新型无杆水力采油装置研制与应用
第三章 无杆泵采油4
10
三、水力射流泵油井生产系统设计
（三）射流泵特性曲线
（1）对于每一个R值的H与EF曲线相互覆盖，因此对于一特定的 M值，都有一个泵效最高或压头比最大的面积比R或泵型；或对 于一定的压头比H来说，有一个M值最大或泵效最大的面积比R或 泵型。
（2）对于一个特定的油井，要选择合适的泵型，就需优化喷喉 比R值。
生喷射流，使井内流体在喷射流周围流动而被喷射流吸入喉管。
喉管：动力液和产出流体混合的初步区域，把动力液能量传给产出流体， 使其动能增加。 扩散管：与喉管相连，面积逐渐增大，动力液和地层液进入扩散管后， 流速逐渐降低，将剩余的动能转化为静压力，将混合流体举升到地面。
7
二、水力射流泵工作特性
(一)射流泵工作原理
11
三、水力射流泵油井生产系统设计
（三）射流泵特性曲线
（3）对深井应选R值较大的泵，其压头高，但排量小；对浅井 或井底压力很低，为防止气蚀需要大的环空过流面积时应选R 值较小的泵，其压头低，但排量大。 （4）对于给定的油井产量和泵吸入压力来说，应选择一个合 适R值，使其环空过流面积大于防止气蚀的最小吸入面积值。 （5）对R值一定的泵型，增大喷嘴、喉管的面积而增加动力液 量，地层产液增加。
14
3.6
地面驱动螺杆泵采油
（ Progressing Cavity Pump ）
有杆采油方式
20世纪30年代初期发明后主要
用于工业领域泵送粘稠液体
近20年内作为人工举升手段用
于开采稠油和含砂原油
15
3.6
地面驱动螺杆泵采油
一、地面驱动螺杆泵采油系统
（1）地面驱动部分：减速箱、皮带传 动、电机、盘根盒、支撑架、方卡子等 （2）井下部分：抽油杆、转子、定子、 导向头、尾管以及油管锚定装置等 （3）电控部分：电控箱、电缆等 （4）配套工具部分：防脱工具、防蜡 器、泵与套管锚定装置、卸油阀、单向 阀、封隔器等。
石油开采技术创新提高产量和效率的新方法
石油开采技术创新提高产量和效率的新方法随着全球对石油需求的增长，石油开采技术的创新变得越来越重要。
传统的石油开采方法已经无法满足日益增长的能源需求。
为了提高产量和效率，石油开采技术需要不断创新。
本文将介绍一些新兴的石油开采技术，以及它们对产量和效率的改进。
1. 水力压裂技术（Hydraulic Fracturing）水力压裂技术是一种通过高压注水从地下岩层中释放石油和天然气的方法。
这种技术的主要思想是利用高压水力将岩石破碎，从而释放出储层中的石油和天然气。
水力压裂技术可以提高产量，同时减少开采成本。
通过水力压裂，石油开采企业可以开采到更多的石油和天然气资源，从而提高整体产能。
2. 水驱替代技术（Water Flooding Alternatives）传统的水驱技术是通过注水来推动石油向井口移动，以提高产量。
然而，随着时间的推移，注入水量增加，石油的产量逐渐下降。
为了解决这个问题，一些新的水驱替代技术应运而生。
例如，聚合物注入技术可以提高水的粘度，增加石油的驱替效果。
另外，油相调剖技术通过注入表面活性剂和溶剂来降低油水界面的张力，以增强石油的流动性。
这些新技术能够提高水驱的效果，从而增加石油的产量。
3. 融冰开采技术（Thawing Technology）寒地和极寒地区的石油开采面临着很大的困难，因为在低温环境下，石油的黏度增加，很难流动。
为了解决这个问题，科学家们开发出了融冰开采技术。
这种技术利用高温的热能将冰层融化，从而改善石油的流动性。
融冰开采技术可以提高石油开采的效率，同时减少对环境的影响。
