螺杆泵采油技术
合集下载
相关主题
- 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)。
螺杆泵采油技术
•螺杆泵采油系统停机反转有什么危害？
•A• 螺杆泵的反转会使杆柱脱扣、光杆甩弯，地面驱 动装置零部件损坏； •B• 螺杆泵的反转不仅会危及设备的安全，还会危及 现场维护操作人员的安全，成为生产事故的隐患。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•地面驱动装置防反转及安全防护技术
•地面驱动装置防反转结构形式及工作特点
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•螺杆泵理论排量如何计算 ？
• • 理论每转排量公式如下：
• 现场应用中，根据选用泵的型号可计算出理论排量， •公式如下：
PPT文档演模板
•式中：
•Q——螺杆泵理论排量，m3/d； •q——螺杆泵每转排量，ml/r； •n——转子转速，r/min。
螺杆泵采油技术
•地面驱动单螺杆泵采油系统由哪几部分组成？
PPT文档演模板
• 锥螺纹抽油杆结构
螺杆泵采油技术
•插接式抽油杆
• • 根据螺杆泵井抽油杆需要承受垂向拉力，又要承受旋转扭矩的 特点，研究出了插接式螺杆泵抽油杆，该抽油杆的结构如图。
•插接式螺杆泵抽油杆结构图
•插接式螺杆泵抽油杆结构示意图
PPT文档演模板
•1-杆体上接头；2-O形密封圈； •3-接箍；4-杆体下接头
螺杆泵采油技术
•井下单螺杆泵由哪几部分组成？
• 井下单螺杆泵由定子
和转子组成。定子由钢制 外套和橡胶衬套组成，定 子内表面呈双螺旋曲面， 与转子外表面相配合。转 子由合金钢的棒料经过精 车、镀铬并抛光加工而成。 转子有空心转子和实心转
子两种。
PPT文档演模板
•1-下接头； •2-限位销； •3-定子； •4-转子； 螺•杆5泵-上采油接技头术
•5-光杆；
6-减速箱；
•7-专用井口； 8-抽油杆；
•9-抽油杆扶正器；
•10-油管扶正器；
•11-油管； 12-螺杆泵；
•13-套管； 14-定位销；
•15-锚定装置；16-筛管
螺杆泵采油技术
•地面驱动装置工作原理
•当螺杆泵采油系统工作时，电动机的动力通 过皮带轮一级减速系统、齿轮二级减速系统 传递到驱动装置输出轴上，输出轴通过方卡 子带动抽油杆柱、井下泵旋转，传递动力扭 矩，抽吸井液。
•应用 •范围
PPT文档演模板
•扬程可达到1800m • 排量可达到240m3/d (下泵深度800m)
•油品性质：（稠油、含砂、高含水、聚驱采油井等）
•井温可达到120℃ •直井
•斜度不大于30度的斜井
螺杆泵采油技术
•
•电动潜油螺杆泵
• 为满足稠油井、斜井及水平井举 升的需要，应开发应用电动潜油螺杆 泵。其系统由地面控制系统、井下电 缆、螺杆泵、保护器、减速器和电机 等组成。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•(一)、螺杆泵基础 知识
•螺杆泵定、转子的线数
• 目前所应用的螺杆泵线数均采用N/N+1形式，即定子的线 数总是比转子的线数多一线，这是由空间啮合理论所决定的。螺 杆泵的线数与螺杆数量是两个根本不同的概念，不应混为一谈。
• 1：2结构
PPT文档演模板
2：3结构
3：4结构
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•
•(三)螺杆泵采油技术的发展 趋势
•探索新型螺杆泵
•主要包括以下几种泵：
•
金属定子螺杆泵
•
等壁厚定子螺杆泵
•
合成材料螺杆泵
•
空心转子螺杆泵
•
多吸入口螺杆泵。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•螺杆泵采油的技术特点是什 么？
•一是 •一次性投资少。与电动潜油泵、水力活塞泵和游梁式抽
PPT文档演模板
•５ •6 •5
•7
•４ •3
