1有杆泵采油技术.ppt

1、1.有杆泵采油，主要内容：泵装置和泵的工作原理；抽油机悬点运动规律及悬点负载抽油机平衡泵效率计算：有杆抽油系统的设计：有杆泵抽油系统的工况分析：附录A美国石油学会RP 11L。2；有杆泵采油特点：表面能通过抽油杆和油泵传递给井下流体。(1)常规有杆泵生产：抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵。有杆泵采油的分类：3、(2)地面驱动螺杆泵采油：井口驱动头的旋转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。有杆泵采油分类：4、螺杆泵井口装置、5、第1节泵送装置和泵的工作原理、1。抽油机、抽油机、抽油杆、泵、其他附件、3台抽油机、6台(1)抽油机，是杆式深井泵采油的主要地面设备，将电能转化为机械能。游梁式

2、抽油机、游梁式连杆曲柄机构、减速器、动力设备及辅助装置等。7。工作时，动力机通过皮带和减速器将高速旋转运动传递给曲轴，带动曲轴低速旋转。曲柄通过连杆和横梁驱动游梁上下摆动。挂在驴头上的吊绳器带动抽油杆柱往复运动。工作原理，8、不同运动规律，后置式上下行程时间基本相等；前冲程比下冲程慢。后抽油机结构图和前气动平衡抽油机结构图。横梁和连杆的连接位置不同。区别：平衡方式不同，后置式大多采用机械平衡；气动天平主要用于前置式。游梁式抽油机的分类。为了节约能源和增加冲程。异相游梁式抽油机、异形游梁式抽油机、双驴头游梁式抽油机、链式抽油机、带式抽油机、液压抽油机等。摩擦换向抽油机，10，双驴头抽油机(平衡好

3、，节能)，11，可调直径和可变扭矩抽油机，12、带式抽油机特点(1)长冲程(7.3米)(2)抽油泵：将机械能转化为流体压力能的设备，包括工作缸(外缸和衬套)、柱塞、游动阀(排出阀)和固定阀(吸入阀)。a .结构简单，强度高，质量好，连接件密封可靠；根据一般要求，可分为：管道泵和有杆泵，主要部件和分类，b .制造材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，使用寿命长；3 .规格型号能满足油井排水的需要，适应性强；丁.容易上下；e .结构中应考虑防砂和防气，并提供必要的辅助设备。a-管式泵、B-杆式泵、管式泵：外筒和套管在地面上组装，连接到油管的下部，然后下入井内，然后放入固定阀内，最后将柱塞连接到抽油杆柱的

4、下端并下入泵内。管式泵具有结构简单、成本低、排量大的特点。然而，在检查泵时，有必要将出油管起出，因此它适用于低泵深和高产量的油井。有杆泵：整个泵在地面组装后，通过油管整体下放至抽油杆柱下端的井内，油管通过预先安装在油管预定深度(下泵深度)的卡簧固定在油管上，检泵时无需拔出油管。有杆泵的特点：结构复杂，制造成本高，排量小，修井工作量小。有杆泵适用于泵送深度深、产量小的油井。抽油杆：能量传输工具。1-外螺纹接头；2-卸载槽；3-推力轴承表面肩部；4-扳手方形直径；5-法兰；6弧过渡区。18，抽油杆的杆径为13、16、19、22、25、28毫米，抽油杆的长度一般为8000毫米或7620毫米。另外，为

5、了调整抽油杆柱的长度，还有不同长度的抽油杆接头。抽油杆强度：丙级杆(570超高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、空心抽油杆、电加热抽油杆、连续抽油杆、柔性抽油杆：如钢丝绳抽油杆、21、连续抽油杆作业及运输车辆、22，2。泵的工作原理：(1)在泵送过程中，抽油杆柱随柱塞向上移动。泵吸入条件：泵内压力(吸入压力)低于浸没压力。(1)在上行冲程中，泵内的压力降低，在环形空间内的压力(浸没压力)和泵内的压力之差的作用下，固定阀打开。液体被泵吸入并从井口排出。23，2)下降冲程，柱塞下降，固定阀在重力作用下关闭。泵排出条件：泵内的压力(排出压力)高于柱塞上方液柱的压力。柱塞上下抽汲一次是一个冲程，进油和排油过程

