(二)机械采油基础知识
机械采油常识概述
机械采油常识概述引言机械采油是利用机械设备从地下将油藏储量开采到地面的一种常用方法。
在机械采油过程中，涉及到许多基本的概念、设备和工艺。
本文将对机械采油的常识进行概述，包括油井类型、采油方法、常用的机械设备以及相关流程。
油井类型机械采油中常见的油井类型有垂直井、水平井和多级水平井。
垂直井是最常见的油井类型，通过直接向地下打井，从储层中采取石油。
水平井是在垂直井的基础上，通过在井底水平延伸一段井段，使采油面积增大，提高采油效果。
多级水平井是在水平井的基础上，在不同深度打通多个水平井段，进一步提高采油效率。
采油方法常用的机械采油方法包括常压采油、自喷采油和注水采油。
1.常压采油：通过油井的自然能量将油藏中的石油压出。
常压采油适用于油藏压力较高的地区，利用油井内部的能量将石油推出到地面。
2.自喷采油：也被称为自驱采油。
在油井底部注入高压空气或水，使油井内的石油受到压力驱动，从而流动到地面。
3.注水采油：在油井中注入水，利用水的压力将石油压出到地面。
注水采油常用于油藏压力较低的地区，通过注入水增加油井内部的压力，从而推动石油流动到地面。
机械设备在机械采油过程中，涉及到许多机械设备的使用，包括钻井设备、油泵、压裂设备和人工举升设备等。
1.钻井设备：用于在地下将井眼钻通，提供通道供采油设备进入储层。
2.油泵：将储层中的石油抽出到地面。
常见的油泵有柱塞泵和螺杆泵。
3.压裂设备：用于通过向井眼注入高压液体，将岩石层打碎，从而增加储层的渗透性，提高采油效果。
4.人工举升设备：用于在油井底部提供下沉钻具和其他机械设备的支撑力，保证采油过程的顺利进行。
采油流程机械采油涉及到一系列流程，一般包括地质勘探、钻井、完井、采油和油品加工等。
1.地质勘探：通过地质勘探工作来确定潜在的油藏，并采集样本进行分析，确定油藏的储量和性质。
2.钻井：使用钻井设备在地下将井眼钻通，形成油井。
3.完井：在油井底部安装油泵和其他完井设备，保证石油能够顺利地从井底抽出到地面。
二、机械采油(功图、液面)
3、液面曲线的识别
典型液面曲线记录图如下图所示：
Ls Le
Ls表示电磁笔从井口波到音标反射波在记录纸带上所走的距 离，单位mm。 Le表示电磁笔从井口波到液面反射波在记录纸带上所走的距 离, 单位mm。
3、液面曲线的识别
(2)
波形A为井口波，波形B，C分别为回音标、液面 反射波形。b、c、d…为油管接箍波形。
冲程损失在图上的长度B'B=DD'=126/30=4.2（mm）
P 4.2 λ
B’
S活
B
9.4
A 19.8 D λ 4.2
C
D’
o
S活
S
50
抽油杆在空气和不同相对密度原油中的重量
公称直径 in
直径 mm
截面积 cm2
抽油杆密度,kg/m
在空气中 在相对密度 在相对密度 0.86的原油 0.8的原油 中 中 在相对密 度0.9的 原油中
例题二
某井的动液面测试资料如下图所示，查该井作业 油管记录如表1，计算液面深度。
表1 某井作业油管数据
油管序号
油管长度，m
1～10 11～20 21～30 31～40 41～50 51～60 61～70 71～80 81
95.41 96.45 96.06 96.49 95.65 96.35 96.42 96.02 9.64
L N L
式中： N ——油管接箍数
L ——平均油管长度，m
2、利用油管接箍数计算液面深度
油管接箍波峰在液面曲线上只反映一部分。
现场上，由于井筒条件、仪器、操作水平等多方面因素影 响，井筒中液面以上的接箍并不明显地全部反映在曲线上，如 图所示，针对此情况可在曲线上选出不少于10个分辨明显、连 续均匀的接箍波进行计算。
机械采油常识概述
机械采油常识概述机械采油常识概述机械采油是指利用各种机械设备，包括钻机、吊卡、输送带等，从地下油田中采集石油。
它是石油工业的一个重要领域，广泛应用于世界各地的油田开发中。
在机械采油过程中，需要掌握一些常识，以确保采油过程的高效运行和安全性。
本文将对机械采油的常识进行概述。
1. 机械采油的工程流程机械采油的工程流程包括勘探、准备、钻井、固井、完成井、完善井、井筒及辅助系统的维护和升级等环节。
在勘探阶段，需要做好地质勘探与储量预测，以确定油田资源的概貌；在准备阶段，需要做好井控工程的方案设计，保证开采安全；在钻井阶段，需要选择合适的钻井设备，掌握好井口管理技术；在固井阶段，需要掌握好固井材料与固井技术，防止井筒塌陷；在完成井阶段，需要掌握好绕组与泵的配置与调试技术；在完善井阶段，需要进行人工提油或应用增强采油技术，以提高采油效率；在井筒及辅助系统的维护和升级阶段，需要实施定期维护和系统升级等措施，以确保井筒与设备的正常运行。
2. 机械采油中的主要设备机械采油中的主要设备包括钻机、吊卡、输送带、钻头、工具及部件等。
钻机是钻井过程中的核心设备，它主要用于掏井孔；吊卡用于安装井筒、管柱及其他设备；输送带则用于输送岩屑、石油及其他物品；钻头则用于钻进岩层，对岩石进行打击；工具及部件则包括取心器、管柱、固井器、压力计、哨岗、制动器、绞车等等，用于支持、维护钻机设备及井筒的正常运行。
3. 机械采油的安全措施在机械采油过程中，安全是至关重要的。
为了保障机械采油对安全性的要求，需要制定一系列的安全措施。
