有杆泵采油.docx

1、有杆泵采油第三章有杆泵采油第一节 抽油装置及泵的工作原理一、 教学目的了解抽油机的工作原理，对抽油杆有一定的认识，掌握抽油 泵的工作原理。二、 教学重点、难点教学重点：1抽油机的工作原理；2、抽油泵的工作原理。教学难点：1抽油泵上下冲程中载荷变化、凡尔开关等。三、 教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的图形和动画。四、 教学内容本节主要介绍两个方面的问题：1.抽油装置.2.泵的工作原理.（一）抽油装置采油方法-自喷I人工举升/气举采油i深井泵采油j有杆泵采油1无杆泵采油有杆泵采油的优点:a、设备简单b、 结构牢固c、 性能可靠d、 管理经验比较完善有杆泵采油的不足a设备笨重（10型，18

2、T）b、 仅适用于浅井、中深井c、 对特殊井（斜井、弯井、海口油井）有困难d、 对砂、蜡、盐、气、稠的适应性差目前在人工举升中占绝对多数的还是游梁式有杆泵， 因此，本章重点介绍游梁式有杆抽油。通过前面的学习我们知道，任何油井的生产都可分为三个基本流 动过程：1从油层到井底的流动渗流.向井流2从井底到井口的流动井筒中的流动，涉及到采油方法的问题。3从井口到分离器的流动对于自喷井，可分为四个基本流动过程，即增加原油到达井口后 的嘴流。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有杆泵采油分类：(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

3、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%、产油量的设r抽油机备抽油杆组抽油泵成其它附件抽油机1、75%靠有杆抽油采出。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11图沪1抽油装置示意图动。包括：游梁式抽油机和无游梁1-吸入阀；皆泵筒；3-柱塞；4-排出阀；3I抽油杆：e-油管：j套管：a三通：Q9-盘棍盒：10-驴头：11-油粱：吆-连杆；23-曲柄；E4-减速箱；15-动力机(电动机)式抽油机两种后置式和前置式。图3-

4、2卮宣式抽注机结稠衙團游梁式抽油机组成: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：不同点：1游梁和连杆的连接 位置不同。2平衡方式不同一后 置式多采用机械平衡;前置式多采用气动平衡。新型抽油机：为了节能和加大冲程。-异相型游梁式抽油机 节能彳异形游梁式抽油机 双驴头游梁式抽油机厂链条式抽油机加大冲程丿宽带传动抽油机J液压抽油机图3-4异相型游梁式抽油机991-1图3-5异形游梁式抽油机图3-6双驴头

5、游梁式抽油机图3-7链条式抽油机图3-8 KGJ5-3.6-7HZ宽皮带式抽油机图3-9液压增程抽油机异相曲柄平衡抽油机，是近年来美国 CMI公司利用计算机动态 模拟技术研究出的一种新的游梁式抽油机，它具有以下特点：1上冲程曲柄转角（约192）大于下冲程的曲柄转角（约168）, 因此上冲程悬点运动较下冲程缓慢，相应地降低了上冲程悬点的加速 度，从而降低了上冲程悬点的惯性载荷，提高了抽油机的承载能力。2曲柄中心线与平衡重力臂中心线之间设置了一特殊的相位角， 它使曲柄轴上的平衡重扭矩与油井负荷（光杆）扭矩产生一个相位差， 由此平衡后产生的曲柄轴净扭矩曲线较平缓， 净据矩峰值降低，它改 善了减速箱的

6、工作条件，同时因抽油机减速箱输出扭矩与电机输出功 率成正比，因此，它也降低了电机功率。据美国同类产品的资料报导， 这种新型异相曲柄平衡抽油机与普通常规式抽油机相比， 可节省电机 功率 15-35%。链条式抽油机的特点：1冲程长，有利于稠油井开采；2采用气动平衡，因而电机工作平衡且平衡效果好；3钢丝绳使用寿命短，易造成断链条事故。塔式单臂游梁增程抽油机：1工作原理： 电动机通过三角皮带带动减速器旋转， 减速器带动 曲柄作 360转动，从而使连杆拉动单臂游梁作上下往复运动，单臂 游梁牵动钢丝绳，带动光杆作上下往复运动，从而达到抽油的目的。2性能特点：具有冲程长（如常规的 2.5-3.5倍），效率高