6、是在一个冲程中完成的。光杆行程：光杆上死点到下死点的距离。泵内的压力增加，当泵内的压力大于柱塞上方液柱的压力时，移动阀被推开。柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部，这样泵就可以排出液体。泵的理论排量泵的工作过程由三个基本环节组成，即泵内柱塞的体积、流入泵的井内液体和流出泵的井内液体。在理想情况下，最后一次进出活塞的液体体积等于柱塞释放的体积，每分钟排量为：日排量为：25。第2节，抽油机悬点的运动规律和载荷，1。抽油机悬点的运动规律，1。假设条件为r/l0和r/b0，抽油机悬点的运动规律简化为简谐运动。时间t后b点的位移为：抽油机四杆机构示意图，26，以下死点为坐标零点，向上方向为坐标正方向，则

7、悬挂点a的位移为：点a的加速度为：点a的速度为：图3-7，抽油机四杆机构示意图，图3-8，简谐运动时悬点位移、速度和加速度曲线。假设点A的加速度为：点A的位移为：点A的速度为：点B绕游梁支点的圆弧运动近似视为直线运动，抽油机的运动可以简化为曲柄滑块运动。图3-9:曲柄滑块机构示意图，图3-10:悬挂点1的速度变化曲线按简谐运动计算；2-精确计算；3-由曲柄滑块机构计算，图3-11悬挂点1的加速度变化曲线-由简谐运动计算；2-精确计算；3-根据曲柄滑块机构计算。29，2。抽油机悬点载荷计算，1。静载荷，(1)吊点承受的载荷，包括：抽油杆柱载荷；作用在柱塞上的液柱载荷；下沉压力对悬挂载荷的影响：井

8、口回压对悬挂点载荷、抽油杆柱载荷、上冲程(即空气中杆柱重力)、下冲程(即液体中杆柱重力)的影响。30，作用在柱塞上的液柱载荷，上行行程移动阀关闭，作用在柱塞上的液柱载荷：下行行程移动阀打开，液柱载荷作用在油管上但不作用。淹没压力(泵入口压力)对悬点载荷的影响。在上行冲程期间，井中的液体克服泵入口设备的阻力并进入泵。此时，液体流的压力是吸入压力。吸入压力作用在柱塞底部，产生：的向上载荷，吸入阀在下降冲程中关闭。下沉压力对悬挂点的载荷没有影响。井口回压对悬点载荷的影响以及地面管道中液体流动阻力引起的井口回压会对悬点产生附加载荷。上冲程：吊点载荷增加：下冲程：抽油杆柱载荷减少：32，2。，33，抽油

9、杆柱惯性力：液柱惯性力：是油管流动截面变化引起液柱加速度变化的系数。上行程：前半程加速度为正，即加速度向上，然后惯性力向下，从而增加吊点载荷；在后半冲程中，加速度为负，也就是说，当加速度下降时，惯性力上升，从而减少了悬挂点上的载荷。悬挂点加速度的大小和方向在上下行程中发生变化。下冲程：与上冲程相反，前半冲程的惯性力向上，减少了吊点的载荷；下半冲程的向下惯性力将增加悬挂点的载荷。抽油杆柱本身是一个弹性体。由于抽油杆柱变速运动，液柱载荷周期性地作用在抽油杆柱上，引起抽油杆柱的弹性振动，由此产生的振动载荷也作用在悬挂点上。该数值与抽油杆柱长度、载荷变化周期和抽油机结构有关。摩擦载荷(1)抽油杆柱与油

10、管(杆管)之间的摩擦力(2)柱塞与衬套(柱塞与衬套)之间的摩擦力(3)液柱与抽油杆柱(杆液)之间的摩擦力(4)液柱与油管(管液)之间的摩擦力(5)液体通过游动阀的摩擦力(阀阻力)阻力随抽油杆柱下降速度而变化，最大值为：主要由液体粘度和抽油杆移动速度决定。如果悬点被认为是简谐运动，液柱和油管之间的摩擦力在上冲程时将被关闭，油管中的液柱将随着抽油杆柱和柱塞上升，液柱和油管之间相对运动产生的摩擦力将下降，因此悬点的载荷将增加。37，杆与管之间的摩擦：液体通过游动阀引起的阻力：柱塞与衬套之间的摩擦：与配合间隙有关，属于半干摩擦，一般摩擦不超过1717牛顿。38岁。悬点载荷的三个基本载荷：抽油杆柱载荷、