首先，在设备设计阶段，需要严格遵循相关的标准要求，并进行设备安全性能测试，确保设备的质量及安全性；其次，在设备操作阶段，需要按照相应的标准流程，使用适当的工具及部件，确保操作的安全性；此外，在设备维护阶段，需要进行定期的维护及升级，以保障设备的可靠性，并预防设备故障带来的安全风险。
4. 机械采油的发展趋势随着机械采油技术的不断发展，石油工业的机械采油领域也在不断演变。
抽油机基础知识
游梁式抽油机型号的表示法
□ □ □ □ □ □
平衡方式 减速器齿轮形代号 H ─ 点啮合双圆弧齿轮 (渐 开线人字齿轮省略)
减速器额定扭矩,KN.M 光杆最大冲程,M 额定悬点载荷,10KN 抽油机类型代号
平衡方式
Y B F Q
── ── ── ──
游梁平衡 曲柄平衡 复合平衡 气动平衡
1
2
1、前置式 2、异型式 3、节能型
3
普通式（后置式）、 前置式
抽油装置示意图
游梁式抽油机抽油装置
抽油机： （电能转化为机械能的地面设备） 游梁－连杆－曲柄机构(称为四连杆机构) 减速箱（减速机构） 动力设备 辅助装置等 工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱
工 作 原 理
组成
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。
抽油机基础知识
目
一、抽油机的种类
录
二、抽油机结构及工作原理
三、抽油机操作规程及日常检查
四、抽油机常见故障判断及处理方法
一 概述
（一）抽油机采油法出现原因
1）自喷转采，能量逐渐下降； 2）低压油层或稠油井，不足以自喷； 3）低产油井，不能满足产量的要求； 4）注水油田后期，不能满足产量的要求。
（二）采油方法
从地面注入高压气体将井内原油 举升到地面的方法。
机 械 采 油
气举采油 有杆泵采油 深泵采油
利用安装在井下的深 井泵将井下原油举升 到地面的方法。
无杆泵采油
深井泵采油
有杆泵采油: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法。
采油工程基本知识库
采油工程基本知识库一、油水井基本知识1、油井总井数所有自喷井、抽油机井、电潜泵井、螺杆泵井和采取其他方式抽油的井的总和。
反映整个油田的油井总数量。
油井总井数是由开井数、关井数组成。
关井数包括计划关井数、停产井数、待废弃井关井数。
其中，待废弃井指已向股份公司申请报废，但尚未批复的油气水井，视同计划关井（此类井数很少）。
指在没有特殊指明的情况下，油水井总井数不包含已废弃井及其再利用井。
2、自喷井利用地层本身的天然能量使油喷至地面的油井。
3、抽油机井依靠抽油机和井下有杆泵将油从地层采到地面的油井。
当前这种抽油井占主导地位。
抽油机井按照抽油杆分类为普通钢杆井、高强度杆井、玻璃钢杆井、空心杆井、电热杆井、连续杆井及其它杆柱类井。
抽油泵由抽油杆带动上下运动，抽吸井内原油，它分为管式泵和杆式泵。
管式泵是抽油泵井最常见的一种。
3.1 普通钢杆采用杆柱等级为C、D、K级的采油的油井；普通钢杆制造工艺简单，成本低，直径小，使用范围广，约占有杆泵抽油井的90%以上，按照不同的强度和使用条件分为：C、D、K三个等级，机械性能如下表所示：钢级抗拉强度MPa 屈服强度MPa 使用范围C 620～794 412 轻、中负荷油井D 794～965 620 重负荷油井K 588～794 372 轻、中负荷并有腐蚀介质的油井3.2 高强度杆杆柱用等级为H级及以上杆进行采油的油井；H级高强度抽油杆，是用D级抽油杆经表面高频淬火处理，其抗拉强度提到1020MPa，承载能力比D级抽油杆提高20%左右，适用于深井、稠油井和大泵强采井。
3.3 玻璃钢杆杆柱中采用玻璃钢抽油杆采油的油井；玻璃钢抽油杆是由玻璃钢杆体和两端带抽油杆标准外螺纹（尺寸与普通钢抽油杆相同）的钢接头组合构成。
它具有重量轻、可实现超冲程、弹性好，抗腐蚀、疲劳性能好，没有疲劳极限等优点，因而可减少设备投资、节省能源和增加下泵深度，适用于抽汲腐蚀介质，但也因价格贵，不能承受轴向压缩载荷和高温（大于95℃），而且报废杆不能溶化回收利用，因而在一定程度上限制了它的使用。
采油基本常识
采油基本概念1、机械采油-----用各种机械将油采到地面上来的方法。
2、抽油机----是带动井下抽油泵工作的地面机械。
3、抽油杆----是抽油机井的细长杆件，它上接总杆，下接抽油泵起传递动力的作用。
4、光杆----是钢质圆形杆件，它上连抽油机下连抽油杆，起传递动力的作用。
5、悬绳器----是驴头和光杆的连接装置。
6、抽油泵-----由抽油机带动把井内原油举升到地面的井下装置。
7、套管----用水泥固定在井壁上的钢管，起封隔油汽水层、加固油层、井壁的作用。
8、油管----下入套管中间的无缝钢管。
9、静液面----抽油机关井后，环空液面缓升到一定位置稳定下来的液面。
10、动液面----抽油机正常生产时，井口至液面的距离。
11、泵效----抽油泵的实际排量与理论排量的比值。
12、沉没度-----泵深与动液面的差值。
13、冲程----驴头往复运动，带动光杆运动的高点和低点的距离。
14、冲数----抽油泵活塞在工作筒内每分钟往复运动的次数。
