有杆泵采油概要

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第三章 有杆泵采油

第三章  有杆泵采油

第三章有杆泵采油有杆泵一般是指利用抽油杆上下往复运动所驱动的柱塞式抽油泵。

有杆泵采油具有结构简单、适应性强和寿命长的特点,是目前国内外应用最广泛的机械采油方式。

本章将系统地介绍游梁式抽油机有杆抽油装置、采油原理、工艺设计及油井工况分析方法。

第一节有杆抽油装置典型的有杆抽油装置主要由三部分组成,如图3-1所示。

一是地面驱动设备即抽油机;二是安装在油管柱下部的抽油泵;三是抽油杆柱,它把地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵柱塞使其上下往复运动,使油管柱中的液体增压,将油层产液抽汲至地面。

就整个有杆抽油生产系统而言,还包括供给流体的油层、用于悬挂抽油泵并作为举升流体通道的油管柱、井下器具(油管锚、气锚、砂锚等)、油套管环形空间及井口装置等。

图3-1 典型的有杆抽油生产系统1-吸入阀;2-泵筒;3-排出阀;4-柱塞;5-抽油杆;6-动液面;7-油管;8-套管;9-三通;10-盘根盒;11-光杆;12-驴头;13-游梁;14-连杆;15-曲柄;16-减速器;17-动力机(电动机)一、抽油机抽油机(pumping unit)是有杆抽油的地面驱动设备。

按其基本结构抽油机可分为游梁式和无游梁式两大类,目前国内外应用最为广泛的是游梁式抽油机(俗称磕头机)。

游梁式抽油机主要由游梁—连杆—曲柄(四连杆)机构、减速机构(减速器)、动力设备(电动机)和辅助装置等四部分组成,如图3-2所示。

游梁式抽油机工作时,传动皮带将电机的高速旋转运动传递给减速器的输入轴,经减速后由低速旋转的曲柄通过四连杆机构带动游梁作上下往复摆动。

游梁前端圆弧状的驴头经悬绳器带动抽油杆柱作上下往复直线运动。

根据结构形式不同游梁式抽油机分为常规型(普通型),异相型、前置型和异型等类型。

常规型和前置型是游梁式抽油机的两种基本型式。

1.常规型抽油机常规型游梁抽油机如图3-2所示。

它是目前油田使用最广的一种抽油机。

其结构特点是:支架位于游梁的中部,驴头和曲柄连杆分别位于游梁的两端,曲柄轴中心基本位于游梁尾轴承的正下方,上下冲程运行时间相等。

采油机械——有杆泵采油

采油机械——有杆泵采油

(2)游梁
游梁的作用:游梁安装在支 架轴承上,作用是绕支点 轴承作摇摆运动来传递动 力,同时也是承受负荷的 主要构件。
游梁安装的要求:为了校准 驴头中心与井口中心一致, 往往在游梁上焊上2—4个 顶丝,并且将游梁上的 “U”型卡子的孔开成长方 形的。亦有在抽油机支架 上焊上2—4个顶丝,用来 调节小轴的轴承位置。
安装时要注意曲柄孔、曲柄孔 键槽、锥形套和键等应有良 好的配合,否则易滚键或断 曲柄销。
(5)曲柄
曲柄的位置:曲柄安装在 减速器输出轴两端共 两个。
曲柄的结构:曲柄上有 4—8 个 圆 孔 , 调 节 冲 程时可将曲柄销子固 定在任何一个适当的 孔里。图为曲柄和平 衡块的安装图。
(5)曲柄
曲柄的安装:曲柄一端有开口 的大孔,是用它把曲柄安装 在减速器的输出轴上。安 装时键槽孔要对正,然后将 键打入键槽,再将孔旁的差 动螺丝或T型螺丝上紧。曲 柄两侧的两个大铁块叫平 衡块,平衡块是用T型螺丝 与曲柄紧固在一起。平衡 块上面标的箭头处是平衡 块的中心线,它是供调平 衡时应用的。
(3)横梁
横梁的作用:是连接连杆 与游梁之间的桥梁,动 力经过横梁才能带动游 梁作摇摆运动
横梁的形式: 一般有三种, 一种是直形横梁,另一 种是船形横梁,还有一 种是翼形横梁。
横梁结构:多采用型钢焊 接结构,如船形横梁 ( 图 a) , 也 有 少 数 铸 造 横梁,如翼形横梁(图b)
第4堂开始
普通式抽油机结构简图
2.游梁式抽油机的结构:
(1)驴头
驴头的安装形式: 驴头是装在游梁近
井口端的一个带弧面构 件,由钢板或三角铁焊 接制成。 驴头的作用:
在游梁摆动的情况 下保证光杆始终对准井 口中心位置。
驴头的类型:

有杆泵采油简介

有杆泵采油简介
传到地面仪器,在传递中抽油杆的振动使载荷变化
复杂化,因此地面示功图很不规则,需要更加细致
的加以分析,也可能无法做出任何判断。
21
参 考 文 献
张琪.采油工程原理与设计.中国石油大学出版社,2000 采油技术手册.石油工业出版社
22
谢 谢 各 位
10
有杆泵抽油系统工况分析
通常情况下油井生产工况是通过液面和示功图 分析。
动液面测试仪测得环空液面深度,可以算出泵
的沉没度,判断地层供液能力。 泵的工作好坏在地面难以直接观察。例如,泵 失效、管柱断脱等,但是地面设备仍工作,难以判 断。可以利用泵示工图判断泵工作。
11
地面示功图
示功图是由载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图。原理 :根据泵上下冲程的负荷,测量游梁钢丝绳(悬绳器)受力判断。 理论示功图:上冲程时,要将 井下的抽油杆、活塞和油管柱内的油 提出,钢丝绳受力大。下冲程是下放 活塞和抽油杆,是进油冲程,钢丝绳 受力小。 存在抽油杆拉伸和还原,示功图 :加载AB-吸入BC-卸载CD-排出DA。
采油方式为人工举升。
常见的人工举升有有杆泵采油和无杆泵采油。
2
主要内容
有杆泵采油 采油装置
有杆泵抽油系统工况分析 动液面 示功图
3
有杆泵采油
有杆泵采油包括游梁式抽油机井有杆泵采油和地面 驱动螺杆泵采油,它们都是用抽油杆将地面动力传递给 井下泵。前者是将抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传 递给井下柱塞泵,后者是将井口驱动头的旋转运动通过
B C A D
载 荷
B
C
位移 固定凡尔和游动凡尔同时严重漏 失。油井无液,负载变化不大,示 功图近似椭圆形。 位移
A
D

采油工程4(有杆泵CAI)

采油工程4(有杆泵CAI)

(3-15)
04:06:39
扭矩因数TF(Torque Factor)
曲柄滑块机构模型是常用的模型,可用于一般计算
和分析。简谐运动模型只能用于粗略估算和简单分析。 04:06:39
第三节
抽油机悬点载荷
悬点所承受的载荷是选择抽油设 备和分析其工况的重要依据。
一、悬点静载荷及其理论示功图 1. 上冲程悬点静载荷
(3-25)
(3-23a) (3-26)
04:06:39
4.静载荷作用下的理论示功图
在静载差作用下杆柱伸或缩短的变形量可根据虎克 定律确定:
(3-27)
(3-28)
对于m 级组合杆柱:
(3-28a)
04:06:39
油管柱在静载作用下的变形量为:
(3-29)
总的静载变形量λ为抽油杆柱与油管柱两部分静载变
转角明显大于下冲程,从而降
低了上冲程的运行速度、加速
度和动载荷,达到减小抽油机
载荷、延长抽油杆寿命和节能 的目的
04:06:39
3.前置型抽油机
结构特点:支架位于游
梁的一端,驴头和曲柄连
杆同位于另一端。 运动特点:上冲程运行 时间>下冲程运行时间,从 而降低了上冲程的运行速
度、加速度和动载荷。
前置型多为重型长冲程 抽油机 ,除采用机械平衡
适用范围:深井,单井产量相对低的井
04:06:39
(按照泵筒结构形式划分)
3 ) 组合泵
为了便于加工和保证质量,衬管分段加工,然后组装 在泵筒内,这类泵称为衬管泵或组合泵。
4 ) 整筒泵(软密封柱塞泵)
柱塞为材质较软的非金属材料,泵筒为整体泵筒。 密封性和耐磨性好,加工要求低,易制造。

第三部分有杆泵采油

第三部分有杆泵采油
定筒式顶部固定杆式泵结构图
(二)泵的工作原理
1. 上冲程:抽油杆柱带着活塞向
上运动,活塞上的游动阀受阀球自重和
管内压力作用而关闭。泵内由于容积增 大而压力降低,固定阀在环形空间液柱 压力与泵内压力之差的作用下被打开。 井中原油进泵,同时在井口排出液体。
1.链条式抽油机结构:主要由六大系统组成
动 力 传 动 系 统 电
控 系 统 换 向 系 统
链条式抽油机
平 衡 系 统
润滑 系统
悬 重 系 统
链条式抽油机结构示意图
链条式抽油机
2.链条式抽油机的特点
• 冲程长、冲数低、适用于深井和稠油开采 • 动载荷小、平衡程度好 • 节电、系统效率高
• 节约钢材
第三部分
有杆泵采油
1
有杆泵采油
有杆泵一般是指利用抽油杆上下往复运动所驱动的 柱塞式抽油泵。
2
有杆泵采油概述
有杆泵采油的典型特点是地面能量通过抽油杆、抽 油泵传给井下流体。 有 杆 泵 采 油 常规有杆泵采油: 抽油机旋点的往复运动通过 抽油杆传给井下柱塞泵 井口驱动头的运动通过抽 油杆传给井下螺杆泵
活塞
下游动阀罩
下游动阀 压帽
组合泵筒式管式泵结构图
(一)抽油泵的结构
组合泵筒式管式泵结构图
(一)抽油泵的结构
组合泵筒式管式泵结构图
(一)抽油泵的结构
1.抽油泵的基本组成: 抽油泵主要由泵筒、吸入阀、 活塞、排出阀四大部分组成。 2.抽油泵的分类:
按照抽油泵在井下的固定方
式,可分为管式泵和杆式泵。 按抽油泵泵筒结构又分为 整筒泵和组合泵(衬套泵)。
(一)游梁式抽油机 1.游梁式抽油机的分类: 游梁式抽油机 普通式 基本型 变型 前置式