11、液柱载荷、惯性载荷、稠油井、摩擦载荷、深井下沉、下沉压力引起的载荷、柱塞与泵内液面碰撞引起的冲击载荷，39。第三节抽油机平衡、扭矩和功率的计算，1。抽油机平衡计算、不平衡原因及后果、上下冲程吊点载荷。在上冲程中，电机承受很大的载荷，在下冲程中，抽油机随电机一起运行，造成功率浪费，降低电机的效率和寿命。由于载荷极不均匀，抽油机会剧烈振动，影响抽油机的使用寿命。破坏曲柄转速的均匀性，影响抽油杆和泵的正常运行。平衡原理在下行冲程中储存能量，并利用储存的能量帮助电机在上行冲程中做功，从而使电机在上行和下行冲程中做相同的正功。因此，为了平衡抽油机，在下降冲程中储存的或在上升冲程中释放的能量应该是悬挂点载

12、荷在上升和下降冲程中所做的功的总和的一半。下行程：上行程：平衡条件：41，(2)平衡模式，气动平衡，机械平衡，游梁平衡：在游梁尾部增加平衡重量；曲柄平衡(旋转平衡):曲柄上增加了一个配重；复合平衡(混合平衡):在游梁和曲柄的尾部有平衡重。(1)气囊中的气体压缩和膨胀；(2)主要用于大型抽油机；(3)节约钢材；(4)改善抽油机的受力状况；(5)加工质量高。42，(3)平衡计算，1)复合平衡，图3-14复合平衡，平衡半径公式：43，2)曲柄平衡，平衡半径公式：图3-15曲柄平衡，(3)平衡计算，44，3)游梁平衡，这是平衡所需要的。如果上行程快，下行程慢，则意味着平衡过度。2)测量上下冲程中的电流

13、。上下冲程的电流峰值基本相等。如果上升冲程中的当前峰值大于下降冲程中的当前峰值，则平衡不足。46，地面效率：电机效率，皮带和减速器效率，四杆联动效率，盘根盒效率，抽油杆效率，油泵效率，管柱效率，井下效率：抽油效率：(结)。47，第4节泵效计算，泵效：抽油井生产过程中的实际产量和理论产量影响泵效的因素，(3)泄漏效应，(1)抽油杆柱和油管柱的弹性膨胀和收缩，(2)气体和充填不足的影响，(4)体积系数的影响，48，4。提高泵效的措施：(1)选择合理的工作方式，选择大冲程和小冲程次数，减少气体对悬点的影响和负荷。为了提高诱导喷雾效果，连续喷雾区的抽油井应快速进行多次冲程擦洗。当在深井中抽汲时，硫和氮

14、的选择必须避免不利的匹配区域。(2)确定合理的淹没度。(3)改进泵的结构，提高泵的抗磨损和抗腐蚀性能。(4)使用油管锚减少冲程损失；(5)合理利用燃气能量，降低燃气影响；49.第五节有杆泵抽油系统设计；1.抽油杆强度计算和抽油杆柱设计；抽油杆设计：抽油杆柱的长度、直径、组合和材料。抽油杆柱工作时，承受交变载荷引起的不对称循环应力。在交变载荷的作用下，抽油杆柱往往因疲劳而失效，而不是在最大拉应力下失效。因此，抽油杆柱必须根据疲劳强度进行计算。50，修正古德曼图，图3-29修正古德曼图，强度条件：应力范围比：51，第六节有杆泵抽油系统工况分析，(1)了解储层产能和工况，分析储层潜力是否发挥，分析判

15、断储层异常运行的原因；(2)了解设备能力和工况，分析设备是否适应油藏生产能力，了解设备潜力，分析判断设备异常的原因；(3)分析和检查措施。分析的目的是协调油层和泵送设备，有效地生产油井。分析内容：52，1。抽油井液位测试与分析；(1)动态液位、静态液位和采油指数，静态液位(Ls或Hs):对应于油藏压力。动态液位(Lf或Hf):对应于井底压力的流动压力；生产压差：静态液位和动态液位之间的压差。沉没度hs:根据进泵原油的气油比和压力损失。图3-25静态液位和动态液位的位置，53。(2)液位位置测量，测量仪器：回声仪，测量原理：利用声波在环形空间流体介质中的传播速度和测量的反射时间计算其位置：1。带音标井，图3-26声波反射曲线，54。二、地面示功图分析，示功图：地面示功图或光杆示功图：悬挂点载荷与位移关系的示功图。(1)理论指标图及其分析，1。静态载荷下的理论示功图，循环过程：下止点a加载完成，上止点b卸载完成，下止点d a，图3-28静态载荷理论示功图，55