•2
•8 •9 •10 •11
•12 •13 •14 •15
•16
•可分为地面和井下两大部分。
地面部分包括:驱动头和控制
柜，井下部分包括：井下泵、
•1
抽油杆、油管、配套工具
（如锚定工具、扶正器）等。
见左图。
•1－电控箱； 2-电机；
•3-皮带；
4-方卡子；
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•螺杆泵理论排量如何计算 ？
•已知单螺杆泵转子偏心距e，转子截面圆直径D和定子导程T，推导单螺 杆泵每转的理论排量计算公式 •解： •如图所示： •定子空腔的截面积为两个半圆和一个长方形组成， •转子的截面是圆， •由定子空腔与转子形成的空腔截面积为 ：
•螺杆泵(转子)转动一周(2π)时，封闭腔中的液体将沿轴线移动T的距离， •在任意横截面中，液体占有的面积为定子橡胶衬套截面所包围的空腔截 •面与螺杆截面积之差，因此单螺杆泵每转的理论排量为：
•插接式螺杆泵抽油杆的接头
螺杆泵采油技术
PPT文档演模板
•(一)载荷计算
•载荷：
•自重 •浮力
• •压差
螺杆泵采油技术
PPT文档演模板
•(二)扭矩计算
•扭矩：
•泵压差扭矩： •定转子间摩擦扭矩： •液体摩擦扭矩：
•惯性扭矩：
螺杆泵采油技术
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
• 目前机械防反转系统主要有
•棘轮棘爪机构摩擦式防反转装置 •楔块防反转系统 •液压防反转系统 •电磁式防反转装置等方式
螺杆泵采油技术
•锥螺纹抽油杆
• 锥螺纹抽油杆目前主要以实心杆为主，它的基本结构与普通实 •心抽油杆大体相同：杆体也是实心圆形断面的钢杆，两端为镦粗的杆 头。杆头由外螺纹接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方颈、凸缘和圆 弧过度区组成。其不同点为：锥螺纹抽油杆螺纹为钻杆锥螺纹。它是 根据螺杆泵与钻杆运动的相似性，充分利用了钻杆螺纹的锥度和螺距 大，螺纹牙齿刚度大的特点，使得抽油杆螺纹能够承受较大的预紧力 而不滑扣，并且卸荷槽的直径较大，这种螺纹不仅具有良好的密封性， 还能传递较大的轴向载荷和扭矩。
螺杆泵采油技术
PPT文档演模板
2020/12/5
螺杆泵采油技术
• 20世纪20年代法国的
moineau 发明了单螺杆泵水 • 力机械原理以来，螺杆泵在
众多工业领域得到了广泛的 应用。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
• 螺杆泵作为一种机械采油设备，它具有其它抽油设备所不能
替代的优越性，我国在螺杆泵应用上达到以下一些技术指标。
• 为了解决螺杆泵采油系统停机反转造成系统故障， 普遍在驱动装置中设置机械防反转系统。防反转系统可 以装在输出轴或输入轴上，装在输入轴上的防反转系统 受到的工作扭矩远小于装在输出轴上的工作扭矩，但装 置横向尺寸也相应变大。综合考虑选用防反转系统装在 输入轴上的方案较好，易于调整维护。
PPT文档演模板
•七是 •适合于海上油田丛式井组和水平井。螺杆泵可下在斜直井
段，而且设备占地面积小，因此适合于海上采油。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•ຫໍສະໝຸດ Baidu
•什么是螺杆泵？
• 螺杆泵又叫渐进式容积泵， 由定子和转子组成，两者的螺旋 状过盈配合形成连续密封的腔体， 通过转子的旋转运动实现对介质 的传输。
PPT文档演模板
油机相比，螺杆泵的结构简单，一次性投资最低。
•二是
•泵效高，节能，维护费用低。由于螺杆泵工作时负载
稳定，机械损失小，泵效可达90%，系统效率高可达50% 以上。设备结构简单、体积小，维护方便。
•三是
•占地面积小。螺杆泵的地面装置简单，安装方便。
•四是 •适 合 稠 油 开 采 。 一 般 说 来 ， 螺 杆 泵 适 合 于 粘 度 为
•简述螺杆泵工作 原理
