石油工程与装备 第八章有杆抽油设备-第四节抽油泵（5）10版学习课件

第四节

抽油泵

一、背景知识：

1.抽油机—抽油泵装置包括三部分：地面部分—游梁式、链条式、液压式抽油机；中间部分—抽油杆。井下部分—抽油泵，又称深井泵；三部分统称：三抽设备抽油机抽油杆抽油泵2.采油井筒结构（1）油层套管：最后一层套管。悬挂于套管头上。（2）采油树：井口三通或四通，安装于套管头之上。（3）油管：悬挂于采油树之下。（4）泵筒：接于油管下部；

柱塞：由抽油杆悬挂，在泵筒之内。3.原油路线地层原油→（经射孔）渗入套管内→吸入泵筒→排到柱塞上部→油管内→井口采油树→外流。

套管头×采油树采油树作用：控制井口压力和调节流量。×图4-1抽油泵二、抽油泵结构组成

（图4-1）1.工作筒（又称泵筒）内有衬套（缸套），（磨损后）可更换。衬套：早期多节，压装于泵筒内（易加工）。现在生产整筒式，可加工8－9m长整筒抽油杆油管柱塞游动阀泵筒固定阀阀座尾管图4-2柱塞2.柱塞空心柱筒，之上装游动阀（排出阀）。【有的装上下两个；有的装一个，或装在下部或装在上部。】外圆有防砂槽（环、螺旋形）。多节缸套，柱塞不用软密封（易划破），整筒泵使用软密封。

柱塞图4-1抽油泵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图4-1抽油泵工作原理三、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。高效节能有杆抽油泵

该抽油泵采用逆向思维，突破了常规有杆抽油泵的传统结构，一改固定阀下置并由固定阀进油、游动阀上置并由游动阀出油的传统，而是将固定阀置于有杆抽油泵的上部、将游动阀置于有杆抽油泵的下部，由游动阀进油、由固定阀出油。

优点：能够利用地层压力做功，达到高效节能的目的。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。

1.

管式泵（油管泵）【图4-3（b）】（1）连接油管下端→泵筒→尾管→固定阀（图4-1）。泵筒接在油管下部，与油管一起下井。

图

4-3三种抽油泵型管式泵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，由抽油杆取或下。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。活动式打捞方式：

a．卡杆打捞式【图4-4（a）】挂在柱塞下部，随柱塞一起下井和提出，工作时卡杆伸于柱塞中空，不影响上下冲程。游阀在柱塞上部（泵余隙大）。

打捞固定阀方便。

图4-4管式抽游泵结构(a)带卡秆打捞器；(b)带灯口式打捞器b.灯口打捞式

【图4-4（b）】随柱塞一起下井，下井后柱塞提高到工作位置。阀上有打捞销，柱塞下部有灯口式打捞器。（起、下，需旋转一角度，进入或退出挂槽。）柱塞上装两个游阀，作用相同。（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。

图4-4管式抽游泵结构(a)带卡秆打捞器；(b)带灯口式打捞器

2.

杆式泵【图4-3（a）】（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

【图4-5(a)】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、双作用抽油泵单作用泵：排量小，上、下冲程一次吸排。双作用泵：排量大，上、下冲程两次吸排。（采液量大用双作用泵）1.

结构有上、下两个柱塞，由连通管相连，呈“工”字形。上腔室：隔墙与上柱塞间腔室，与连通管内空相通。下腔室：与泵筒和油管环空相通。

×2.

工作原理

上行：游阀关；定阀开。泵筒进液，并经连通管进上腔室，泵吸液。同时，下室液经泵筒出口进油管内，泵排液（向油管排液）。（泵完成一次吸、排）柱塞上部油排出地面。（对泵来说，上腔室和柱塞下部为吸；下腔室为排；一吸一排。吸到泵内为吸，从泵内排到油管为排。）×下行：定阀关，游阀开。

柱塞下部空间及上腔室的油挤进连通管推开游阀，进油管（柱塞上部）。下腔室容积增大，压力降低，泵筒与油管环空（实际是油管内）又有一部分油返回下密封室。另一部分补充柱塞上部上冲程排出的空间。（泵又完成一次吸、排）（相当于上腔排出，让下腔吸；下柱塞下部排出，排到上柱塞上部。对泵来说，又一次吸一次排。）

×

3.

排量

（1）地面排液量（与泵排液量相等）①上行（上冲程）排液量：“红”体积：（进到油管就算排出了。）②下行（下冲程）排液量：③排液量：（上冲程排液量＋下冲程排液量）

×（2）按泵吸、排液计算排量：泵排：

泵吸:泵筒吸

下腔吸

（比单作用泵排量增加62.7%）上腔×七、单螺杆抽油泵

GLB系列单螺杆抽油泵是一种新型的采油设备。

主要由单螺杆泵和地面驱动装置组成。

地面驱动装置通过抽油杆驱动井下螺杆泵工作，达到抽吸地下原油的作用。

单螺杆抽油泵

北京石油机械厂生产井下单螺杆抽油泵由转子和定子组成。介质连续吸入和排出。泵送范围很广，包括高粘油、含砂原油。单螺杆抽油泵：由井下单螺杆抽油泵和地面驱动装置两部分组成。单螺杆抽油泵地面驱动装置②成套单螺杆泵安装示意图

地面驱动电机驱动抽油杆转动，带动螺杆转动实现连续抽油。水力活塞泵（HydraulicPistonPumps

）是利用地面高压泵，将动力液泵入井内，其中一个活塞被动力液驱动，带动另一个柱塞将井内液体升举到地面。

优点：扬程范围较大，起下泵操作简单。可用于斜井、定向井和稠油井采油。

缺点：地面泵站设备多、规模大，动力液计量误差未能完全解决。

第九章无杆抽油设备水力活塞泵液压传动无杆抽油设备。把油缸、换向阀、抽油泵一起放在井下。一、装置组成与流程组成：大三部分1.

井下部分2.

地面部分3.

中间部分井口四通中心管外油管水力活塞泵井下机组储油罐动力泵动力液油气分理器

1.

井下部分

（水力活塞泵主要机组）液动机，水力活塞泵，滑阀换向机构。作用：抽油2.

地面部分动力泵，动力液处理设备。作用：提供，处理动力液。3.

中间部分①动力液传送的中心油管。②抽取原油和废动力液经中、外油管环空。

储油罐动力泵动力液油气分理器水力活塞泵井下机组3.工作流程储罐（清洁油）动力泵

井口通阀→中心油管→液动机组（往复运动）→废液和原油→中、外油管环空→井口四通→油气分离→储罐→滤清作动力液

油站

储油罐油气分理器动力泵动力液井下机组水力活塞泵二、差动式单作用水力活塞泵结构及工作原理（1）结构：液动机（液缸）活塞、活塞杆、主控制阀、水力活塞泵。相当液压抽油机：将动力缸、换向阀、抽油泵，装在一起组成井下抽油机组。机组：坐于外油管内，接于内油管下。

（2）作用原理①下冲程主换向阀位于下死点。高压液体→中心油管→通道a→（纵向流道）液缸下腔（有杆腔）。→通道b→c腔→通道d→液缸上腔。液缸（液动机）上、下腔面积不等，压力差下，液动机下冲程，液动机和泵用同一活塞杆，泵也下冲程。“差动工作”泵下冲程：吸阀（固）关，排阀（游）开，泵筒排油。活塞下行，杆也下行。活塞杆：控制滑阀，杆上、下控制槽（e，f）控制主阀到上、下死点。到下死点：槽e（杆上槽）使主控制阀上、下端腔室通，c和Ｇ通（压力液由e进