15、充满系数----抽油泵活塞完成一次冲程时泵内进入油的体积和活塞让出的体积的比。
16、气锁-----当深井泵内进入气体后，使泵抽不出油的现象。
17、示功图----示功仪在抽油机一个抽吸周期内测取的封闭曲线。
18、压裂-----利用水力作用，使油层形成裂缝的方法。
19、井别----根据钻井目的和开发的要求，把井分为不同的类别。
20、探井----经过地球物理堪探证实有希望的地质构造为了探明地下情况，寻找油气田而钻的井。
21、资料井-----为了编制油田开发方案所需要的资料而钻的取心井。
22、生产井----用来采油的井。
23、注水井----用来向油层内注水的井。
23、正注井---从油管向地层注水的井称为正注井。
24、反注井---从套管向地层注水的井称为反注井。
25、油补距----从油管挂平面到钻盘补心的距离。
26、套补距----从套管最末一根节箍上平面到钻盘补心的距离。
27、油压----原油从井底流到井口的剩余压力。
石油工程概论机械采油技术
V液 V活
Sp S
3.提高泵效的措施
(1)选择合理的工作方式
①选用大冲程、小冲次，减小气体影响，降低悬点载荷， 特别是稠油的井。
②连喷带抽井选用大冲数快速抽汲，以增强诱喷作用。 ③深井抽汲时，S和N的选择一定要避开不利配合区。 (2)确定合理沉没度。 (3)改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能。 (4)使用油管锚减少冲程损失
(5)合理利用气体能量及减少气体影响
四、地面示功图分析
示功图：载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图。 地面示功图或光杆示功图：悬点载荷与位移关系的示功图。
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。
新型抽油机：为了节能和加大冲程。
异相型游梁式抽油机 异形游梁式抽油机 双驴头游梁式抽油机 链条式抽油机 节能
宽带传动抽油机
液压抽油机
加大冲程
游梁式抽油机系列型号表示方法 CYJ 12—3.3—70(H) F(Y，B，Q)
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
抽油杆的杆体直径分别为13、16、19、22、25、28mm，
大约有80%以上的油井采油采用该举升方式。
常规有杆泵采油是目前我国最广泛应用的采油方式。
中石油近几年有杆泵采油比例
100%
93%
75%
二、机械采油
游梁平衡
(1)平衡方式简单 (1)高冲数时惯性大 (2)可减小连杆及曲柄销的受力， (2) 抽油机大时平衡效果 可减小曲柄的弯曲力矩 不良 (3) 安装调节不便 兼有曲柄平衡和游梁平衡的特点 (1) 重量轻，节约钢材 (2) 调整方便，平衡效果好 (3) 可改善抽油机受力状况 (1) 结构复杂，制造质量 要求高 (2) 故障率相对较高
有杆泵采油
有杆泵抽油装置——抽油机
前置型游梁式抽油机
结构特点 ① 曲柄连杆机构和 驴头均位于支架的前边。 这种结构使得前置型游 梁式抽油机结构变得比 较紧凑一些。 ② 曲柄连杆机构存 在一定的极位夹角，一 般在15°左右。 ③ 曲柄平衡存在一 定的平衡相位角，一般 在15°左右。
1—驴头；2—游梁；3—横梁；4—连杆；5—减速器；6—吊绳及悬绳器；7—曲柄销 8—支架；9—曲柄；10—底座；11—电动机；12—刹车装置
（8）辅助装置：
作用——将抽油机连接成整体，实现抽油机的协调运动。
有杆泵采油
一、抽油机——（一）常规游梁式抽油机
（8）辅助装置：
作用——将抽油机连接成整体，实现抽油机的协调运动。
有杆泵采油
一、抽油机——（一）常规游梁式抽油机
（8）辅助装置：
有杆泵采油
一、抽油机——（一）常规游梁式抽油机
（8）辅助装置：
有杆泵采油
有杆泵抽油装置——抽油机
旋转驴头游梁式抽油机
1—旋转驴头；2—手摇绞 车；3—悬绳器及光杆4— 侧翻驴头用的操作台5—支 架；6—底座；7—直梯； 8—曲柄及平衡装置；9— 减速器；10—电动机及带 传动装置11—刹车装置； 12—副平衡块；13—连杆 ；14—中心轴承；15—游 梁；16—前连杆
采油知识
采油基础知识一、常见名词1、抽油机：就是抽油井地面机械传动装置。
它和抽油杆、抽油泵配合使用，将井下原油抽到地面。
2、三抽设备：抽油机、抽油杆、抽油泵3、采油井：即生产井，它是利用地面机械设备把地下原油采出地面的井为采油井。
也就是通常我们所说的抽油井。
4、抽油机井资料录取的九全九准是指：油压（回压）、套压、产量、电流、汽油比、原油含水、示功图、动液面（流压）、静液面（静压）。
5、回压：即油压，它与套压一般在井口压力表上直接读取。
6、油管压力：简称油压，它表示油气从井底流到井口后的剩余压力。
7、套管压力：简称套压，它表示油、套环形空间内油气在井口的剩余压力。
8、动液面：抽油井在正常生产过程中，测得的油、套管环形空间中的液面深度叫动液面。
9、静液面：抽油井关井后，油套管环形空间液面逐渐上升，当升到一定位置并稳定下来时，测得的液面深度叫静液面。
10、沉没度：就是固定凡尔与动液面之间的距离，也就是动液面到深井泵之间的距离。