• 沿着螺杆泵的全长，在
转子外表面与定子橡胶衬套内 表面间形成多个密封腔室；随 着转子的转动，在吸入端转子 与定子橡胶衬套内表面间会不 断形成密封腔室，并向排出端 推移，最后在排出端消失，油 液在吸入端压差的作用下被吸 入，并由吸入端推挤到排出端， 压力不断升高，流量非常均匀 。 螺杆泵工作的过程本质上也就 是密封腔室不断形成、推移和 消失的过程。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•地面驱动装置的传动原理
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•螺杆泵地面驱动装置及调控 技术
•地面驱动装置防反转及安全防护技术
•螺杆泵系统反转原因及危害
•停 机 反 转 的 原 因 分 析
PPT文档演模板
• 螺杆泵停机后或卡泵时，贮存在杆柱中的弹性变形能会 快速释放，使杆柱快速反转。 • 停机后，在油管及外输管线内的液体与套管内井液压差 作用下，螺杆泵会变成液压马达，使转子及连接的杆柱快速反 转。油套压差越大，杆柱反转速度越快，持续时间越长，直到 油套压差恢复平衡为止。 •
4：5结构
螺杆泵采油技术
•螺杆泵有哪些重要结构参数？
•螺杆泵三个重要的结构参数：
•e ——转子偏心距，mm；
•D ——转子截圆直径，mm；
•T ——定子导程，mm。
•T
•e
•
•D
• 在螺杆泵参数设计过程中，这三个基 本结构参数的合理选择及相互之间的合理 配比显得尤为重要，它们直接影响着螺杆 泵的工作特性和使用寿命。
8000mPa.s以下的原油开采，因此多数稠油井都可应用。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•螺杆泵采油的技术特点是什 么？
•五是 •适应高含砂井。理论上，螺杆泵可输送含砂量达80%的
砂浆，在原油中含砂量达40%的情况下也可正常生产 。
•六是 •适应高含气井。螺杆泵不会发生气锁，因此较适合于油气
混输，但井下泵入口的游离气会影响容积效率。
PPT文档演模板
2020/12/5
螺杆泵采油技术
•螺杆泵采油系统停机反转有什么危害？
•A• 螺杆泵的反转会使杆柱脱扣、光杆甩弯，地面驱 动装置零部件损坏； •B• 螺杆泵的反转不仅会危及设备的安全，还会危及 现场维护操作人员的安全，成为生产事故的隐患。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•地面驱动装置防反转及安全防护技术
•地面驱动装置防反转结构形式及工作特点
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•螺杆泵理论排量如何计算 ？
• • 理论每转排量公式如下：
• 现场应用中，根据选用泵的型号可计算出理论排量， •公式如下：
PPT文档演模板
•式中：
•Q——螺杆泵理论排量，m3/d； •q——螺杆泵每转排量，ml/r； •n——转子转速，r/min。
螺杆泵采油技术
•地面驱动单螺杆泵采油系统由哪几部分组成？
PPT文档演模板
• 锥螺纹抽油杆结构
螺杆泵采油技术
•插接式抽油杆
• • 根据螺杆泵井抽油杆需要承受垂向拉力，又要承受旋转扭矩的 特点，研究出了插接式螺杆泵抽油杆，该抽油杆的结构如图。
•插接式螺杆泵抽油杆结构图
•插接式螺杆泵抽油杆结构示意图
PPT文档演模板
•1-杆体上接头；2-O形密封圈； •3-接箍；4-杆体下接头
螺杆泵采油技术
•井下单螺杆泵由哪几部分组成？
• 井下单螺杆泵由定子
和转子组成。定子由钢制 外套和橡胶衬套组成，定 子内表面呈双螺旋曲面， 与转子外表面相配合。转 子由合金钢的棒料经过精 车、镀铬并抛光加工而成。 转子有空心转子和实心转
子两种。
PPT文档演模板
•1-下接头； •2-限位销； •3-定子； •4-转子； 螺•杆5泵-上采油接技头术
•5-光杆；
6-减速箱；
•7-专用井口； 8-抽油杆；
•9-抽油杆扶正器；