第三章 有杆泵采油

第三章 有杆泵采油

第三章有杆泵采油机械采油:通过给井中原油补充机械能将油采到地面的方法称为机械采油。

分类:机械采油法分为有杆泵采油和无杆泵采油等方法。

第一节有杆泵抽油装置有杆泵抽油系统的基本组成:由抽油机、抽油泵和抽油杆三大部分组成游梁式抽油机-深井泵抽油装置(见图3-1所示):用油管把深井泵下入到井内液面以下,在泵筒下部装有只能向上打开的吸入阀,用抽油杆把柱塞下入泵筒内,柱塞上装有只能向上打开的排出阀,通过抽油杆柱把抽油机驴头悬点产生的上下往复运动传递给抽油泵向上抽油。

一、抽油机(一)游梁式抽油机游梁式抽油机的基本组成:1)换向机构:游梁-连杆-曲柄机构(四连杆)2)减速机构:由皮带轮、皮带、减速器组成。

3)动力设备:电动机或内燃机。

4)辅助装置:杀车装置、底座等工作原理:电动机通过传动皮带将高速旋转运动传递给减速器输入轴,经减速后由低旋转的曲柄通过四连杆机构带动游梁作上下往复摆动。

游梁前端圆弧状的驴头经悬绳器带动抽油杆作上下往复直线运动。

游梁式抽油机类的类型:(1)普通式:①基本型:抽油机的前臂和后臂接近等长(见图3-2)②变型:前臂长,可适应长冲程(2)前置式:其结构与普通式相同(见图3-3),只是支架轴和横梁轴互换了位置;上冲程曲柄转角为195°,下冲程为165°;当驴头在右侧时,曲柄顺时针转动;上冲程比下冲程慢,使抽油机承载能力强。

游梁式抽油的结构:(1)驴头驴头是装在游梁近井口端的一个带弧面构件,由钢板或三角铁焊接制成。

驴头的作用:是在游梁摆动的情况下保证光杆始终对准井口中心位置。

驴头的类型:根据移开井口的方式可分为,上翻式,可拆卸式和侧转式三种,如前图前所示。

上翻式(图a):修井时可把驴头上翻到游梁上。

这种驴头由于修井作业时可以用大钩提放,较为方便迅速,但缺点是笨重、不安全;侧转式驴头(图c)俗称歪脖子,由于移开井口操作时不需爬上游梁,故安全可靠,但缺点是不灵活,侧转费力;可拆卸的驴头(b)一般只用于小型抽油机。

有杆泵采油2概要

有杆泵采油2概要
60
KN
45 30 15 0.7 图15 2.2
1.5
3.0
抽油杆断脱时的实测示功图
③ 吸入部分和排出部分同时漏失
吸入阀和排出阀同时漏失
3.柱塞遇卡的示功图
柱塞在泵筒内被卡死在某一位置时,在抽汲过程中柱塞无 法移动而只有抽油杆的伸缩变形,图形形状与被卡位置有关。
活塞卡在泵筒中部
4.带喷井的示功图 在抽汲过程中,游动阀和固定阀处于同时打开状态,液柱 载荷基本加不到悬点。示功图的位置和载荷变化的大小取决 于喷势的强弱及抽汲液体的粘度。
(二)影响结蜡的因素
4.原油中的水和机械杂质
● ●
水和机械杂质对蜡的初始结晶温度影响不大。 原油中的细小砂粒及机械杂质将成为石蜡析出的结晶 油井含水量增加,结蜡程度有所减轻。
核心,而促使石蜡结晶的析出,加剧了结蜡过程。

5.液流速度、管壁粗糙度及 表面性质
液流速度对结蜡的影响有正反两个方面的作用 管壁越光滑,蜡越不容易沉积 表面亲水性越强,越不易结蜡。
液柱载荷交替地由油管转移到抽油杆柱和由抽油杆柱转移到 油管,使杆柱和管柱发生交替地伸长和缩短。 抽油杆柱和油管柱的自重伸长在泵工作的整个过程中是不变的, 它们不会影响柱塞冲程。
冲程损失: r t
柱塞冲程:
S p S (r t ) S
抽油杆和油管弹性伸缩示意图
一、抽油井液面测试与分析
(一)动液面、静液面及采油指数
静液面(Ls或Hs):对应于油藏压力。 动液面(Lf或Hf):对应于井底压力 流压 沉没度hs:根据气油比和原油进泵 压力损失而定。 生产压差:与静液面和动液面之差
静液面与动液面的位置
相对应的压力差。
(一)动液面、静液面及采油指数

