第03章有杆泵采油-1

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1、第三章有杆泵采油主要内容：①抽油装置及泵的工作原理②抽油机悬点运动规律及悬点载荷③抽油机平衡、扭矩及功率计算④影响泵效因素及提高泵效措施⑤有杆抽油系统设计⑥有杆抽油系统工况分析有杆泵采油典型特点：地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给井下流体(1)常规有杆泵采油：抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵。(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：常规有杆泵采油是目前我国应用最广泛的采油方式，我国机械采油井占总井数的90%以上，其中有杆泵占机采井的90%以上。全国产液量的60％、产油量的75%靠有杆抽油采出。螺杆泵

2、是一种新型的机械采油设备。苏联于1973年首先研制成功采油用井下单螺杆泵，之后，美国、加拿大、法国等一些国家也相继研制和应用了螺杆泵采油。我国从1986年开始引进和使用螺杆泵采油。采油螺杆泵，就其驱动方式来讲，可分为地面驱动和井下驱动两类。目前广泛应用的是地面驱动单螺杆泵。采油方法－螺杆泵采油（一）系统组成螺杆泵主要由地面驱动和井下泵两部分组成。驱动部分由防爆电机、皮带轮、减速箱和光杆密封器组成。井下泵由接头、转子、定子、定位衬套和扶正器等组成。采油方法－螺杆泵采油（二）工作原理螺杆泵是靠空腔排油（即转子与定子间形成的一个个互不连通的封闭腔室），当转子转动时，

3、封闭空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。封闭腔在排出端消失，空腔内的原油也就随之由吸入端均匀地挤到排出端。同时，又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入。这样，封闭空腔不断地形成、运移和消失，原油便不断地充满、挤压和排出，从而把井中的原油不断地吸入，通过油管举升到井口。采油方法－螺杆泵采油（三）特点1）结构简单，占地面积小，有利于海上平台和丛式井组采油；2）只有一个运动件（转子），适合稠油井和出砂井应用；3）无脉动排油特征；4）阀内无阀件和复杂的流道，水力损失小；5）泵实际扬程受液体粘度影响大，粘度上升，泵杨程下降较大。采油方法－螺杆泵采油（四）国内技术现

4、状1）螺杆泵采油技术应用领域比较宽广，不仅在高粘、含气、含砂的油井上得到应用，而且在高含水、海上油井上也得到了应用。在发挥螺杆泵解决高粘度、高含气、高含砂油井井液抽汲难的优越性的同时，配合各种防砂措施和电加热空心抽油杆，使螺杆泵的应用领域不断拓宽。2）通过开发一系列专用配套装置，解决了驱动系统调控、管柱防脱与扶正、杆柱防脱与扶正、泵与抽油杆的对接、抽空保护、清防蜡解堵、工况诊断等技术难题。采油方法－螺杆泵采油（四）国内技术现状3）通过研究螺杆泵系统所受作用力和力矩，建立了描述系统工作状况的数学模型，为螺杆泵采油系统的分析诊断奠定了基础。4）通过开展螺杆泵工况诊

5、断和优化技术的研究，可以帮助人们正确判断油井工作状况，提供地面驱动系统、井筒内杆柱设计和泵型等方面的优化设计方案，提出调参的依据。采油方法－螺杆泵采油（五）发展趋势1）为提高排量和扬程，国外各公司在单螺杆泵结构优化的同时，积极研究多头螺杆泵。2）为提高螺杆泵的综合性能和使用寿命，国外各公司在优化定子橡胶的配方和增强转子的耐磨、抗腐蚀的同时，还探索使用金属定子、非金属转子。采油方法－螺杆泵采油（五）发展趋势3）为降低螺杆泵的制造成本，以提高经济效益，国外各公司在普遍从采用圆钢毛坯加工成型转子向采用热轧成型转子方向发展的同时，积极发展钢管热轧成型转子。4）为避免杆

6、、管磨损和抽油杆断脱问题，以减少井下事故，国外各公司不断改进井下驱动的螺杆泵系统，应用规模日益扩大。采油方法－螺杆泵采油（四）国内技术现状5）螺杆泵实验室已初具规模，可以检测螺杆泵水力特性、定子橡胶耐油气浸特性、螺杆泵结构参数等，在不同工况条件下模拟螺杆泵工作特性，进行综合评价。6）开展了潜油电机驱动螺杆泵的试验，在电机变极降速、井下机械降速、变频降速等方面进行了有益的探索。设计试验了地面驱动、油管传动扭矩带动井下定子转动螺杆泵，取得了良好的生产效果。采油方法－螺杆泵采油第一节抽油装置及泵的工作原理一、抽油装置抽油机抽油杆抽油泵其它附件设备组成抽油过程介绍(一

7、)抽油机有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化为机械能，将旋转运动转化成往复运动。包括：游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种游梁式抽油机组成游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置工作原理工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往复运动。游梁式抽油机分类后置式和前置式(一)抽油机③运动规律不同—后置式上、下冲程的时间基本相等；前置式上冲程较下冲程慢。图3-2后置式抽油机结构简图图3-3前置式气动平衡抽油机结构简图①游梁和连杆的连接位置不同。不同点

8、：②平衡方式不同—后置式多采用机械平衡