4. 三维打印技术（3D Printing Technology）三维打印技术在石油开采中的应用也越来越广泛。
通过使用3D打印技术，石油开采企业可以制造出更复杂的零部件和工具，这些零部件和工具可以提高石油开采的效率。
例如，通过使用3D打印技术，可以制造出更轻、更坚固、更耐高温的钻具，从而提高钻井的效率。
无管采油新技术及其应用
无管采油新技术及其应用摘要：随着科学技术的发展，我国油田采油技术也不断进步的。
无管采油新技术具有广阔的发展前景，本文主要对无管采油新技术及其应用做了简要的分析，以供参考。
关键词：无管；采油；技术引言目前，我国采油的主导技术还是有杆采油技术，但这种采油方式的油管容易受到地下各种侵蚀性物质的腐蚀，油管受到长时间的侵蚀，可能会出现漏油的现象，降低了油田的产量。
为了提高油田开采的经济效益，油田开采开始采用无管采油新技术无管采油是我国油田开采的一项新技术，它不通过油管抽油而直接把抽油泵固定在油层套管上进行采油。
无管采油技术采油设备投入少、生产周期短、开采成本低，是今后油田开采的新方向。
一、无管采油技术工作原理和特点1有杆才有的缺陷有杆采油技术仍然是我国油田采油的主要方式，因为有杆采油技术本身的缺陷导致管柱容易受到石油液体的冲击而发生弹性伸缩，从而造成采油冲程的损失，降低了泵送原油的效率；此外，由于油管所处的地下环境存在各种侵蚀性物质（包括酸碱离子、重金属离子等），这些都会对油管产生强烈的腐蚀，时间一长就容易出现油管漏油的现象，严重影响了生产周期。
2无管采油技术工作原理无管采油系统主要由循环阀、抽油泵、套管、悬挂装置、空心杆组成。
采用无管采油技术进行油井作业时，可以直接将抽油泵悬挂在套管内壁上，空心抽油杆可以拉起泵柱塞使其上下运动，当空心抽油杆将柱塞向上提拉时，井底油液受压强影响就被抽到泵的下腔，这时再将柱塞下放，泵腔里的油液就被压进空心杆内的出油通道到达井口，然后被送入地面的输油管内。
洗井作业时需要打开井下的循环阀，可以将空心杆放到井下的循环阀处，然后打开循环阀，这样就开设一条由循环阀到套管再到空心杆内的可循环通道71〕。
洗井结束后，将空心杆拉回至特定的高度，将方卡子紧固好就可进行油田的正常生产。
3无管采油技术的特点无管采油不同于常规的采油方式，简化了出油装置，改变了出油通道，所以具有不同于常规采油方式的特点。
第四章 无杆泵采油讲解
第四章无杆泵采油一般将利用抽油杆柱上下往复运动进行驱动的抽油设备统称为有杆抽油设备（井数多规模大）；凡是不用抽油杆柱传递能量，而是利用电缆或高压液体传递能量的抽油设备统称为无杆抽油设备。
利用抽油杆柱旋转运动的井下螺杆泵装置虽然也有抽油杆，但习惯上将其列入无杆抽油设备。
本章主要介绍潜油电泵、螺杆泵、水力射流泵和水力活塞泵抽油装置、采油及工艺设计方法。
第一节潜油电泵采油潜油电泵(ESP，Electric Submersible Pump)全称电动潜油离心泵，简称电泵或电潜泵，是将电动机和多级离心泵一起下入油井液面以下的采油设备。
主要特点是排液量大、自动化程度高，目前广泛应用于非自喷高产井、高含水井和海上油田。
一、潜油电泵采油系统如图4-1所示，潜油电泵采油系统主要由电机、保护器、气液分离器、多级离心泵、电缆、接线盒、控制屏和变压器等部件组成。
除了上述基本部件外，还可选用一些附属部件，如单流阀、泄油阀、扶正器、井下压力测量仪表和变速驱动装置等。
该系统的工作原理是地面电源通过变压器、控制屏和电缆将电能输送给井下电机，带动多级离心泵叶轮旋转，将电能转换为机械能，把井液举升到地面。