11、示功图：是描绘抽油机井驴头最大悬点载荷与光杆位移的关系曲线。
通过测得的示功图，及时了解抽油机负荷变化及深井泵井下的工作情况，为合理开采提供重要依据，依次选择适当的抽油参数，同时还能判断油层供液能力的好坏程度。
12、日产油水平：是指月产油与当月日历天数的比值。
单位为吨/日。
13、综合含水：是油田月产水量与月产液量比值的百分数。
它是反映油田原油含水高低的指标，是进行油藏动态分析、开发及注采动态分析的重要指标。
综合含水=月产水/月产液*100%14、生产压差：目前地层压力与油井生产时测得的井底流动压力的差值叫生产压差。
15、原始地层压力：地层未开采时测得的油层中部压力，地层压力随地层深度增加而增大。
16、目前地层压力：又称静压。
油田投入开发后，关井压力恢复后所测得的油层中部压力。
是油层能量的标志。
17、总压差：目前地层压力与原始地层压力之差，标志油田天然能量的消耗情况。
18、流动压力：是指在油井在正常生产时，所测得的油层中部压力，单位为兆帕（MPa）。
机械采油技术
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
抽油杆的杆体直径分别为13、16、19、22、25、28mm，
机械采油技术
★ ★
有杆泵采油基础 无杆泵采油基础
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最广泛应用的采油方式，
光杆冲程：光杆从上死点到下死点的距离。
B-下冲程
（二)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。
冲次：一分钟的时 在理想情况下，活塞上、下一次进入和排出的液体 间内抽油泵吸入与 体积都等于柱塞让出的体积： 排出的周期数。 V f pS 泵的理论排量 每分钟的排量为： Vm f p SN
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
按照抽油泵在油管中的固定方式可分为：管式泵和杆式泵
前置式气动平衡抽油机结构简图
采油方法基础知识
采油方法基础知识采油方法，就是指把地下四周油层内流到井底的原油采到地面所使用的方法，一般包括自喷采油和机械采油两种。
1.自喷采油自喷采油是指依靠油藏本身的能量使原油喷到地面的采油方法。
一口油井用钻井的方法钻孔、下入套管连通到油层后，原油就会像喷泉那样沿着油井的套管自动向地面喷射出来。
油层内的压力越大，喷出来的油就越快越多。
这种靠油层自身的能量将原油举升到地面的能力，称为自喷，用这种办法采油就称为自喷采油。
这种采油方法常发生在油井开发初期。
油井在油藏开发初期为什么会自喷呢?石油和天然气深埋于地下封闭的岩石孔隙中，在上覆地层的重压下，它们与岩石一起受到压缩，从而集聚了大量的弹性能量，形成高温高压区。
当油层通过油井与地面连通后，在弹性能量的驱动下，石油、天然气必然向处于低压区的井简和井口流动。
这就像一个充足气的汽车轮胎一样，当拔掉气门芯后，被压缩的空气将喷射而出。
油层与油井的沟通一般情况下靠射孔完成，射孔一旦完成，就像拔掉了封闭油层的气门芯，油气将通过油井喷射到地面。
自喷井的产量一般来说都是比较高的。
例如，中东地区有些油井每口油井日产油可高达(1~2)x104t。
我国华北油田开发初期，很多油井日产千吨以上，大庆油田的高产井日产200~300t。
据统计，目前世界有50%~60%的原油是靠自喷方法开采出来的，特别是中东地区，大多数油井有旺盛的自喷能力。
这种方法不需要复杂昂贵的设备，油井管理也比较方便，是一种高效益的采油方法。
因此，在油田开发过程中，人们都设法尽可能地保持油井长期自喷。
但到了油藏开发的中后期，油层的压力会逐渐减小，不足以再将地层内的原油驱替到井底并举升到地面,这时就需要给油层补充能量，如注人水或注入天然气等，增加油层的压力，以此延长油井的自喷期。
2.机械采油机械采油指借助外界能量将原油采到地面的方法，又称为人工举升采油方法。
随着油田的不断开发，地下地层能量逐渐消耗，油井最终会停止自喷。
由于地层的地质特点，有的油井一开始就不能自喷。
机械采油
机械采油
（1）管式泵：是把外筒和衬套在地面组装好 后，接在油管下部先下入井内，然后投入固 定阀，最后把活塞接在抽油杆柱下端下入泵 筒内。 特点： 结构简单、成本低；泵径大，排量大； 检泵时需起出油管，修井工作量大。
应用范围：下泵深度不大、产量较高的井。
机械采油
（2）杆式泵：是整个泵在地面组装好后接在 抽油杆柱的下端，整体通过油管下入井内， 由预先安装在油管预定位置上的卡簧固定在 油管上。 特点： 检泵不需起出油管，检泵方便；结
机械采油
（3）异相型抽油机 1.使曲柄中心轴承与连杆和游梁的连接销(横梁轴)不在 一条垂线上； 2.使曲柄平衡重的中心线与曲柄中心线之间有一相位角 θ。 其结构就导致了曲柄上冲程转角大于190 。 ,下冲程小 于170 。 ，使上冲程驴头悬点运动速度较下冲程慢，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。 可减小光杆最大负荷10％，因而能延长抽油杆的寿命， 还能节省电力10％左右。
Wr f r L s g qr Lg