第三章有杆泵采油1-2011.5

第三章有杆泵采油1-2011.5


arccos
C2
J2 2CJ
P2

K I 2 (H G)2


arcsin

R J
sin(D


)
b

C2 arccos


K
2 P
2CK
TR2

t

C2 arccos


K2 (P 2CK
TR)2

D为曲柄旋转方向指数(规定以悬点处于下死处,曲柄背
7
3) 前置型
结构特点 支架位于游梁的一端,驴头和曲柄连杆同位于另
一端。
运动特点
上冲程运行时间长于下冲 程运行时间,降低上冲程运行 速度、加速度和动载荷。
前置型多为重型长冲程抽 油机,除采用机械平衡外还采 用气动平衡。
8
a. 常规型 b. 异相型
c. 前置型
9
4) 其它游梁式抽油机
双驴头式 旋转驴头式 大轮驴头式 天轮式 斜直井游梁式抽油机。 目的 增大冲程、节能及改善抽油机的结构特 性和受力状态。
pi ps pv pi ps pC hL g
44
上冲程悬点静载荷
游梁式 抽油机
常规型 异相型 前置型
5
1)常规型
结构特点 曲柄轴中心基
本位于游梁尾轴承 的正下方。 运动特点
上下冲程运行 时间相等
6
2)异相型
结构特点
曲柄轴中心与游梁尾轴承存在一定的水平距离; 曲柄平衡重臂中心线与曲柄中心线存在偏移角。
运动特点
上冲程的曲柄转角明显大于下 冲程,降低了上冲程的运行速 度、加速度和动载荷,达到减 小抽油机载荷、延长抽油杆寿 命和节能的目的。

第3章有杆泵采油1.2.3综述

第3章有杆泵采油1.2.3综述

③非对称循环 异相曲柄平 衡抽油机
异相曲柄平衡抽油机的游梁后臂长度缩短,减 速箱相对于支架的位置后移,从而使四杆机构的 极位夹角增大.目前,异相机的机构极位夹角为 8~15°,行程速比系数K1在1.05~1.20之间,因此, 异相曲柄平衡抽油机具有较快的下冲程,上冲程 平均速度降低,下冲程的平均速度增大,从而使 悬点上冲程的最大加速度降低,有利于减少悬点 惯性负荷和减速箱输出扭矩,因而有较好的节能 效果。
平衡方式:多采用气动平衡 运动规律:上冲程较下冲程慢
(3)其他抽油机
(4)抽油机结构简图
游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心的连线做固 定杆,以曲柄、连杆和游梁后臂为三个活动杆件所构成的 曲柄摇杆机构
驴头用来将游梁前端的往复圆弧运动变为抽油杆的垂直 平衡重: 由于游梁式抽油机上、下冲程的载荷很不均匀, 减速箱: 一般使用的减速箱多为两级齿轮式,传动比 横梁及连杆 可分为两种结构:一种是将横梁及连杆制 悬绳器: 由卡瓦牙、上下支撑板及顶丝等组成,将 直线往复运动。驴头弧面半径 R应等于前臂长度。为了保证 上冲程时,驴头需提起抽油杆柱和液柱,而下冲程时,抽油杆 i=25~40 左右,在个别情况下也有使用一级齿轮减速箱或链条 刹车机构: 造在一起,其特点是连接件很少,结构很简单,用在小型抽 支架: 常用型焊钢焊成,特轻型的可用一根圆管作 钢丝绳及光杆连成一体。悬绳器上可以安放示功仪,测悬 在一定冲程长度下,将圆弧运动变为直线运动,圆弧面长度 游梁 依靠自重就可以下落,这样就使发动机做功极不均匀。为了使 用型钢组合焊成,也有用普通工字钢制成。它用一 减速箱。由于工作载荷大,一般小功率时采用斜齿,大功率时
⑤根据抽油机所需的最大功率Nmax 小功率 Nmax≤25kW
中等功率 25kW<Nmax≤52kW

第3章有杆泵采油-采油概论

第3章有杆泵采油-采油概论

二、平衡计算
下冲程-存储能量 存储能量=电机所做功+抽油杆下落悬点所做功 Aw=Amd+Ad 上冲程-释放能量 释放能量+电机所做功=悬点提升所做功 Aw+Amu= Au Amd=Amu
基本公式:
(3-54)
二、平衡计算
只考虑静载荷,惯性力在上下冲程中所作功为0
悬点上冲程做功: 悬点下冲程做功:
二、泵的充满程度
条件:
P P in b
余隙比: K Vs / V p 充满系数:

Vl
'

