石油钻采机械概论论文

采油新技术综述
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新型机采配套小工具简介
自锁式脱节器
一、工作原理
1、对接时，随抽油杆下入泵内的锁爪首先套住中心杆的缩径部分，在其导向作用下而下移，当触及中心杆的轴径部分时，在杆重作用下径向张开并继续下移，张开后的锁爪外径大于锁紧套内径，从而迫使锁紧套压缩弹簧下移，当锁爪移至中心杆的第二个缩径部分时，在其本身弹力作用下恢复原形，同时锁紧套在弹簧压缩力作用下而上移，套住锁爪，该脱接器对接过程完成，使抽油杆与活塞可靠地连接在一起。

2、正常抽油时，锁爪受锁紧套的包紧作用不能张开，能可靠地承载。

3、检泵时，只需上提抽油杆，当脱接器上提至释放接头处时，锁紧套受其阻碍下移，从而解除对锁爪的锁紧，使锁爪与中心杆脱开，并顺利起出抽油杆。

二、特点
自锁式脱接器结构简单，下井操作简便。

上、下冲程双向锁紧，工作可靠，过流面积大，流阻小。

新型抽油杆扶正器
一、结构
新型抽油杆扶正器由扶正器中心杆、抽油杆尼龙扶正体、抽油杆接箍三部分组成。

二、原理
采用国内高强度耐磨单体尼龙一次成型，套在抽油杆扶正器中心杆上，在井斜部位或斜井随抽油杆配套下入该扶正器，起到抗磨扶正作用，有效保护油管、抽油杆不受磨损，延长管、杆使用寿命。

三、特点
1、中心杆采用35CRMO优质合金钢，并经调质热处理发兰，抗拉强度达到95kg/mm以上，中心杆直径32mm，抗拉强度、抗疲劳强度大于D级抽油杆。

抗磨扶正体用国内最好的耐磨高强度单体尼龙一次成型，具有良好的耐油、耐盐、耐碱性，设计寿命可达1.5-2.0年，比目前所使用的扶正体材质好，更耐磨，能有效延长使用寿命。

2、中心杆可重复使用，下井使用后只需更换单体尼龙扶正器就能再次下井使用，中心杆使用寿命与D级抽油杆相同。

3、对Ф75.9mm油管和Ф62mm油管，可选用相适应的扶正体。

本扶正器与抽油杆大小头组配，适应各种直径的抽油杆，使用范围广。

4、该扶正器与滚轮式扶正器相比不刮坏油管，使用寿命长；与卡辫式扶正器相比不调卡辫，内孔不磨损，使用寿命长，能长期起抗磨扶正作用。

可溶式扶正器
一、结构及特点
可溶性扶正器，是针对机械滤砂管下井中与井壁磨擦易损坏，引鞋和滤脱开等问题而研制的。

可溶性扶正器的扶正体，采用高强度可溶性材料加工成型，具有较高的机械强度和耐磨性。

它的使用既实现
了防砂管柱下井过程中的扶正与保护，又不影响防砂失效后对防砂管柱的后期处理。

从而提高了防砂成功率，延长单井生产周期，降低采油成本，提高经济效益。

二、主要技术指标：
密度：1.67g/cm3
抗压强度：20.7MPa
抗折强度：6.3MPa
在60℃污水、卤水、HL压井液、 1%HCL和1%NaOH溶液中浸泡72-96h后基本失去强度。

超越离合器
抽油机安装超越离合器，是在不改变抽油机原有工作制度、不改变其井下人工举升设备的条件下，达到提高机采系统效率（进而达到节能或增产目的）的有效技术手段。

一、主要原理
抽油机安装超越离合器后，使得原双向动力传动系统变为单向动力传动，不平衡负荷不再反拖电机发电，提高了电机和皮带的传动效率；单向传动（或超越）造成平衡块以不均匀的角速度进行旋转，使得抽油杆“慢下快上”，提高了井下泵阀的工作效率和液体的上行流动效率。

二、主要特点
1、提高抽油机机采系统效率，进而达到节能或增产的目的；
2、改善井下流体的流动状态，减弱脉动性的负面影响，减轻结
腊和砂卡现象的发生；
3、延长井下采油泵的检修周期，改善电机和皮带的工作状态；
新型抽油泵简介
CFCYB型长柱塞式防砂抽油泵
一、技术参数
二、性能特点：
1、防砂埋、防砂卡、防砂磨、耐腐蚀
该泵采用环空沉砂，停泵时能防止砂埋抽油杆，在工作时防止泵卡柱塞，特别是能有效防止砂粒进入柱塞与泵筒之间的密封间隙，造成对泵筒及柱塞的强烈磨损。