注意：力＝质量×加速度
Wr－抽油杆柱在空气中的重力，N； fr－抽油柱柱截面积，m2； ρs－抽油杆材料的密度，ρs＝7850Kg/m3； g－重力加速度，m/Ｓ2； L－抽油杆柱长度，m；
抽油机悬点运动及载荷
下冲程
液体浮力作用
抽油杆柱在液体中的重力Wr’
机械采油
系统组成及抽油装置
地面:抽油机 中间:抽油杆 地下:抽油泵
机械采油
• 地面部分
抽油机：提供动力。地面主要设 备；
• 地下部分
抽油泵(又称深井泵)； 井下设备。主要部件：泵筒、活塞、 游动凡尔、固定凡尔。
• 中间部分
抽油杆。 –传递动力。连接地面、井下设备 的部件。
机械采油常识概述
第三章机器采油知识第一节有杆泵抽油机及井口装置在油田开发历程中，油田到达自喷晚期或停喷后，或原始地层压力不敷，要对这些井进行采油，就必须安装一种人工举升装置，以维持所需要的井底流压和生产出地质配产要求的产量。
人工举升采油有三种方法可供选择，即气举采油、有杆泵采油和无杆泵采油。
当前，我国有杆泵采油方法占人工举升井数的90％。
因此，本节就有杆泵抽油机及井口装置做一简朴介绍。
一、有杆抽油泵有杆抽油泵按用途可分为通例（尺度）抽油泵和特种抽油泵两大类。
通常，对付切合抽油泵尺度设计和制造的抽油泵称作尺度抽油泵或通例抽油泵，而具有专门用途的，如防砂、防气、抽稠油等，或具有与尺度结构或尺寸差别的抽油泵称作特殊用途的抽油泵或专用抽油泵。
我国抽油泵行业尺度是SY/T 5059-91《抽油泵》。
（一）通例抽油泵通例抽油泵又分为管式泵和杆式泵两大类。
1.管式抽油泵管式抽油泵是按设计的泵挂深度直接将泵筒连接在井下油管的下端，活塞连接在抽油杆的最下端，见图1-3-1。
事情原理：上冲程时，抽油杆柱动员活塞上行，游动阀（排出阀）受自重和油管内液柱压力的作用而封闭，并提升柱塞上部的液体，与此同时柱塞下面的泵筒空间里的压力低落，当其压力低于套管压力时，该空间的液体将顶开油泵牢固阀（吸人阀）而进人抽油泵活塞上冲程所让开的泵筒空间。
当柱塞下行时，油泵的牢固阀靠自重下落而封闭，泵筒内的液体受到压缩，在柱塞继承下行历程中，泵内的压力不绝增高，当泵内压力增至凌驾油管内液柱压力时，将顶开油泵的游动阀使泵筒内的液体进人油管内。
由于油泵柱塞在抽油机的动员下，连续做上下往复运动，因而油泵的牢固阀和游动阀也将瓜代地封闭与打开，完成抽油泵的抽汲事情循环。
管式抽油泵结构简朴，本钱低；泵筒壁较厚，承载能力大；在相同的油管尺寸下可安装的管式抽油泵直径比杆式抽油泵大，因而排液量也较大；对付产液量更大的油井还可通过脱接器安装泵径大于油管内径的管式抽油泵。
因此在我国得到了遍及的应用。
02 采油基础知识
IPR曲线
（2）斜井和水平井的IPR曲线
Bendakhlia建议用：
(3) ps pb pwf 时的流
入动态（组合型IPR曲线）
（三）井筒内气液两相流动
在井筒中流动的大都是油-气-水三相混合物。
1、井筒两相流特性 1．井筒气液两相流能量的来源和消耗
当pWf >=pb时，油管内流体为单相流
(三)渤海矿区区块及构造和井号的 命名
渤海矿区区块的划分 : 是将渤海海域按经纬度 每一度（一方度）为一区，共分 14 个区，每区命 一地名（书写时用汉语或汉语拼音字头的字母表 示，各区命名见渤海海域区块名称图），在一个 区内每十分见方为一块，每区划为36块。 构造编号：根据构造高点所处区块位置进行 编号。例如在第7区10块之中的一号构造，其编号 为LD10-1，LD是旅大二字汉语拼音的字头，而旅 大这个地名代表第7区，10系指10块，1代表构造 号。若一个区块内有一个以上构造，按其排列方 向自西向东或自南向北编号。若同一构造高点跨 一个以上区块时，则按其所占面积较大的一个区 块编号。
* 可用来评价和分析油井的生产能力。
若为非达西渗流，则油井产量方程为
ps pwf Cq Dq2
或
ps pwf C Dq q
ps pwf ~q q
呈线性关系。其斜率为D，其截距为C。
2、油气两相渗流时的流入动态 （1） 垂直井油气两相渗流的Vogel方程
条件：
Vogel方程
3.气举 优点：适应产液量范围大，适用于定向井，灵活性好。可远 程提供动力，适用于高气油比井况，易获得井下资料。 缺点：受气源及压缩机的限制，受大井斜影响（一般来说用 于!"#以内斜井），不适用于稠油和乳化油，工况分析复杂， 对油井抗压件有一定的要求。 4.喷射泵 优点：易操作和管理，无活动部件，适用于定向井，对动力 液要求低，根据井内流体所需，可加入添加剂，能远程提供 动力液。 缺点：泵效低，系统设计复杂，不适用于含较高自由气井， 地面系统工作压力较高。 5.电潜螺杆泵 优点：系统具有高泵效，适用于高粘度油井，并适用于低含 砂流体及定向井，排量范围大。 缺点：工作寿命相对较低（与ESP相比），一次性投资高。
机械采油工艺原理汇总培训课件
缺点
对介质粘度、含固相物料的适应 性较差，且不适合输送大量气体 。
04 潜油电泵采油原理
潜油电泵的工作原理
潜油电泵是一种机械采油设备，通过 将电能转化为机械能，将井下的原油 举升到地面。其工作原理主要依赖于 潜油电机，将电能转化为机械能，驱 动多级离心泵工作，从而将井液举升 到地面。
优化注水工艺