1 K 1 R
K
1 KR 1 R
Vp
气体对冲满程度的影响
气锁:抽汲时由于气体在泵内压缩和膨胀,吸入和排出阀无 法打开,出现抽不出油的现象。
二、泵的充满程度
泵充满程度的影响因素分析:
前置式气动平衡抽油机结构简图 后置式抽油机结构简图
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。
我国游梁式抽油机型号表示法
例:CYJ8-3-37HB
CYJ
8 – 3 – 37 H
B
F:复合平衡
Y:游梁平衡 平衡方式代号 B:曲柄平衡 Q:气动平衡 减速箱齿轮形代号,H为点啮合双 圆弧齿轮,省略渐开线人字齿轮 减速箱曲柄轴最大允许扭矩,kN.m 光杆最大冲程,m 悬点最大载荷,10 kN 游梁式抽油机系列代号
松的防脱器等。
4、井口装置-采油树
节流器:控制 自喷井产量
清蜡闸门:其上方可 连接清蜡方喷管等, 清蜡时才打开。
生产阀门:控制油气 流向出油管线,正常 生产时打开,更换检 查油 嘴或油井停产时 关闭
总阀门:控制着油气 流入采油树的通道。 正常生产是打开,需 要关 井时关闭。

《有杆泵采油》课件

《有杆泵采油》课件

适用性
适应性强
有杆泵采油系统适用于各种类型的油田,尤其在斜井和水平井中表现出较好的 适应性。
可靠性高
经过多年的实践检验,有杆泵采油系统表现出较高的可靠性和稳定性,能够保 证长期的稳定生产。
04
有杆泵采油操作流程
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
开井采油
启动抽油机
停井操作
按照停井方案进行操作,关闭 相关阀门和设备,确保油井安 全关闭。
修井作业
针对需要修井的油井,进行相 应的修井作业,恢复油井产能 。
开井复产
修井作业完成后,按照操作规 程重新开井采油,确保油井恢
复正常生产。
05
有杆泵采油优缺点分析
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
有杆泵采油的定义
01
有杆泵采油是一种利用地面抽油 机作为动力源,通过抽油杆将动 力传递给井下抽油泵,从而将井 下原油举升到地面的采油方式。
02
它是一种广泛应用于油田开采的 技术,具有开采效率高、成本低 等优点。
有杆泵采油的原理
当抽油机带动抽油杆柱旋转时,井下抽油泵的游动阀和固定阀受到离心力、惯性 力和重力的作用,产生交替的开启和关闭运动,从而实现原油的举升。
02
有杆泵采油系统组成
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
抽油机
01
02
03
种类
游梁式抽油机、无游梁式 抽油机(链条式、滚筒式 等)
作用
提供动力,将井下的原油 提升到地面
特点
可靠性高、适应性强、寿 命长
抽油杆

有杆泵采油分析课件

有杆泵采油分析课件

抽油泵参数
根据油井的产液量、含气量、含砂量 等参数,选择合适的抽油泵参数,以 确保泵的正常运行和采油效率。
井筒设计
井筒结构
根据地质条件和开采要求 ,设计合理的井筒结构, 包括井身结构和套管等。
井筒压力
根据地层压力和采油要求 ,设计合理的井筒压力, 以确保采油的稳定性和安 全性。
井筒防砂
根据地层砂粒径和渗透率 等参数,采取有效的防砂 措施,防止砂粒进入井筒 影响采油效果。
安装井筒压力和温度监测系统,实时监测井筒内压力和温度变化, 为优化采油提供数据支持。
地面设备优化
地面管线
01
优化地面管线布局,减小流体阻力,提高输油效率。
储油设备
02
采用合适的储油设备,如储罐、油罐车等,满足采油和运输需
求。
地面泵
03
根据采油需求和输油能力,选择合适的地面泵,提高输油效率

PART 04
有杆泵采油系统故障诊断 与处理
抽油杆故障诊断与处理
抽油杆断脱
由于长时间受交变载荷作用,抽油杆可能发生疲劳断裂;或 因偏磨,使抽油杆磨损减薄、变形、弯曲等而断裂。应定期 检查抽油杆,使用合格的抽油杆,及时更换断脱的抽油杆。
抽油杆松动
由于抽油杆接箍或扶正器松动,或因螺旋副的旋转力矩作用 使抽油杆在管内发生转动,严重磨损油管,导致抽油杆松动 。应定期紧固抽油杆接箍或扶正器,确保其牢固可靠。
抽油泵故障诊断与处理
抽油泵漏失
由于柱塞与泵筒间的间隙过大、凡尔球与凡尔座间的密封失效等,造成抽油泵 漏失。应定期检查泵筒、柱塞、凡尔球和凡尔座等零件的磨损情况,及时更换 损坏的零件。
抽油泵卡泵
由于砂、蜡或其他杂质进入泵内,或因柱塞与泵筒间的间隙过小,导致抽油泵 卡泵。应定期清洗抽油泵,确保其通畅无阻。

