采油工程基础——泵的工作原理

拉杆
工作筒
活塞
游动 凡尔 固定 凡尔
泵径：指深井泵活塞的直径。
我厂常用抽油泵泵径：
Ф32、Ф38、Ф44、 Ф50、
Ф56、Ф70、Ф83等几种。
抽油杆的作用：抽油杆通过抽油杆接箍连 接成的抽油杆柱上接抽油机，下接深井泵 活塞，抽油机的动力就是靠抽油杆柱的传 递，使深井泵的活塞作往复运动。 常用抽油杆直径：5/8″、3/4″、7/8″、1″四 种。
抽油井管柱示意图
抽油泵
筛管
丝堵 油层上界
油层下界
人工井底
电泵井管柱示意图
泄油器 单流阀 电泵 分离器 保护器 油层上界 电机 油层下界
人工井底
光管注水井管柱示意图
油层上界 喇叭口 油层下界 人工井底
光管注水井管柱示意图
油层上界 喇叭口 油层下界 人工井底
偏心注水井管柱示意图
注水层位
P1 F1
水泥塞：从完钻井底至人工井底这段水泥柱。
水泥返高：固井时，油层套管和井壁之间环行 空间的水泥上升高度。
油补距：带套管四通的采油树是指四通上法兰面 到方补心上平面的距离，不带套管四通的采油树 是指油管挂平面至补心上平面的距离。 套补距：带套管四通的采油树是指套管短节法兰
面到方补心上平面的距离，不带套管四通的采油
注水层位
P2 撞击筒 球座
人工井底
往复注水泵：往复泵是容积式泵的一种，它是依靠
在泵缸内作往复运行的活塞或柱塞来改变工作室的
容积，从而达到吸入和排出液体的。由于泵缸内的
主要工作部件（活塞或柱塞）的运行为往复式的所 以称它为往复泵。 往复注水泵组成：往复注水泵由动力端和液力端两 个部分组成。动力端由电动机、皮带轮、齿轮、连
泵效：抽油井实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。 计算公式为：η＝Q液/Q理×100%
Q液 ------抽油井实际日产液量
Q理 ------泵的理论排量
影响抽油井泵效的因素有：
※地质因素：油井出砂、气体影响、油井结蜡、
原油粘度高、以及原油中含腐蚀性的水和硫化
氢气体等。
※设备因素：泵的制造质量，安装质量，衬套
树是指油管挂平面至补心上平面的距离，即等于 油补距。 套管深度=套补距+套管短节+套管长度 油管深度=油补距+油管头长+油管长度
井 口 装 置
计量站
油层
自喷井
光杆
盘根盒
胶皮闸门
抽 油 井 井 口 装 置
注水井井口装置
泵压表 水表装置 注水闸门 放 空 闸 门 来 水 闸 门 测试闸门 回水闸门
表 层 套 管 深 度
技 术 套 管 深 度
油 层 套 管 水 泥 返 高 深 度
人 工 井 底 深 度
油 层 套 管 深 度
完 钻 井 深
方补心：钻机在正常钻进时，安装在钻台上的 转盘中，卡住方钻杆，使方钻杆与转盘一起转
动的补心。
导管：防止钻井过程时井眼周围覆土坍塌，供 泥浆循环用。 表层套管：加固地层上部疏松岩层的井壁和安 装封井器，预防岩层坍塌和钻井过程中发生井
采油基础知识
二○○五年三月
井身结构
地表
复杂地层
气层 油层 油层
方补心
套补 距
套管头：作 用是连接井 表层套管 内各层套管 并密封套 表层套管 管 间的环行空 水泥环 技术套管 技术套管 间。 特殊地层或 水泥环 油层套管 复杂地层 油层套管 水泥环
油气层 人工井底 胶木塞 助流环 套管鞋 完钻井底
6）送电，启动抽油机，检查调整效果。
7）记录有关数据，填写报表。