通过调整注水压力、注水量和注水方 式等手段，提高注水驱油的效率，从 而提高采收率。
降低能耗的措施
优化抽油机的工作参数
通过调整抽油机的冲程、冲次等参数，降低抽油机的能耗。
使用节能型电机
采用高效、低能耗的电机，降低电机的能耗。
优化抽油机的平衡率
通过调整抽油机的平衡块位置，使抽油机在上下冲程中均能保持较 大的有效功率，降低能耗。
另外，根据泵的级数不同，潜油电泵可以分 为多级离心泵和单级离心泵。多级离心泵具 有较高的扬程和排量，适用于深井和高压油
气井；单级离心泵则适用于一般油气井。
潜油电泵采油的优缺点
潜油电泵采油的优点主要包括
能够适应深井和高温高压的采油环境；采油效率高，排量大；自动化程度高，可远程控 制。
然而，潜油电泵采油也存在一些缺点
机械采油的分类
01
02
03
有杆泵采油
利用抽油杆将深井泵放入 井下，通过抽油杆的上下 往复运动，将原油采到地 面上来。
无杆泵采油
利用电潜泵、螺杆泵等设 备，将井下的原油采到地 面上来。
气举采油
利用高压气体将原油从井 底举升到地面上的采油方 式。
机械采油的应用场景
低渗透油田
由于地层压力较低，自喷 能力不足，需要采用机械 采油方式来提高采收率。
机械采油常识概述
机械采油常识概述机械采油是指通过机械设备进行采油作业的方法，是目前油田开发中最常用的技术之一。
它通过井下机械设备的运作来提高采油效率，增加产量，促进油田经济效益。
本文将对机械采油常识进行概述，让大家更好地了解机械采油。
一、机械采油的基本构成1.井口设备井口设备是整个机械采油的起点，主要包括套管、钻杆、抽油杆、气管、电缆等。
在开采油井的井口，设置一些设备，可以保证机械采油的正常进行。
2.地面设备地面设备是机械采油的核心，包括泵房、减速器、变频器、自动控制系统等。
这些设备可以自动化地控制机械设备的运行，并随时调节，保证机械采油的顺利进行。
3.井下设备井下设备包括井下动力机、井下液压泵、井下电动泵、井下采油管道等。
这些设备可以在井下实现机械采油的全过程控制，包括注水、抽油、调节等。
二、机械采油的优势1.节约能源，提高采油效率传统的采油方式，需要大量的人工劳动力，并且存在一定的能源浪费。
而机械采油可以充分利用设备，提高采油效率，节约能源资源，减少能源的浪费。
2.延长油井寿命机械采油设备具有高强度、耐磨、抗腐蚀等优异的性能，可以适应不同的油井环境，延长油井的使用寿命，提高油井的经济效益。
3.降低成本，提高效益机械采油可以通过自动化控制和智能化运行，可以充分发挥设备的作用，降低人工成本并提高经济效益。
由此可以得出，机械采油是一种惠民节能的能源开发方式，可以大大降低开采成本，提高经济效益。
三、机械采油的发展趋势1.智能化未来机械采油的发展趋势将是智能化，可以实现实时监测和自动控制，从而提高采油效率和经济效益。
2.高效化未来机械采油设备将集成多种功能，并且逐渐趋于高效化，可以充分发挥各种设备的作用，提升采油效率。
3.绿色化未来机械采油将会从环保的角度开展，加强环保设备的使用，保护环境。
同时绿色能源的使用也将逐渐普及，以减少对环境的污染。
总之，机械采油是一种高效、节能、环保的采油方式，随着科技不断发展，机械采油的设备将会越来越智能化、高效化、绿色化，为我国油气工业的发展注入更强的动力。
机械采油基础知识
机械采油基础知识1. 引言机械采油是一种常用的采油方法，通过使用机械设备来提高油井的产能。
本文将介绍机械采油的基础知识，包括机械采油的定义、原理、设备和应用等方面。
2. 机械采油的定义机械采油是指利用机械设备，通过人为的方式提高油井的产能和采油效率的方法。
它与传统的自然采油相比，能够更好地控制油井的产能和流量，实现更高的采油效果。
3. 机械采油的原理机械采油的原理是利用机械设备对油井进行控制，以提高采油效率。
它通常包括以下几个方面： - 井下设备控制：通过在井口或油井井筒中安装各种机械设备，如泵浦、阀门等，来控制油井的产能和流量。
- 井下压力控制：通过调整井口的压力或在井中控制压力的装置来控制油井的产出。
这可以通过增加井筒中的压力或减小井口压力来实现。
- 采油原理：机械采油的原理是通过一系列的机械设备和工艺来驱动石油从井底流出。
这些设备和工艺包括泵浦、气体压缩机、水力压裂等。
4. 机械采油的设备机械采油涉及多种设备，以下是一些常见的机械采油设备：- 泵浦：用于提升地下油藏中的原油到地面的设备。
泵浦有多种类型，包括柱塞泵、离心泵等。
- 压裂设备：用于通过注入压力来破碎岩石，从而增加地下油藏的产能。
压裂设备包括高压水泵、泥浆泵等。
- 控制设备：用于控制油井的产能和流量。
包括阀门、变频器和计量仪表等。
- 气体压缩机：用于提供压缩气体给井下设备，以提高油井的产能。
5. 机械采油的应用机械采油广泛应用于石油开采领域，特别是在复杂油藏和低渗透油藏中，机械采油能够提供更好的采油效果。
以下是一些机械采油的应用领域： - 多级泵浦：在高温、高粘度等条件下，采用多级泵浦系统可以提高油井的产能和采油效率。
- 压裂技术：在低渗透油藏中，采用压裂技术可以增加油井的产出。
- 自动化控制：通过自动化设备控制油井的产能和流量，可以提高采油效率并减少人工操作的工作量。
6. 总结机械采油是一种通过使用机械设备来提高油井产能和采油效率的方法。
第二章机械采油常识_pdf