《常规有杆泵采油》课件

《常规有杆泵采油》课件

抽油机效率问题
总结词
抽油机效率低下是常见的挑战,影响采 油效率和经济效益。
VS
详细描述
随着油田开采进入中后期,原油粘度增加 ,地层条件变得复杂,导致抽油机效率降 低。为了解决这一问题,可以采取优化抽 油机参数、使用新型抽油机、加强设备维 护等措施。
抽油杆断裂问题
总结词
抽油杆断裂是常见的故障之一,可能导致采 油作业中断。
抽油泵优化设计
总结词:提高泵效
详细描述:改进抽油泵的流道设计、材料和制造工艺,提高泵的效率和可靠性,降低内漏和外漏现象 。
采油管柱优化设计
总结词
降低流体阻力
详细描述
优化采油管柱的布局和连接方式,减 少流体在管内的流动阻力,降低能耗 和提高采油效率。
PART 05
有杆泵采油的挑战与解决 方案
REPORTING
02
它主要由抽油机、抽油杆、抽油 泵和油管等设备组成,是油田开 采中最为常见的采油方式之一。
有杆泵采油的历史与发展
有杆泵采油技术起源于19世纪末,至今已有百余年的历史。
随着材料科学、机械制造和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ田开发技术的不断发展,有杆泵采油技术也在不断改进和完善 。
新型材料的出现和应用,提高了抽油设备的耐久性和可靠性;机械制造技术的进步,提高了 抽油设备的效率和稳定性;油田开发技术的进步,使得有杆泵采油技术的应用范围更加广泛 。
效率。
采油管柱堵塞问题
总结词
采油管柱堵塞会导致采油作业受阻,影响生产效率。
详细描述
采油管柱在长期使用过程中可能受到结垢、杂质等因 素影响,导致堵塞。为了解决这一问题,可以采取定 期清洗、加强水质检测、优化采油工艺等措施,以保 证采油管柱的正常运行和生产效率。

常规有杆泵采油技术资料

常规有杆泵采油技术资料

链条式抽油机
带传动抽油机
滚筒型抽油机
(二)抽油泵
一般要求
1)结构简单,强度高,质量好,连接部分密封可靠。 2)制造材料耐磨和抗腐蚀性好,使用寿命长。 3)规格类型能满足油井排液量的需要,适应性强。 4)结构上应考虑防砂、防气,并带有必要的辅助设备。 5)便于起下。
(二)抽油泵
主要组成:泵筒、柱塞及游动阀(排出阀) 和固定阀(吸入阀) 分类:按照抽油泵在油管中的固定方式 可分为:管式泵和杆式泵
由于沉没压力和井口回压在上冲程中造成的悬点载荷方向相反,可以 相互抵消一部分,所以,在一般近似计算中可以忽略这两项。
2)动载荷(惯性载荷、振动载荷)
①惯性载荷(忽略杆液弹性影响) 抽油机运转时,驴头带着抽油杆柱和液柱做变速运动,
因而产生抽油杆柱和液柱的惯性力。如果忽略抽油杆柱和液 柱的弹性影响,则可以认为抽油杆柱和液柱各点的运动规律 和悬点完全一致。所以,产生的惯性力除与抽油杆柱和液柱 的质量有关外,还与悬点加速度的大小成正比,其方向与加 速度方向相反。
光杆最大冲程,m
悬点最大载荷,120KN CYJ-常规型
游梁式抽油机系列代号 CYJQ-前置型 CYJY-异相型
2、无游梁式抽油机
游梁式抽油机的最大特点是可靠性好,但是其冲程长度受限,原 因有两个方面:
1) 游梁式抽油机增大冲程是通过增大曲柄旋转半径来实现的。增 大抽油机冲程就需要增大抽油机的几何尺寸和重量,生产成本上升, 经济效益降低。
结构组成:游梁-连杆-曲柄机构、减 速箱、动力设备和辅助装置。
游梁



连杆

动 力
减速箱 设

曲柄机构
横梁:是连杆和游梁连接的中间部件,它带动游梁做摇摆 运动。 游梁:游梁安装在支架上,前端与驴头相连,后端通过尾轴 承和横梁相连。 平衡块:帮助电机做功,减小电动机上下行程的载荷差。

有杆泵抽油原理简介

有杆泵抽油原理简介
• • • • • • • • • • 其它类型抽油机的工作原理: 1、链条悬点机构: 电机—变速箱 链条---链轮 链悬点 滑架—平衡重 钢索---滑轮组 2、其它形式: (1)、磨擦换向 电控—变频—变速—磨擦换向— 平衡重 • (2)、直线电机 • 电控—变频—直线电机----平衡重
二、杆驱往复泵抽油原理 (三)、抽油泵(1)
一、绪论(2)
(一)、机械采油法的分类
• 机械采油法又称人工举升法,它包括气举法和泵抽法 两类。 • 气举法是通过一定的流道,向井下注入高压气体,利 用高压气体的膨胀能将井下的原油通过另一流道举升 到地面的方法。 • 泵抽法是利用安装在井下的深井泵将井下原油举升到 地面的方法。 • 泵抽法中又分为有杆泵抽法和无杆泵抽法。 • 有杆泵抽法是利用抽油杆将地面机械设备所产生的运 动传递到井下深井泵的抽油方法。 • 无杆泵抽法是利用抽油杆以外的其它方法将地面能量 传递到井下以驱动井下深井泵抽油的方法。
二、杆驱往复泵抽油原理 (二)、抽油机(2)
二、杆驱往复泵抽油原理 (二)、抽油机(3)
• 常规游梁式抽油机的工作原理: 1、曲柄连杆机构: 电控箱---电机 \ 发动机 减速箱 曲柄 连杆 游梁 驴头--悬绳及悬绳器 2、平衡机构: 平衡重 电功补偿
二、杆驱往复泵抽油原理 (二)、抽油机(4)
一、绪论(3)
(二)、有杆泵采油法的分类
• 有杆泵采油法分为:杆驱往复泵抽油系统及杆驱 螺杆泵抽油系统等。
典型杆驱往复泵抽油系统 典型杆驱螺杆泵抽油系统
地面驱动采油螺 杆泵,主要由地 面驱动装置和井 下螺杆泵两部分 组成。地面驱动 装置将井口动力 通过抽油杆的旋 转运动传递到井 下,驱动井下泵 工作,它依靠转 子在定子中旋转, 形成一系列空穴, 从吸入端向排出 端渐进,连续完 成从井底吸油和 向井口排油。