由于磨损减轻，柱塞及泵筒的表面强化层不易被破坏，保证基体不会直接与腐蚀介质接触，故采用同样的表面处理工艺，其耐腐蚀性能要优于常规泵。

2、寿命长：
在含砂油井上使用的抽油泵，其损坏形式均为阀或间隙漏失过大等主要原因。

该泵能有效地防止砂磨，减轻腐蚀，故泵的使用寿命将大大延长。

3、使用维修方便
该泵使用过程中无特殊要求，所有的阀及阀罩均采用标准件，拆装也十分方便，各采油厂工具队均能维修。

三、工作原理：
长柱塞式防砂抽油泵采用环空沉砂及长柱塞、短泵筒结构，泵的抽汲原理与常规泵相同：即上行时，固定阀打开，井液在沉没度压力的作用下进入泵内，同时游动阀关阀，将井液上提；下引时，固定阀关闭，井液冲开游动阀进入柱塞上部油管内。

该泵停抽时，无论柱塞处在何位置，下沉的砂粒均会通过环空进入泵下尾管，而不会象常规泵那样沉在泵筒内的柱塞上面造成砂埋抽油杆。

砂卡一般发生在泵正常工作中，当有较大的砂粒进入泵筒与柱塞之间的间隙时，就会对柱塞与泵筒之间产生较大的磨擦力，当这个力足够大时，就发生砂卡柱塞的现象。

长柱塞、短泵筒结构的泵则不会发生这种现象，当柱塞上行时，长柱塞上部压力大于下部压力，上部的液体会沿间隙下行，故下部泵筒与柱塞之间的砂粒不会进入密封间隙，只有直径比间隙还小的砂粒随泄漏液体进入密封间隙，但由于它直径较小，不会使柱塞发生较大的磨擦力，故不会造成砂卡；柱塞下行时，柱塞下部的压力大于上部压力，其防砂的原理正好与柱塞上行时相同。

由于大的砂粒无法
进入泵的密封间隙之中，一方面防止了砂卡柱塞，同时也大大减轻了泵的磨损，延长了泵的使用寿命。

四、适用条件：
1、套管完好无变形、无破损。

2、适用于气油比不高的油井，气油比较高易发生气锁的油井不宜采
用。

五、施工步骤：
1、压井，起出原井管柱。

2、下泵前冲砂至人工井底。

3、下长柱塞式防砂抽油泵管柱，泵下必须接带丝堵的尾管，尾管长
度根据井况在100-300m之间。

4、下长柱塞及抽油杆，碰泵，提防冲距，试抽、憋压合格后交井。

（注意：不准超过规定冲距使用）。

CYB44/63型防砂式稠油泵
一、结构及其特点：
1、结构：该泵由泵筒、抽稠结构、环空沉砂结构组成。

2、结构特点：
A 泵筒为一整体缸筒，它由双通接头和扶正体固定在泵的外套中间，泵折装方便。

B 抽稠结构：采用反馈长柱塞使泵在下行过程中产生下行加压力，克服了因油稠造成的光杆下行困难。

C 环空沉砂结构：由泵筒和外套所形成的环空与泵下部连接的沉砂
尾管连通，组成一个沉砂通道，沉砂管底部接丝堵，形成泵下沉砂口袋。

从而防止泵在停抽或工作中砂卡和砂堵。

二、主要技术参数：见下表
主要技术参数表
三、工作原理
上行程时，下柱塞的进油阀关闭，泵筒储油腔中原有油井液体，随着腔室减小，压力增大，液体打开反馈长柱塞的排油阀排至泵上油管内，完成泵的排油过程。

下行时，反馈长柱塞的排油阀关闭，下柱塞中的机械开启式进油阀打开，井内液进入泵储油腔室，完成一次进油过程，随着泵的不断抽汲，将井内液体排至地面。

下行程时，由于排油阀呈关闭状态，泵上液柱压力作用在长柱塞上，推动泵柱塞下行，克服了原油粘滞阻力过大造成杆柱下行困难，保证了泵在稠油井中的正常工作。

泵在抽汲中或停抽时，如果砂子下沉，由于泵上柱塞挡在泵筒上部，使砂子不能再落入泵筒内，而是通过泵筒与外管之间的沉砂通道沉到泵下沉砂管内，从而可防止泵在抽汲中或停抽时砂卡。

作业时，
起出泵下尾管清除沉砂管内砂子。

四、适用条件：
1、油井固井质量好，套管完好无变形、无破损。

2、原油粘度≤4000MPa.S的稠油井、稠油出砂井。

（地面50℃脱气原
油粘度）.
3、油井含砂≤2%,含砂>2%的油井应与其他油层防砂工艺结合起来应
用。

4、泵内橡胶件适应在井温≤250℃条件下工作。

五、施工步骤：
1、压井，起出原井管柱。

2、探冲砂至设计位置。

3、下防砂稠油泵管柱，泵下尾管根据井况确定在100-300m，尾管下
端接丝堵。

下泵前，必须检查柱塞及泵的各部螺纹是否牢固。

然后方可下井。

（若方案要求防砂则应先进行防砂）。

下脱接器上接头及抽油杆柱，杆柱下到泵上15m时，应放慢下放杆柱（以防撞坏脱接器）对接脱接器后一定要碰泵。

上提防冲距，一般按抽油杆每1000m上提0.8m为宜。

若用作业机试抽，上提杆距离不要超过泵的最大行程，以防柱塞出泵筒。

试抽合格后交井。

参考文献：《石油钻采机械概论》
《采油机械设计计算》
《国内外钻井与采油设备新技术》。