图4-1 典型潜油电泵采油系统1. 潜油电泵系统部件1）电机电机用于驱动离心泵转动。
井下电机一般为两极三相鼠笼感应电机，工作原理与地面电机相同，在60Hz时的转速为3500rpm(r/min)，目前电机的功率范围为5.5-735kW，根据实际需要电机可以采用几级串联达到特定的功率。
电机内充满电机油，用于润滑和导热，运行电机产生的热量由电机油通过电机外壳传给井液，井液将热量带走冷却电机，因此电机必须安装在井液流过的地方。
2）保护器保护器主要用于将电机与井液隔开，平衡电机内压力和井筒压力。
保护器的作用是连接电机的驱动轴与泵轴，连接电机壳与泵壳；保护器的充油部分与容许压力下的井液连通时，保证电机驱动轴密封，防止井液进入电机；当电机运行时，电机内的润滑油因温度升高而膨胀，保护器内有足够的空间储存因膨胀而溢出的电机油，防止电机内压力上升过高，反之当油温下降收缩时，保护器内的油又补充给电机；保护器中的止推轴承用于承受泵轴重量和各种不平衡力；保护器外壳也作为电机油附加冷却面；可以罩住电机的止推轴承。
水力射流泵采油
水力射流泵采油一、水力射流泵采油系统水力射流泵（也称喷射泵）是利用射流原理将注入井内的高压动力液的能量传递给井下油层产出液的无杆水力采油设备。
射流泵采油系统与水力活塞泵一样，也是由地面（包括动力液供给和产出液收集处理系统）和井下（包括动力液及产出液在井筒内的流动系统和射流泵）两大部分组成。
地面部分和井筒流动系统与水力活塞泵开式采油系统相同，动力液在井下与油层产出液混合后返回地面。
射流泵主要由喷嘴、喉管及扩散管组成。
喷嘴是用来将流经的高压动力液的压能转换为高速流动液体的动能，并在嘴后形成低压区。
高速流动的低压动力液与被吸入低压区的油层产出液在喉管中混合，流经截面不断扩大的扩散管时，因流速降低将高速流动的液体动能转换成低速流动的压能。
混合液的压力提高后被举升到地面。
射流泵是通过流体压能与动能之间的流体能量直接转换来传递能量，而不像其它类型的泵那样，必须有机械能量与流体能量的转换。
因此，射流泵没有运动部件，结构紧凑，泵排量范围大，对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性。
由于可利用动力液的热力及化学特性，水力射流泵可用于高凝油、稠油、高含蜡油井。
射流泵可以采用自由安装，因而检泵及泵下测量工作都比较方便。
尽管水力射流泵具有以上优点，但由于高压动力液通过喷嘴时的水力阻力损失和高速流动的动力液与低速流动的油层产出液产生的高湍流混合损失，射流泵的效率远低于容积式泵的效率，并且需要建设地面动力液系统，因而，在正常条件下其使用仍受到一定的限制。
二、水力射流泵的工作特性（一）射流泵的工作原理在动力液压力为p1、流速为q1的条件下，动力液被泵送通过过流面积为An的喷嘴。
压力为p3、流速为q3的井中流体则被加速吸入喉管的吸入截面，在喉管中与动力液混合，形成均匀混合液，在压力下离开喉管。
在扩散管中，混合液的流速降低，压力增高到泵的排出压力p2，这个压力足以将混合液排出地面。
水力射流泵的排量、扬程取决于喷嘴面积与喉管面积的比值。
机械有杆无杆采油技术
1 节点系统的划分
求解点设置在下 泵深度处。
油层、井筒与抽油 设备的协调条件：
质量守恒
能量守恒
热量守恒
二、螺杆泵技术
原理与优点 螺杆泵采油流程示意图
优点：
采油工程原理与设计
1）适应性强。适合粘度 5000mPa.s以下的原油 开采，原油中含砂量
≤40%的情况下也可正 常生产；不会发生气
锁现象。
32
(二)典型示功图分析