有杆泵采油技术

有杆泵采油技术
24
第二节 抽油机悬点运动规律及载荷
一、抽油机悬点运动规律
(一)简化为简谐运动时悬点运动规律
假设条件:r/l0、r/b0 游梁和连杆的连接点B的运动可 看做简谐运动,即认为B点的运动规 律和D点做圆运动时在垂直中心线上 的投影(C点)的运动规律相同。 则B点经过t时间位移为:
抽油机四连杆机构简图
3-按曲柄滑块机构计算
图3-10 悬点速度变化曲线 1-按简谐运动计算;
2-精确计算;
3-按曲柄滑块机构计算
.
28
二、抽油机悬点载荷计算
(一)悬点所承受的载荷
1.静载荷 包括:抽油杆柱载荷;作用在柱塞上的液柱 载荷;沉没压力对悬点载荷的影响;井口回 压对悬点载荷的影响 ①抽油杆柱载荷 上冲程: Wr f r s gL qr gL (即杆柱在空气中的重力)
S B r( 1 cos ) r( 1 cost )
.
25
以下死点为坐标零点,向上为坐标正方向,则悬点A 的位移为:
a a S A S B r (1 cos t ) b b
A点的速度为:
dS A a VA r sin t dt b
A点的加速度为:
dV A a 2 WA r cos t dt b
Amu
所以,为了使抽油机平衡,在下冲程中需要储存的能量 或上冲程中需要释放的能量应该是悬点载荷在上下冲程中所
做功之和的一半。
.
40
(二)平衡方式
气动平衡 (1) 气包内的气体压缩与膨胀; (2) 多用于大型抽油机; (3) 节约钢材; (4) 改善抽油机受力状况;
(5) 加工质量要求高。
游梁平衡:游梁尾部加平衡重;
抽油杆柱本身为一弹性体,由于抽油杆柱作变速运动和液 柱载荷周期性地作用于抽油杆柱,从而引起抽油杆柱的弹性振 动,它所产生的振动载荷亦作用于悬点上。其数值与抽油杆柱 的长度、载荷变化周期及抽油机结构有关。
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(5)抽油机四杆机构的循环特性
①对称循环
当游梁处于两极限位置 在实际应用 B1C1 (对应于悬点下死点) 中,采用对 B2C2 (对应于悬点上死点)时, 称循环四杆 曲柄与连杆分别重合于直线 OA1机构的抽油 B1,A2OB2上,并且两直 线OA机并不多 1B1,A2OB2共线。显然 悬点上、下冲程所对应的曲柄 转角相等,均为180°,当曲 柄匀速转动时,悬点上、下冲 程所对应时间相等,即上、下 冲程悬点的平均速度相等。
第三章
有杆泵采油
抽油装置及泵的工作原理
本 章 主 要 内 容
悬点运动规律及悬点载荷 平衡、扭矩及功率计算 泵效计算 有杆抽油系统设计 有杆抽油系统工况分析
有杆泵采油
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。
地面驱动螺杆泵采油
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最广泛应用的采油方式。
②近似对称循环
常规抽油机
当游梁处于上、下死点两极限位置B2C2,B1C1时,曲 柄与连杆的重合线分别为A2OB2(悬点上死点)、OA1B1 (悬点下死点), 直线OA1B1,A2OB2所夹的锐角λ称为四杆 机构的极位夹角
显然悬点上、下冲程所对应的曲柄转角分别为: 上 下
上=
下 -
弧 max 个中间短轴和两个轴承支在抽油机支架上。由于游梁负担抽 钢丝绳及光杆连成一体。悬绳器上可以安放示功仪,测悬 采用人字齿。并开始采用圆弧齿轮。减速箱采用圆弧齿轮后, 支架,重型的可做成三腿或四腿的行架。 ,它由改变曲柄和连杆的连 单独横梁,一般用于大型抽油机中 式中 S ― 驴头悬点(挂抽油杆处)的最大冲程长度。驴 油机平衡重分两类:一类为游梁平衡重,装在游梁尾部,一般 抽油机上所用的刹车机构一般为刹车型或闸瓦型。 油机的全部载荷,所以要有一定的强度和刚度。 max 点示工图。 其承载能力比相同参数的渐开线齿轮减速箱体积有所减小,这 接点位置来调节冲程长度。 头用钢板焊成。 作成片状;另一类为曲柄平衡重,装在曲柄上,类型较多。 样也给抽油机其他部分尺寸的缩小创造了条件。
④根据减速箱曲柄轴的最大允许扭矩Mmax 小扭矩 大扭矩 Mmax<10kN· m 30kN· m <Mmax≤60kN· m
