲距下光杆摆驴头挂好悬绳器9.试抽交井试抽是作业完工后的一项重要工作，试抽结果的好坏关系到作业成功与否。启动抽油机，关流程闸门，井口蹩压2.0-3.0MPa，停抽油机，稳压5min，井口不刺不漏，压力不降，验证油管及泵完好，开生产闸门，交采油队管理。以下按项目结题的形式讲述，任务驱动法和换位思维。D57mm双作用抽油泵现场试验

一、课题来源

二、主要技术参数

三、结构、特点及工作原理

四、现场试验

五、结论

目录

D57mm双作用抽油泵是新研制的一种特种泵，它适用于高产能油井，实现油井大排量提液。双作用泵的特点是在不增加抽油机载荷的情况下提高采液量，与常规泵相比，具有更大的排量和更高的效率，但选择的油井必须能力充足，原油粘度低于800mpa.s，而且不出砂。课题来源

主要技术参数最大外形尺寸（直径*长度）：D114mm*9.5m 泵径： D57mm柱塞长度：0.9mm最大冲程： 3.0m允许冲数： 6次/分钟理论排量： 106.7m3/d（排量系数5.93）配合抽油杆尺寸：Φ22mm和Φ25mm配合油管尺寸：Φ62mm和Φ76mm

结构组成

Φ57mm双作用泵主要有：释放接头、加长管、脱接器、上排液罩、密封装置、上排液阀、上进液阀、空心连杆、泵筒、柱塞、下排液阀、下进液阀等主要部件组成。靠密封装置，将Φ57泵分隔成两个工作腔，在一个往复冲程中，完成两次吸排油过程，使泵连续抽油。在相同参数下，它比普通Φ57泵增加排量60.5％（即增加液量40m3/d）。

当柱塞上行时，柱塞下腔室V1体积增大，形成低压腔在沉没压力作用下，下进液阀打开，V1腔充满液体。同时，柱塞上端的上腔室V2体积变小，压力升高，上进液阀关闭，上排液阀打开，将V2腔室的液体排到泵上油管内。工作原理

工作原理当柱塞下行时，柱塞下腔室V1体积变小，压力升高，下进液阀关闭，下出液阀打开，液体通过空心连杆排到泵上油管内。这样周而复始地运转，液体就源源不断地从地下排到地面，进而输送到油站。

特点双作用泵是由一个Φ57mm组成泵，它有两个工作腔，在一个往复冲程中，完成两次吸排油过程，使泵连续抽油。双作用泵柱塞长度采用0.9m，有效地减少泵筒与柱塞之间的磨擦阻力。在施工时必须安装脱接器进行抽油杆与柱塞的联接。在下井时须配加重杆。

特点

在不增加抽油机载荷的情况下，提高采液量。同