典型示功图：某一因素的影响十分明显，其形状代表了该 因素影响下的基本特征的示功图。
1.气体和充不满对示功图的影响 ①气体影响示功图
气锁
g
DD S
充满系数： AD
AD
图10-8 有气体影响的示功图
②充不满影响的示功图 充不满现象：地层产液在上冲程末未充满泵筒的现象。
充不满的示功图
管式泵特点：结构简单、成本低，排量大。但检泵时必须
起出油管，修井工作量大，故适用于下泵深度不很大，产量 较高的油井。
杆式泵特点：结构复杂，制造成本高，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。
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
普通接箍：连接等直径的抽油杆
异径接箍：用于连扶接正不器同直径的抽油杆
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
超高强度抽油杆
特
玻璃钢抽油杆
种
抽
空心抽油杆
油 杆
电热抽油杆
连续抽油杆
柔性抽油杆：如钢丝绳抽油杆
二、泵的工作原理
解决油井偏磨问题---液力驱动无杆采油设备
三、MBS液力采油泵技术简介
工作原理 上行程：中心管打入高压动力液，进入上 行泵筒内腔，上行泵筒上行，带动小柱塞、 上出油阀、小泵筒、大柱塞、下出油阀、大 泵筒上行，液压腔A被压缩，压力上升，此时 下出油阀关闭，A腔产液进入B腔，克服产液 柱的压力，顶开上出油阀，进入油管。
5 6
下行程：地面动力液压力降低，由于 产液液柱和油套环空液柱的压差作用，形成 液力反馈力，上出油阀关闭。在液力反馈力 的作用下，上行泵筒、上行柱塞、小柱塞、 上出油阀、小泵筒、大柱塞、下出油阀、大 泵筒下行，上行泵筒内的乏动力液压回地面 存储罐。同时，A腔体积增大，吸入B腔产液， B腔压力降低，吸入泵外产液。
悬挂抽油泵参数： CYB(Φ 32-Φ83)×(3-5)液力反馈泵 说明： 以上液力采油装置部分参数，对于国内不同的井况， 需对设计参数进行不同的调整； 动力液在地面加压，加压方式有多种，如油田注水管 网里的高压污水、专用活塞泵装置、抽油机带动井口往复泵 等，以上介绍为地面撬装站方式。
四、特点
1、地面动力液驱动井下动力缸,带动抽油泵柱塞，实现采油过程。 没有抽油杆上下运动，不存在杆管磨损问题。 2、由于产液液柱、动力液液柱 相互平衡，系统负载只有面积为 泵径、高度为动液面深度的液柱，比有杆采油设备少抽油杆重量载 荷。 3、利用有限的自循环水基溶液传递液压驱动的动力，简化了地 面设备和流程，地面设备完全实现撬装化，结构简单紧凑，易于管 理、运输和维护； 4、由于没有抽油杆伸缩引起的冲程损失，与有杆采油设备相比， 泵效高。 5、适用范围广，包括水平井、稠油井、结构复杂井、高含气井。 6、使用寿命长于其他水力采油设备。
23.29
27.15 29.48 38.9
3.35
3.91 4.25 5.6
一种新型无杆液力活塞抽油泵的研制
［ 要］ 在试油测试过程 中，常规排液工艺存在动力液和地层产 液混合排 出、劳动强度 大、人 为因素影响多等问题 ，为此研 摘 制的一种新型无杆液力活塞抽 油泵，可与油管配合使 用，动力液只能在 油管 内流动 ，地层产液不能进入 油管 ，克服 了动 力液 和地层产液混合排 出的缺点，能够在较短 时间内判 断地层是 否产水，落实地层产液的性质 。
［ 关键词］新型无杆 液力抽油泵；研制