中等扭矩10kN· m <Mmax≤30kN· m
超大扭矩 Mmax﹥ 60kN· m
⑤根据抽油机所需的最大功率Nmax 小功率 Nmax≤5kw
中等功率 15kw<Nmax≤25kw
中石油近几年有杆泵采油比例
100%
9%
50%
25%
2013
2014
2015
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 其他附件
(一)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,包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。
游梁-连杆-曲柄机构 减速箱 动力设备 辅助装置
②根据悬点最大冲程长度Smax的变化范围
短冲程 Smax<1m
中等冲程 lm <Smax≤3 m 长冲程 3m <Smax≤6m 超长冲程Smax>6m
③根据悬点最大冲数nmax的变化范围
-1 低冲数 nmax≤ 6min 中等冲数 6min-1< nmax ≤15min-1
高冲数
nmax> 15min-1
大功率 超大功率 25kw<Nmax≤100kw Nmax>100kw
(2)按结构分类
①常规式:驴头和曲柄连杆机构分别位 于抽油机支架前后两边。 平衡方式:多采用机械平衡 运动规律:上下冲程的时间基本相等 ②前置式:驴头和曲柄连杆机构都位于 支架的前边
平衡方式:多采用气动平衡 运动规律:冲程较下冲程慢
③非对称循环 异相曲柄平 衡抽油机
异相曲柄平衡抽油机的游梁后臂长度缩短,减 速箱相对于支架的位置后移,从而使四杆机构的 极位夹角增大.目前,异相机的机构极位夹角为 8~15°,行程速比系数K1在1.05~1.20之间,因此, 异相曲柄平衡抽油机具有较快的下冲程,上冲程 平均速度降低,下冲程的平均速度增大,从而使 悬点上冲程的最大加速度降低,有利于减少悬点 惯性负荷和减速箱输出扭矩,因而有较好的节能 效果。
(3)其他抽油机
(4)抽油机结构简图
游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心的连线 做固定杆,以曲柄、连杆和游梁后臂为三个活动 杆件所构成的曲柄摇杆机构
驴头用来将游梁前端的往复圆弧运动变为抽油杆的垂直 平衡重: 由于游梁式抽油机上、下冲程的载荷很不均匀, 减速箱: 一般使用的减速箱多为两级齿轮式,传动比 横梁及连杆 可分为两种结构:一种是将横梁及连杆制 直线往复运动。驴头弧面半径 R应等于前臂长度。为了保证 上冲程时,驴头需提起抽油杆柱和液柱,而下冲程时,抽油杆 i=25~40左右,在个别情况下也有使用一级齿轮减速箱或链条 造在一起,其特点是连接件很少,结构很简单,用在小型抽 在一定冲程长度下,将圆弧运动变为直线运动,圆弧面长度 游梁 依靠自垂就可以下落,这样就使发动机做功极不均匀。为了使 用型钢组合焊成,也有用普通工字钢制成。它用一 悬绳器: 由卡瓦牙、上下支撑板及顶丝等组成,将 减速箱。由于工作载荷大,一般小功率时采用斜齿,大功率时 支架: 常用型焊钢焊成,特轻型的可用一根圆管作 油机上,它由改变后臂长度来调节冲程长度。另一种结构是 应为: S =(1.2~1.3) S 刹车机构: 上、下冲程发动机作功均匀,采用了平衡重的结构;游梁式抽
1、游粱式抽油机基本参数
1.驴头悬点(挂抽油杆处)的最大允许载荷Pmax 2.悬点最大冲程长度Smax
3.悬点的最大冲数nmax
4.减速箱曲柄轴最大允许扭矩Mmax
2、游粱式抽油机分类 (1)按基本参数分类
①根据悬点最大允许载荷Pmax的变化范围 轻型 Pmax≤30kN 中型 30kN <Pmax≤100kN 重型 Pmax>100kN
,则悬点上、下冲程
设曲柄匀速转动的角速度为 所需时间分别为:
t上=
t下=
当曲柄匀速转动时,悬点上、下冲程的平均速度不 等,悬点下冲程的平均速度大于上冲程时的平均速度。 将V上与V下的比值K1称为四杆机构的行程速比系数, 则为K1: K1 在近似对称循环抽油机中,一般来说: λ<0.5,K1<1.05 目前,石油矿场广泛应用的常规型抽油机均属于 近似对称循环。
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