碰泵：抽油机在下行过程中，活塞撞击固定凡尔罩叫碰泵。人为的 碰泵操作能够防止轻微的砂蜡卡。 抽油机碰泵操作： 1)停抽将驴头停在接近下死点，刹紧刹车，断电。 2)用方卡子卡紧光杆，座在盘根盒上，松刹车，盘皮带轮，使驴头 卸掉负荷，刹紧刹车。 3)在光杆上作好记号，并向上丈量大于防冲距的距离，记好记号。 4)松开方卡子上移到记号处卡紧方卡子。 5)松刹车使驴头吃上负荷，刹紧刹车。 6)卸掉盘根盒上的方卡子，锉平光杆毛刺。 7)松刹车，送电，启动抽油机，碰泵3－5次。 8)碰完泵后调好防冲距，锉净光杆上的毛刺。 9)启动抽油机，检查防冲距是否合适。 10)将有关资料记入报表。
往复泵的流量只与活塞直径、行程和往复 次数等有关，与排出压力无关，往复泵在 排出管中任何压力下，其流量基本上是不 变的，流量与排出压力关系曲线基本上是 一条直线，因而往复泵不能用改变排出压 力的方法来调节流量。
冲次：驴头每分钟上、下运动周期的次 数叫做冲次。 现场来调冲次的方法：现场一般是用更 换不同直径的电机皮带轮来调整冲次， 也可用更换不同转速的电机来实现调冲 次。 冲程：一般指光杆在上、下死点间的距 离。
抽油泵：是抽油井装置中的一个重要组成部分，是通过油管 和抽油杆下到井中，沉没在油井动液面以下一定深度，靠抽 吸作用将油抽到地面的井下设备。 工作原理：当活塞上行时，游动凡尔受油管内活塞以上液柱 的压力而关闭，排出活塞以上泵内液体。同时固定凡尔由于 泵筒压力降低，在油套环形空间液柱的压力下被顶开，井内 液体进入泵筒内，充满活塞上行所让出的空间。活塞下行时， 由于泵筒内液柱受压，压力增高，而使固定凡尔关闭，当泵 筒内压力超过油管内液柱压力时，游动凡尔被顶开，液体进 入油管。在一个冲程过程中，深井泵完成一次进油和一次排 油过程，活塞如此不断上下运动，游动凡尔及固定凡尔不断 地交替关闭和顶开，井内液体就不断地进入泵工作筒，从而 上行进入油管，最后到达地面。
梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。 工作原理：由动力机供给动力，经减速器将动力高
速旋转运动变为抽油机曲柄的低速运转，并由曲柄连杆-游梁机构将旋转运动变为抽油机驴头的上、下 往复运动，带动深井泵工作。
减速 8 箱 电机
平衡 7 块
横船 5 轴
连杆 6 轴
支架 4 轴
游梁
8 9
驴头 3 配电 10 箱 悬绳 2 器
技术套管和油层套管连接起来，并使其环行空间
严密不漏。只下油层套管的井不用套管头，而将 套管四通的下法兰直接坐在油层套管的法兰上， 或在油层套管上接根套管短节和套管四通直接连 接。
完钻井深：完钻后井的裸眼井底至方补心顶面 的高度。
固井：往套管和井壁之间的环行空间注入水泥，
水泥凝固后形成一个水泥环，以封固地层。
喷事故。
表层套管水泥环：往表层套管和水泥环之间的环
形空间注入水泥，水泥凝固后形成的水泥环。 技术套管：将特殊地层（如盐层等）或复杂地层 （如高压水层等）与井眼隔开 技术套管水泥环：往技术套管和水泥环之间的环 形空间注入水泥，水泥凝固后形成的水泥环。 油层套管：用水泥固定在井壁上的钢管，它主要
起封隔油、气、水层，加固井壁等作用。
支架
井口 1
刹车 装置
减速箱 皮带轮
底座
抽油机型号
CYJ××－××－××（H）F（Y，B，Q）