在 试 油 测试 过 程 中 ，排 液 是 落 实 地 层产 液 性 质 、取 得 产 能 的一 项 重 要 工 序 。 目前 ，用 于排 液 的工 艺 方 法 主 要 有 水 力 抽 子 抽 汲 排 液 、 油 管泵 排 液 、氮 气 举 排 液 及 连 续 油 管 注 氮 排 液 、 螺杆 泵 排 液 、水 力 活 塞 泵 排 液 、射 流 泵 排 液 等 项 排液 工 艺 ｕ。】 为 解 决 稠 油井 不 能 常 规 抽汲 求 产 的难 题 ， 多 采 用 油 管 泵 排 液 、 电缆 热 敷 油 管 螺 杆 泵排 液 、水 力 活 塞 泵 排 液 、射 流 泵 排 液 等 项 排 液 工 艺 ，辅 以 射 孔 测 试 、排 液 求 产 器 联 作 等 。但 油 管泵 排 液 能 耗 大 、劳 动 强 度 高 ，人 为 因素 影 响 较 多 ；水 力 活 塞 泵 、射 流 泵 排 液 由于 动 力 液和 地 层产 液 混 合 排 出 ，在 较 短 时 间 内不 易 判 断 地 层 是 否产 水 ，很 不 适 用 探 井 落 实 液 性 的 要 求 ，因 此 ， 需 开发 适 用 于 稠 油 、高 凝 油 、低 产 、深 层 以及 斜 井 、水 平 井 的 排 液 工 艺 技 术 。新 型 无 杆 液 力 活 塞 抽 油泵 即针 对 上述 问题设 计而 成 。
4-1无杆泵采油
单流阀结构示意图 接头； 限制销； 1 —接头；2 —限制销； 接头 限制销 特制螺母； 球体； 3 —特制螺母；4 —球体； 特制螺母 球体 阀座； 5 —阀座；6 —密封圈 阀座 密封圈
采油工程 29
电动潜油离心泵
10)泄油阀 10)泄油阀
泄油阀应装在单流阀上方一根油 管处，它是一个剪切插销装置。 泄油阀的作用：
电潜泵举升方式的主要缺点： 电潜泵举升方式的主要缺点：
(1) 下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制； (2) 比较昂贵，初期投资高； (3) 作业费用高和停产时间过长； (4) 电机、电缆易出现故障； (5) 日常维护要求高。
采油工程 9
(一) 电动潜油离心泵型号及主要部件
1．电动潜油离心泵型号
类型：
• 电缆主要包括圆电缆和扁电缆，扁电缆主要用于电 电缆主要包括圆电缆和扁 机或套管环形空间间隔较小的井。扁电缆又分大扁 机或套管环形空间间隔较小的井。扁电缆又分大扁 电缆和小扁电缆。 电缆和小扁电缆。
采油工程 23
采油工程24
电缆的型号
QY P N M 3 - 3×16
芯线×截面 mm2 形状特征 外护层代号 内护层代号 绝缘代号 电缆代号
中间部分
由电缆和油管组成。 将电流从地面部分传送给井下部分，采用的是特殊 结构的电缆 (圆电缆和扁电缆)。在油井中利用钢 带将电缆和油管柱、泵、保护器外壳固定在一起。
采油工程 8
电动潜油离心泵
电潜泵举升方式的主要优点： 电潜泵举升方式的主要优点：
(1) 排量大； (2) 操作简单，管理方便； (3) 能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油； (4) 在防蜡方面有一定的作用。
采油工程 36
二、电动潜油离心泵的生产管理与分析
游梁抽油机驱动式无杆液力抽油系统[实用新型专利]
![游梁抽油机驱动式无杆液力抽油系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b8e43f511a37f111f0855b75.png)
专利名称：游梁抽油机驱动式无杆液力抽油系统专利类型：实用新型专利