•10-油管扶正器；
•11-油管； 12-螺杆泵；
•13-套管； 14-定位销；
•15-锚定装置；16-筛管
螺杆泵采油技术
•地面驱动装置工作原理
•当螺杆泵采油系统工作时，电动机的动力通 过皮带轮一级减速系统、齿轮二级减速系统 传递到驱动装置输出轴上，输出轴通过方卡 子带动抽油杆柱、井下泵旋转，传递动力扭 矩，抽吸井液。
•应用 •范围
PPT文档演模板
•扬程可达到1800m • 排量可达到240m3/d (下泵深度800m)
•油品性质：（稠油、含砂、高含水、聚驱采油井等）
•井温可达到120℃ •直井
•斜度不大于30度的斜井
螺杆泵采油技术
•
•电动潜油螺杆泵
• 为满足稠油井、斜井及水平井举 升的需要，应开发应用电动潜油螺杆 泵。其系统由地面控制系统、井下电 缆、螺杆泵、保护器、减速器和电机 等组成。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•(一)、螺杆泵基础 知识
•螺杆泵定、转子的线数
• 目前所应用的螺杆泵线数均采用N/N+1形式，即定子的线 数总是比转子的线数多一线，这是由空间啮合理论所决定的。螺 杆泵的线数与螺杆数量是两个根本不同的概念，不应混为一谈。
• 1：2结构
PPT文档演模板
2：3结构
3：4结构
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•
•(三)螺杆泵采油技术的发展 趋势
•探索新型螺杆泵
•主要包括以下几种泵：
•
金属定子螺杆泵
•
等壁厚定子螺杆泵
•
合成材料螺杆泵
•
空心转子螺杆泵
•
多吸入口螺杆泵。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•螺杆泵采油的技术特点是什 么？
•一是 •一次性投资少。与电动潜油泵、水力活塞泵和游梁式抽
PPT文档演模板
•５ •6 •5
•7
•４ •3
•2
•8 •9 •10 •11
•12 •13 •14 •15
•16
•可分为地面和井下两大部分。
地面部分包括:驱动头和控制
柜，井下部分包括：井下泵、
•1
抽油杆、油管、配套工具
（如锚定工具、扶正器）等。
见左图。
•1－电控箱； 2-电机；
•3-皮带；
4-方卡子；
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•螺杆泵理论排量如何计算 ？
•已知单螺杆泵转子偏心距e，转子截面圆直径D和定子导程T，推导单螺 杆泵每转的理论排量计算公式 •解： •如图所示： •定子空腔的截面积为两个半圆和一个长方形组成， •转子的截面是圆， •由定子空腔与转子形成的空腔截面积为 ：
•螺杆泵(转子)转动一周(2π)时，封闭腔中的液体将沿轴线移动T的距离， •在任意横截面中，液体占有的面积为定子橡胶衬套截面所包围的空腔截 •面与螺杆截面积之差，因此单螺杆泵每转的理论排量为：
•插接式螺杆泵抽油杆的接头
螺杆泵采油技术
PPT文档演模板
•(一)载荷计算
•载荷：
•自重 •浮力
• •压差
螺杆泵采油技术
PPT文档演模板
•(二)扭矩计算
•扭矩：
•泵压差扭矩： •定转子间摩擦扭矩： •液体摩擦扭矩：
•惯性扭矩：
螺杆泵采油技术
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
• 目前机械防反转系统主要有
•棘轮棘爪机构摩擦式防反转装置 •楔块防反转系统 •液压防反转系统 •电磁式防反转装置等方式
螺杆泵采油技术
•锥螺纹抽油杆
• 锥螺纹抽油杆目前主要以实心杆为主，它的基本结构与普通实 •心抽油杆大体相同：杆体也是实心圆形断面的钢杆，两端为镦粗的杆 头。杆头由外螺纹接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方颈、凸缘和圆 弧过度区组成。其不同点为：锥螺纹抽油杆螺纹为钻杆锥螺纹。它是 根据螺杆泵与钻杆运动的相似性，充分利用了钻杆螺纹的锥度和螺距 大，螺纹牙齿刚度大的特点，使得抽油杆螺纹能够承受较大的预紧力 而不滑扣，并且卸荷槽的直径较大，这种螺纹不仅具有良好的密封性， 还能传递较大的轴向载荷和扭矩。