平衡方式 B：曲柄平衡 Q：气动平衡 点啮合圆弧齿轮传动（无H为渐 开线齿轮传动） ×100表示减速箱曲柄轴最大允许扭矩（公斤.米） 光杆最大冲程（米） 驴头悬点最大载荷（吨） 游梁式抽油机系列代号 F：复合平衡 Y：游梁平衡
注 水 闸 门
放 空 闸 门
总 闸 门
套压表
油压表
套管闸门
套管闸门
来水管线
回水管线
3.三抽设备：抽油机、抽油泵、抽油杆
抽油机：抽油机是抽油井地面的机械传动装置，是
源自文库
把动力旋转运动变成抽油杆上、下往复运动的装置，
它和抽油杆、抽油泵配合使用将井内原油抽到地面。
分类：按照抽油机结构和工作原理不同，可分为游
与活塞间隙配合选择不当，阀球与阀座不严等
都会使泵效降低。
※工作方式的影响：泵的工作参数选择不当，
也会降低泵效。
防冲距：防冲距是指活塞在下死点时活塞底部到固定凡尔 罩之间的距离。
调整防冲距：
1）根据实际情况定出调大或调小防冲距。 2）停机，将驴头停在适当位置，刹紧刹车，切断电源。 3）在防喷盒上打方卡子，卸去驴头负荷。 4）在悬绳器上方卡子处做记号，并松方卡子，根据调大或 调小防冲距需要，将方卡子下移或上移适当距离。 5）松刹车，使驴头吃上负荷，卸去盘根盒上方卡子，锉净 光杆毛刺。
（活塞）移动到右顶端，工作室容积达最大值，此时吸入液 体也达到最大值，这个过程就叫做吸入过程。当柱塞（活塞） 移动到左顶端位置时，将所吸入液体排尽，这一过程就叫做 排出过程。柱塞（活塞）在原动机带动下就这样来回往复一 次，完成一个吸入过程和排出过程，称为一个工作循环。当 柱塞（活塞）不断地作往复运动时，泵便能够不断地输出液 体。
注 水 闸 门
放 空 闸 门
总 闸 门
套压表
油压表
套管闸门
套管闸门
来水管线
回水管线
泵压表 水表装置 油管闸门 放 空 闸 门 来 水 闸 门 测试闸门 回水闸门
注 水 闸 门
放 空 闸 门
总 闸 门
套压表
油压表
套管闸门
套管闸门
来水管线
回水管线
泵压表 水表装置 油管闸门 放 空 闸 门 来 水 闸 门 测试闸门 回水闸门
杆、十字头、连接杆、曲轴箱等组成。液力端由泵
头、密封函、柱塞、进液阀、排液阀等组成。
往复泵的工作原理：往复泵工作原理可分为吸入和排出两个
过程。当柱塞（活塞）由原动机带动从泵缸的左端开始向右
端移动时，泵缸内工作室的容积逐渐增大，压力逐渐降低形 成局部真空，此时排出阀紧闭。容器中的液体在大气压的作
用下，便进入吸入管并顶开吸入阀而进入工作室。当柱塞
抽油泵的理论排量：深井泵在理想的情况下，即不考虑其它 因素的影响，活塞在一个冲程中排出泵筒中的液体容量叫做
泵的理论排量，在数值上等于活塞上移一个冲程时所让出的
体积。 计算公式为：Ｑ理＝πD2/4 ×Ｓ×ｎ× 1440 D ------抽油泵直径（米） S ------泵的冲程（米）
n ------冲次（次/分）
油层套管水泥环：往油层套管和水泥环之间 的环形空间注入水泥，水泥凝固后形成的水
泥环。
人工井底：油井固井完成留在套管内最下部 的一段水泥凝固后的顶面称人工井底。 助流环：在固井时帮助水泥流入套管外环形 空间的工具。
套管鞋：确保下套管时套管位于井眼中央的
工具。 完钻井底：完钻后井的裸眼井底。
油管头：指总阀门以下到套管四通大法兰的部分， 包括套管四通和油管挂。作用是悬挂油管和密封 油套环行空间。 套管头：在整个采油采油树最下端，将表层套管、