发明人：崔自力
申请号：CN200620159801.3
申请日：20061201
公开号：CN201078219Y
公开日：
20080625
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及石油开采技术领域，提供了一种用于油田油井抽油的游梁抽油机驱动式无杆液力抽油系统，其特征在于，在井口下面的油管短接下端设置一动力泵，在动力泵下端设置油管柱，在油管柱下端设置井下液力抽油泵，在动力泵的外面设置一动力泵上外筒和动力泵下外筒，在动力泵里面设置一动力泵上工作筒和动力泵下工作筒，在动力泵上工作筒中设置一小直径动力柱塞，在动力泵下工作筒的里面设置一大直径动力柱塞，在小直径动力柱塞的上端设置一抽油杆短接，在抽油杆短接上面设置一抽油杆光杆，在大直径动力柱塞的下端设置一密封接头，在密封接头下面设置有多根加重杆。
实用新型因取消了抽油杆而采用液力驱动，可彻底消除杆管偏磨现象。
申请人：崔自力
地址：062552 河北省任丘市华北油田综合五处局机关小区170栋2号
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。
无杆泵采油技术装备.ppt
应用效果
➢ 通过结合ESP、多分支井和远程监控技术的优 势，控制了含水量
➢ 多分支井利用两个井眼对同一储层进行开采， 而仅需一个井槽，节省了成本，使CNOOC 的 投资回报率实现了最大化。
➢ CNOOC利用智能井技术对每个分支井的流量 进行远程监控，更好地进行油藏管理，实现了 产量和储量采收率的提高。
➢ 由于抽油杆柱的存在，应用受限：
泵效低，排量小 泵挂深度受限，不适于深井或超深井 冲程、冲次受限 产生偏磨、腐蚀 不适用定向井
无杆泵采油
➢ 电动潜油离心泵 ➢ 水力活塞泵 ➢ 喷射泵 ➢ 液力驱动螺杆泵 ➢ 电动潜油单螺杆泵 ➢ 电动潜油双螺杆泵 ➢ 直线电机驱动往复泵 ➢ 电动潜油混抽泵
Intake Pressure Discharge Pressure Intake Temperature Motor Temperature Vibration Flow / Discharge temperature Current Leakage (Earth Fault Monitoring)
➢ 将用于储层管理的智能井技术与ESP远 程监控技术相结合，使泵送作业得到优 化，从而显著地提高流量或最终的储量 采收率
应用实例一
➢ 1999年，为了控制产水量，BP公司将井下流 体控制技术和ESP共同应用在了其位于英格兰 多塞特Wytch Farm油田M-15油井中，这是 这两项技术第一次联合应用在单个完井作业中
Gas Lift Monitoring
Annulus Pressure Tubing Pressure Downhole Temperature Vibration Current Leakage (cable to surface integrity)
新型采油技术在石油工程中的应用王永鹏
新型采油技术在石油工程中的应用王永鹏发布时间：2021-09-09T03:03:20.068Z 来源：《中国科技人才》2021年第17期作者：王永鹏[导读] 油田开发过程中，对工作的要求比较高。
油田开发工作的开展将影响着全民的经济发展，在全民经济发展的过程中占据着举足轻重的位置。
身份证号码：21062419920911XXXX摘要：油田开发过程中，对工作的要求比较高。