螺杆泵采油技术
PPT文档演模板
2020/12/5
螺杆泵采油技术
• 20世纪20年代法国的
moineau 发明了单螺杆泵水 • 力机械原理以来，螺杆泵在
众多工业领域得到了广泛的 应用。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
• 螺杆泵作为一种机械采油设备，它具有其它抽油设备所不能
替代的优越性，我国在螺杆泵应用上达到以下一些技术指标。
• 为了解决螺杆泵采油系统停机反转造成系统故障， 普遍在驱动装置中设置机械防反转系统。防反转系统可 以装在输出轴或输入轴上，装在输入轴上的防反转系统 受到的工作扭矩远小于装在输出轴上的工作扭矩，但装 置横向尺寸也相应变大。综合考虑选用防反转系统装在 输入轴上的方案较好，易于调整维护。
PPT文档演模板
•七是 •适合于海上油田丛式井组和水平井。螺杆泵可下在斜直井
段，而且设备占地面积小，因此适合于海上采油。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•ຫໍສະໝຸດ Baidu
•什么是螺杆泵？
• 螺杆泵又叫渐进式容积泵， 由定子和转子组成，两者的螺旋 状过盈配合形成连续密封的腔体， 通过转子的旋转运动实现对介质 的传输。
PPT文档演模板
油机相比，螺杆泵的结构简单，一次性投资最低。
•二是
•泵效高，节能，维护费用低。由于螺杆泵工作时负载
稳定，机械损失小，泵效可达90%，系统效率高可达50% 以上。设备结构简单、体积小，维护方便。
•三是
•占地面积小。螺杆泵的地面装置简单，安装方便。
•四是 •适 合 稠 油 开 采 。 一 般 说 来 ， 螺 杆 泵 适 合 于 粘 度 为
•简述螺杆泵工作 原理
• 沿着螺杆泵的全长，在
转子外表面与定子橡胶衬套内 表面间形成多个密封腔室；随 着转子的转动，在吸入端转子 与定子橡胶衬套内表面间会不 断形成密封腔室，并向排出端 推移，最后在排出端消失，油 液在吸入端压差的作用下被吸 入，并由吸入端推挤到排出端， 压力不断升高，流量非常均匀 。 螺杆泵工作的过程本质上也就 是密封腔室不断形成、推移和 消失的过程。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•地面驱动装置的传动原理
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•螺杆泵地面驱动装置及调控 技术
•地面驱动装置防反转及安全防护技术
•螺杆泵系统反转原因及危害
•停 机 反 转 的 原 因 分 析
PPT文档演模板
• 螺杆泵停机后或卡泵时，贮存在杆柱中的弹性变形能会 快速释放，使杆柱快速反转。 • 停机后，在油管及外输管线内的液体与套管内井液压差 作用下，螺杆泵会变成液压马达，使转子及连接的杆柱快速反 转。油套压差越大，杆柱反转速度越快，持续时间越长，直到 油套压差恢复平衡为止。 •
4：5结构
螺杆泵采油技术
•螺杆泵有哪些重要结构参数？
•螺杆泵三个重要的结构参数：
•e ——转子偏心距，mm；
•D ——转子截圆直径，mm；
•T ——定子导程，mm。
•T
•e
•
•D
• 在螺杆泵参数设计过程中，这三个基 本结构参数的合理选择及相互之间的合理 配比显得尤为重要，它们直接影响着螺杆 泵的工作特性和使用寿命。
8000mPa.s以下的原油开采，因此多数稠油井都可应用。
PPT文档演模板
螺杆泵采油技术
•螺杆泵采油的技术特点是什 么？
•五是 •适应高含砂井。理论上，螺杆泵可输送含砂量达80%的
砂浆，在原油中含砂量达40%的情况下也可正常生产 。
•六是 •适应高含气井。螺杆泵不会发生气锁，因此较适合于油气
混输，但井下泵入口的游离气会影响容积效率。
PPT文档演模板
2020/12/5
螺杆泵采油技术