第二章机械采油常识在油田开发的初期，由于地层能量充足，地层压力较高，井底压力低，形成生产压差较大，油层压力推动石油流向井底，沿着油管举升到地面，这种采油方法称为自喷采油。
随着石油的不断采出，地层能量不断地减小，压力不断地降低，直到不足以将石油举升到地面，这时需要通过机械手段从地下开采石油，这种通过机械手段从地下开采石油的方法称为机械采油。
随着采油技术的不断进步，机械采油的工艺和设备也得到了较快的发展，方式多种多样，概括起来主要分为有杆泵采油和无杆泵采油。
有杆泵采油是指通过抽油机带动井下抽油杆和抽油泵往复运动从地下开采石油，无杆泵采油是指不需要抽油杆传递动力从地下开采石油，如电动潜油离心泵、水力活塞泵、振动泵、射流泵装置等。
一、有杆抽油设备有杆抽油设备主要包括抽油机、井下抽油泵和连接二者的抽油杆“三抽”设备。
这里主要介绍抽油设备的地面部分——抽油机。
习惯把这三部分称为抽油机是抽油设备的地面传动装置，按照结构和工作原理可以分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。
(一)游梁式抽油机1．游梁式抽油机的组成游梁式抽油机在结构上大同小异，都是以电动机作为原动力，曲柄连杆机构作为动力的传动装置。
主要由电动机及其电路控制装置、底座、减速箱、曲柄、平衡块、连杆、横梁、支架、游梁、驴头、悬绳器及刹车装置等组成。
2．工作原理整个抽油装置由电动机(或其他动力)带动。
通过减速箱、曲柄连杆机构和游梁把电动机的高速旋转运动转变为抽油机驴头的低速上、下往复运动，驴头的往复运动，通过悬绳器、光杆和抽油杆带动井下的抽油泵柱塞做上下往复运动，实现抽油的目的。
3．游粱式抽油机的分类(1)常规型游梁抽油机：常规型游梁抽油机是国内外矿场使用最广泛的一种抽油机。
支架在驴头和曲柄连杆之间，其上、下冲程时间相等。
如图l—2—l所示为常规型游梁式抽油机的结构示意图。
(2)前置型游梁抽油机：前置型游梁抽油机的减速箱装在支架前方，因缩短了游梁而使抽油机长度大为减少。
二机械采油基础知识
╱一工艺：
按照生产管理方案要求，严格实施日常生产管理措施。
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机械采油
1 2 3 4 5 6
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形成的背景及其内涵
精
细
管
理
目
的
精细化管理的推行
精
细
管
理
规
范
常见问题治理措施
效Байду номын сангаас
果
评
价
16
机械采油 1、实现技术及管理有机结合
——目 的
“一井一法一工艺”把研究解决日常技术问题的工作方法和各个管理层级间逐级负责的管理程序有机的 结合起来，使油田开发要求，切实的贯彻到日常生产管理中，实现了油田的合理开发，高效运行。
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机械采油 （2）井筒净化技术系列
防漏失防砂卡
针对各井的井筒沉积脏物类形，立足地层能量、射孔段深度、洗井液敏感性、井筒状况等基础资料，从药剂
配方、洗井方式优化着手，优化施工，选择针对性较强的井筒净化技术措施。
①低密度泡沫洗井：适用于地层压力低（P≤8Mpa）、井筒结垢井。
②汽化水洗井：适用于地层压力低（P≤8Mpa）、井筒脏、结垢的井。
试井岗
井控、站控岗
维修岗
负责录取措施实
施前后的油井功图、 液面、电流等生产参 数
录取油样、油井单量、油井回压、水井
油套压资料；负责修井现场监督；负责抽油 机的日常保养以及井筒热洗、降回压措施的 监督落实
负责地面参数调
整、抽油机平衡调整 等大型措施的落实
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机械采油
——工作程序
“一井一法一工艺”精细管理法的工作方法以“分析诊断、制定对策、控制实施、效果评价”四个阶段为一个有 效循环，不同的阶段其人员分工不同、职责不同。
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施 安 排 及 效 果 预 测
表
注 单吸 采 井水 反 采剖 映 油面 曲 曲曲 线 线线
第一部分 采油工艺技术指标计算方法
第二部分 延长油井免修期主体技术
第三部分 井筒分析的主要内容及制度
第四部分 第五部分 第六部分
“一井一法一工艺”精细管理 法
“六小”措施实施的技术要
求 常用仪器仪表及相关设施管理规定
适用条件
低密度泡沫 洗井液密度低，对储层伤
洗井
害小，携砂能力强，易返
汽化水洗井 排
当地层压力较低(一般P≤8Mpa，或根据射孔深度，可 能发生倒灌)时，选用汽化水（1%MX-40+压风机）、 泡沫等低密度洗井技术
活性水冲砂 洗井
价格低廉，施工简单，冲 砂彻底，但对低压储层易 造成伤害
当地层压力较高（一般P＞8Mpa，或根据射孔深度， 以不倒灌为原则）时，选用活性水（0.05%SJ66+0.2%WN-200）洗井
机械采油
（2）井筒净化技术系列
防漏失防砂卡
针对各井的井筒沉积脏物类形，立足地层能量、射孔段深度、洗井
液敏感性、井筒状况等基础资料，从药剂配方、洗井方式优化着手，优