油田开发工作的开展将影响着全民的经济发展，在全民经济发展的过程中占据着举足轻重的位置。
由此可见，油田开发工作的重要性，而在油田开发的过程中，自然离不开采油工程技术，良好的采油工程技术的采取不仅可以提升采油工作的质量和效率，最重要的是，可以提升开采的水平，获取更多的石油资源，进而促进国民经济的发展与提升，同时也可以提升国民对于石油的需求。
关键词：采油工程；新技术；应用探究引言油田开发的中后期会出现综合含水量大幅度上涨的情况，这使得开采油井内的石油的难度急剧增大。
面对这种情况目前较为普遍的做法是对油井采取压裂处理以此来提高开采效率，保证开采产量。
为了进一步提高开采产量，有些企业还会采用稳油控水技术，来将油井内的含水量控制在合适的范围以内，降低含水量对石油开采的影响。
但是在油井中后期的开发过程中有时还会出现设备被腐蚀太严重的情况，这对于工作人员的生命安全和油井的安全都是极大的威胁，所以工作人员也应该对开采设备进行定期的检修和维护，这也可以在一定程度上提高开采效率，而且事关工作人员的生命安全，企业也必须更加重视和用心，这样也能更好地保障油田的安全和开采效率。
1采油工程技术的发展在石油采油工程技术领域，将采油按难易程度分为一次采油技术、二次采油技术和三次采油技术。
简单来讲，在油田发现之初，油藏丰富，油藏上覆盖地层，致使储油岩石和原油中聚集了非常大量的自然能量。
当油井将储油层与地面连通后，井底聚集的自然能量使得压力远高于井口，因此这个压差会将原油从储油层压到油井中最终并压升到地面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｍ，冲程 ４ ８ ． ｍ，冲次２ ７ｒｎ ． ｉ～， 日 ａ 注水量 ７ ２ｍ ，产 出液６ ０ｍ 。结果表 明，新型无杆水力采油 装置延长 了 抽油泵的使用寿命，彻底根除 了杆管偏磨 ，采用球阀换 向，对动力液要求较低 ，日常
维护简单。
关键词 无杆水力采油装置 动筒式结构
捕球钳
换向阀球
而带 动抽 油泵柱塞 运 动 。
引
言
随着油 田开 发地层 能量 的不 足 ，开采成 本也 相
应增加 ，目前中原油 田已将 ２ 泵下入 ３ ０ ８ ０ ２ ｍ，杆 管偏磨严重 ，冲程损失大 ，泵效低 ，能耗大。水力 活塞泵 因泵效高 、下泵深度大而受到用户好评 ，但
一
７ ２一
石 油 机
械
２０ ０ ６年
第３ ４卷
第 ９期
球 阀处 于开启 状 态 ，下缸筒 上 下腔 相通 ，从 油 管进
２０ ０ｍ 处 的 ￣４ｈ 柱塞 压力 为 ０ ４ ｉ ｍ
Ｆｌ ＝ ｐ ｇ Ｓ ￣ ＝ ２ ８ 水 ｈ ａ ９７ ７ Ｎ
入的高压动力液进入阀罩 ，经过换向球阀、下活塞
（．中原 油田分公 司第二采 油厂 ２ １ ．濮阳中石化集 团抽油泵厂）
摘要
针对 中原油田中后期开发存在的液面降低 、泵挂加深使得抽油机载荷增加、＞ 程损 失 中
增大 、杆管偏磨严重等问题 ，研制 了新型无杆水力采油装置。该装置采用球 阀换向，冲程长、冲 次低。现场试验时 ｓ ３ ４ ． ｃ８ 一 ８型无杆水力采油装置 与常规管式抽 油泵联用 ，下泵深度 ｌ ５ ０ ６
Ｖ 行 ＝． ＝９ １ Ｌ； Ｔ 程 ｓ 上 ．
上行时间 ： ｌ ２ ； ｓ ＝ ０ｓ
供 液流量 ：ｑ 上 程 ｓ ＝１ １Ｌ ｓ ＝Ｖ 行 ／ｌ ． ／ ；
行 阻力越大 ，排液阀关闭得越 紧，下缸筒推动柱塞 的力也越大 。换 向接头与下缸筒一起下行 ，当捕球 钳进入换向接头时 ，捕球钳打开 ，阀球 落人阀座 ，
建动 力液 处理站 。
技 术 分 析
１ ．结 构