7、，能耗 低，整体性能稳定可靠，换向平稳，动载小，结构简单耐用，维护工 作量小等特点。 可利用常规抽油机进行改造， 达到增加冲程长度的目 的。轮系增距式抽油机：工作原理：该机由电机驱动， 经减速器减速后带动曲柄连杆机构， 把减速器 输出的旋转运动变成增矩滑车的往复直线运动。 增距滑车通过一个死 轮与平衡重小车相连接，带动平衡重小车沿导轮作上下长距离运动， 平衡重小车通过天车轮及钢丝绳带动抽油杆作往复直线运动而完成 抽油动作。性能特点：a冲程长度调节方便，适应于深井、大排量抽油的需要；b、 悬点运动规律近似简谐运动，变速加速度小，动载小，整机 运转平衡；c、 平衡效果好，节电；d、 重量轻，占地面

8、积小。游梁式抽油机系列型号表示方法：2、抽油泵 ：机械能转化为流体压能的设备。 一般要求：a.结构简单，强度高，质量好，连接部分密封可靠；b.制造材料耐磨和抗腐蚀性好，使用寿命长；c.规格类型能满足油井排液量的需要，适应性强；d.便于起下；e.结构上应考虑防砂、防气，并带有必要的辅助设备。主要组成：工作筒（外筒和衬套 ）、柱塞及游动阀 （排出阀）和固定阀 （吸入阀）分类:按照抽油泵在油管上的固定方式可分为：管式泵和杆式泵。然后投管式泵：外筒和衬套在地面组装好接在油管下部先下入井内,入固定阀，最后再把柱塞接在抽油杆柱下端下入泵内。大，产量较高的油井。杆式泵特点：结构复杂，制造成本高,图3-10抽

9、油泵示意圈十（前管式泵；（b）杆式泵门1-油管：A锁紧卡：3-柱塞：4-游动阀；5-工作筒；G-固定阀朴排量小，修井工作量小。杆式泵适用于下泵深度大、产量较小的油井 3、抽油杆：能量传递工具。图3-11抽油杆示意图普通杆特点：结构简单、制造容易、成本低；直径小，有利于在油管中运行玻璃钢杆特点：耐腐蚀、有利于延长寿命；重量轻、有利于降低抽油机悬点载荷和节约能量； 弹性模量小，可实现超行程， 有利于提高泵效。空心杆特点：成本高，可用于热油循环和热电缆加热，也可通过空心 通道向井内添加化学剂， 适用于高含蜡、 高凝固点的稠 油井。符号说明： CYG 25 / 120 C（B）CYG 抽油杆代号；25

10、抽油杆直径（mm）; 120 短抽油杆长度（mm）; C杆材强度代号（C 40号、45号钢正火处理；B 20CrMo钢调质处 理）常用的杆体直径有 13mm、 16mm、 19mm、 22mm、 25mm 和 29mm。新型抽油杆的发展：为满足大泵强采、小泵深抽、稠油井、高含蜡井、腐蚀井和斜井 采油的需要，以增加杆的承载、耐腐蚀、耐磨损，提高杆的使用可靠 性与寿命，已开发出多种特殊抽油杆，如加高强度抽油杆、玻璃钢抽 油杆、铝合金抽油杆、不锈钢抽油杆、喷涂保护处理抽油杆、空心抽 油杆、连续抽油杆、钢丝绳抽油杆等。（二）泵的工作原理1、泵的抽汲过程1 ）上冲程抽油杆柱带着柱塞向上运动， 柱塞上的游

11、动阀受管内液柱压力而关闭泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱压力 （沉没压力）与泵内压 力之差的作用下被打开。泵内吸入液体、井口排出液体。泵吸入的条件：泵内压力（吸入压力）低于沉没压 力。2）下冲程柱塞下行，固定阀在重力作用下关 闭。泵内压力增加，当泵内压力大于柱 塞以上液柱压力时，游动阀被顶开。柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体。泵排出的条件：泵内压力（排出压力）高于柱塞以上 的液柱压力。柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个冲程内完成进油与排油的 过程。光杆冲程：光杆从上死点到下死点的距离 2、泵的理论排量 泵的工作过程是由三个基本环节所组成， 即柱塞在泵内让出容积， 井 内液体进泵和从泵内排出井内液体。在理想情况下， 活塞上、 下一次进入和排出的液体体积都等于柱塞让 出的体积：V f pS每分钟的排量为：Vm f pSN每日排量 :Qt 1440f pSN五、教学后记通过本节的学习，绝大多数同学都了解了抽油机的工作原理， 抽油杆的型号和用途，以及抽油泵的工作原理六、教学参考书1、张琪，采油工程原理与设计2、崔振华等编，“有杆抽油设备与技术”系列丛书七、复习思考题1、“三抽”各自的作用是什么？2、抽油机类型及型号含义。3、抽油泵类型及优缺点，泵的工作原理