化施工，选择针对性较强的井筒净化技术措施。
井
①低密度泡沫洗井：适用于地层压力低（P≤8Mpa）、井筒结垢井。
筒
②汽化水洗井：适用于地层压力低（P≤8Mpa）、井筒脏、结垢的井。
净 化
③活性水冲砂洗井：适用于地层压力相对较高（P＞8Mpa）、无或弱水
措
敏的井。
施
④排污捞砂：适用于出砂严重、地层压力低、中高水敏的井。
⑤清蜡剂、酸液综合解堵洗井技术：结垢、结蜡严重，近井地带易堵
塞的油井。
机械采油
防漏失防砂卡
详细工艺技术特点和适应性见下表：
目前井筒净化工艺简介表
措施名称
技术特点
设备(机、泵பைடு நூலகம்管、 杆)工作情况
落实前期措施效果 并进行经济评价
搞清油井生产能力 及工作状况，明确生产 潜力、存在问题及原因
搞清抽油设备能力 与油层能力的匹配状况、 注采协调情况，找出存 在问题及原因
确定和部署下步井 筒技术措施方案，并进 行效益论证
机械采油
基本框架及分析重点 1、基本概况
——井筒分析
①压裂砂，以及由于地层疏松、开采强度过大，导致地层中的颗粒流 向井筒，沉积在井筒。
②老油田生产井井筒垢、蜡、砂沉积的胶结物。进入中高含水开发期后， 老油田生产井结垢、结蜡、腐蚀日趋严重，垢质、蜡质及腐蚀脱落物沉积 胶结的复合物，使深井泵工作环境变差；
③不规范修井带入井筒的地面泥沙。 ④因近井地带脱气，对地层形成周期性堵塞的碳酸盐垢。
机械采油
1
形成的背景及其内涵
2
精细管理目的
3
精细化管理的推行
4
精细管理规范
5
常见问题治理措施
6
效果评价
机械采油
——背景及内 涵
针对老油田开发矛盾突出，稳产形势严峻的现状，以“降递减， 延长寿命”为目标，按照精细管理的思路，认真分析油水井在井筒状 况、开发现状、工艺设备方面存在的差异；以单井为生产管理基本单 元，找准油藏、井筒和地面设备的主要矛盾和问题，优化措施、对症 下药；在尊重管理对象的个体化差异性的基础之上，从系统内部的关 联性角度出发，逐渐探索形成了油水井从油藏开发到井筒管理、再到 地面系统的 “一井一法一工艺”精细管理法。
清蜡剂、酸 对蜡、垢混合脏物净化效 液综合洗井 果明显，可疏通炮眼的油
技术 流通道，提高产量
对井筒状况复杂，近井地带污染，可在洗井液中加入 适量的清蜡剂、无机酸等试剂对井筒及射孔段进行处 理，但停井反应时间不得超过20分钟；对水敏地层， 洗井液中添加适量的防膨剂，提高洗井效果。
排污捞砂
对于出砂严重，特别对掩 埋油层的井清砂效果较好
机械采油
——井筒分析
3、油水井井筒存在的主要问题及原因 4个方面
①能量方面：供大于采、供液不足、含水上升、含水下降等。 ②设备方面：油杆、油管、抽油泵、抽油机、套管等。
③井筒方面：砂、蜡、垢、气、水、断、脱、堵、漏、磨、 脏、落物、套破等。
④管理方面：资料录取及分析利用、时率与利用率、停躺 井等。
机械采油
1
井筒清防垢技术
2
井筒清防蜡技术
3
井筒防腐技术
4
井筒防气技术
5
防偏磨断脱技术
6
防漏失防砂卡技术
机械采油
防漏失防砂卡
抽油泵防漏失、防卡重点推广了两项技术：一是在眼管眼管外先用20 目不锈钢筛网缠一层，然后再用60目不锈钢筛网缠一层，结合处应重叠 100mm以上，外缠12＃铁丝防止地层出砂；二是井筒净化技术。
③挖掘井筒潜力：深抽强排、放大压差、清防蜡、清防垢、防 气、冲砂、洗井、分注、隔注、油水井大修、座封隔采、引进新 工艺新技术等。
④挖掘设备潜力：调冲程、调冲数、换泵、换油管、换油杆、 换抽油机、防断、防脱、参数优化、检串、调配、引进新技术等。
⑤挖掘管理潜力：蹩、碰、校、调、日常分析，日常管理，取 全取准资料，合理控制生产压差，提高时率和利用率等。
4、下步措施
针对能量方面、设备方面、井筒方面、管理方面存在的问题， 提出相应技术措施和对策，并进行技术经济论证。
机械采油
应具备的图表资料
——井筒分析
五图
四表
三曲线
生措技措
开油典地动 采水型质态 现井井综控 状连示合制 图通功成图
图图果 图
产 数 据 对 比 表
施 效 果 对 比 表
术 经 济 指 标 对 比 表
适用于出砂严重、地层压力低、中高水敏的井。
第一部分 采油工艺技术指标计算方法
第二部分 延长油井免修期主体技术
第三部分 井筒分析的主要内容及制度
第四部分 第五部分 第六部分
“一井一法一工艺”精细管理 法
“六小”措施实施的技术要
求 常用仪器仪表及相关设施管理规定
机械采油
主要内容
——井筒分析
油井能量利用情况 和能量补充情况
我们主要介绍井筒净化技术。
井筒净化技术
油井在实际生产过程中，因井筒“脏”导致抽油泵频繁漏失、卡泵， 甚至造成地层堵塞，在开发十年以上的老井，此现象表现的尤为突出。针 对上述问题，通常根据脏物成份，采取有效的井筒净化措施，达到改善深 井泵工作环境，延长检泵周期的目的。
机械采油
（1）井筒脏物的来源
防漏失防砂卡
主要包括地质概况、生产概况、油层能量概况、机、泵、 管、杆能力概况，参数利用及供采协调概况、开发指标情况、 工程技术指标完成情况以及井筒状况综合评价等。
机械采油
——井筒分析
2、井筒技术和管理措施及效果部分
挖掘5方面潜力
①挖掘油层潜力：压裂、酸化、补孔、增注等。
②增加生产能力：投产、投注、转采、复产、转注、复注等。