图 １ 新 型无杆 水力采油装置 结构 示意图
１ 一进液筛管 ； 一 上接头 ；３ ２ 一上缸筒 ； 一长活塞 ４
杆 ；５ 一外管 ； 一换 向接头 ；７ ６ 一下缸筒 ； 一 阀罩 ； ８ ９ ～捕球钳 ；１ 一换向球阀；ｌ一下活塞 ；１一顶 Ｏ １ ２ 球杆；１一弹簧保护装置；１一排液接头 ；】～ 排 ３ ４ ５ 液阀 ；１一排液弹簧；１一拉杆接头 ；１ 一下接头 ６ ７ ８
供液压力 ： Ｆ／ （ 下一ｓ ） ＝ １ Ｐ ； Ｐ＝ Ｉ ． ． ｓ 上 １Ｍ ａ
下行 时 间 ：ｓ ＝ 行 ／ ：８４ｓ ２ 程 ｑ ． ；
换 向球阀关 闭，下行程结束 ，上行程开始。
从油管进入的液体全部进入下缸筒上腔 ，在液 压力的作用下 ，下缸筒上行 ，带动抽 油泵柱塞上 行 ，此时作用在抽油泵柱塞上的载荷 ，将拉杆接头 拉下 ， 排液阀打开，下缸筒下腔的液体排出。顶球 杆 随下缸 筒上 行 ，当顶 球杆 与 阀球接 触 时 ，顶 球 杆 不足以将球顶开 ，于是弹簧压缩 ，顶球的力逐渐增 大直至将球顶开 ，当换向阀打开后 ，作用在阀球上
的液压力减小 ，在 弹簧 的作用下将 阀球顶入捕球 钳 ，被捕球钳夹住 ，上行程结束 ，下行程开始 。 油管 一 隔器 管 柱安装 示 意 图见图 ２ 封 。
出液为 ６ 。 ０ｍ 。通过试验 ， 取得了宝贵的数据 ，同时 也暴露出运行不平稳 、弹簧寿命较短等问题。
由于动力液的处理成本高而受到限制。中原油田分 公司采油二厂和濮阳中石化集 团抽油泵厂共 同研制
的新型无杆水力采油装置工作原理与水力活塞泵相
下缸 简 下腔
似，但结构有很大的区别。它采用球阀换向，长 冲
程低冲次 ，其冲程可达 ８ｍ，冲次 ２ ３ｒｎ ～ ｉ～，低 ａ 速运行减少了杆管磨损 ，对动力液要求较低 ，采用 注水管网的水作为动力液就可驱动 ，不需要另外再
新型无杆水力采油装置结构示意 图见图 １ ，它 采用 动筒 式结 构 ，上接 头与 油管 、外 管 、长 活塞 杆 相连固定不动 。上缸筒与长活塞杆 、 下缸筒与下活
塞配合 间隙密 封 。上缸 筒与换 向接 头 、下缸 相连 ，在高压水的驱动下上下往复运动 ，从
上行速度要求 ： ＝ ． ／ 。 。 ０４ｍ ｓ
现场工业试验
目前 ，新 型无 杆水 力 采 油装 置 已在 中原油 田采 油 二厂先 后 进 行 了 ２次 工 业 性 试 验。采 用 Ｓ ３— Ｃ８
７ —４ ８ ５ 常规管式泵联用 ，下泵深度 １ ５ Ｏ ．与 ７ ０ｍ， ６ 冲程４ ８ ． ｍ，冲次 ２７ｍｎ ． ｉ～，日注水量为 ７ 产 ２ｍ ，
维普资讯
石 油
机
械
２０ ０６年
第３ ４卷
第９ 期
Ｃ ＮＡ Ｐ ＨＩ ＥＴＲ０Ｌ ＥＵＭ ＭＡＣ ＮＥＲＹ ＨＩ
●新产 品 开发
新 型 无 杆 水 力 采 油装 置 研 制 与应 用
陈传东 孙云 忠 孙 海 许少永 徐正 国
进入下缸简下腔 ，此时下缸筒上下腔压力相等 ，由
于下缸筒的下截面面积大于上截面环形面积 ，在液 压力的作用下 ，下缸筒下行 ，推动抽油泵柱 塞下
行 ，同时抽 油 泵柱塞 下行 阻力 使得 排液 阀关 闭 。下
深抽器容积 ： 上 程＝ ． ｓ 行 （ 下一． ｓ 上）ｋ＝ １７ Ｌ ２ ． ；
新型无杆水力采油装置工作时 ，捕球钳夹住阀 球 ，在水流的作用下捕球钳将阀球牢牢钳住 ，换向
该装置 已获国家发 明专利 ，专利号为 Ｃ ２０ ０ ６ ３４ ２；实用新型专利 ，专利号为 Ｃ ２ ０ ０ １３ 。 Ｎ ０５ １ ０ ８０ ． Ｎ ０ ４２０ １２ ３ ３
维普资讯