有杆泵抽油原理
有杆泵采油工作原理
有杆泵采油工作原理一、引言有杆泵采油是一种常见的油田采油方式，其主要原理是利用有杆泵将井底的原油抽到地面。
本文将详细介绍有杆泵采油的工作原理。
二、有杆泵采油的组成1. 有杆泵有杆泵是有杆泵采油系统中最重要的部分，其结构包括上接头、下接头、抽吸管、驱动装置等部分。
其中，上接头连接井口设备，下接头连接抽吸管，抽吸管负责将原油输送到地面，驱动装置则提供动力使得有杆泵能够正常运行。
2. 抽吸管抽吸管是将井底原油输送到地面的关键部件。
其结构包括铁制或者塑料制成的管道和连接器等部分。
在使用时需要根据实际情况选择合适的长度和直径。
3. 驱动装置驱动装置主要负责为有杆泵提供动力，在实际应用中可以选择电机、内燃机等不同类型的驱动装置。
三、有杆泵采油的工作原理1. 抽吸过程当有杆泵开始运行时，驱动装置会提供动力，使得有杆泵开始运转。
此时，抽吸管会下沉到井底，并且通过自身的重力将原油吸入管道中。
2. 推送过程当抽吸管内充满了原油之后，有杆泵将开始推送抽吸管并且将原油输送到地面。
在这个过程中，有杆泵的活塞会向下移动，并且将原油从抽吸管中压出。
3. 重复循环一旦有杆泵完成了一次推送过程之后，它就会开始重复进行抽吸和推送的循环。
这个过程可以持续进行数小时或者数天，直到井底的原油被完全采集出来。
四、有杆泵采油的优缺点1. 优点（1）采集效率高：由于有杆泵能够不断地进行抽吸和推送的循环，因此其采集效率非常高。
（2）使用成本低：相比其他采油方式而言，有杆泵采油所需的设备和人力成本都非常低。
（3）适用范围广：由于其结构简单，因此有杆泵采油可以适用于多种不同类型的油田。
2. 缺点（1）维护成本高：由于有杆泵采油需要经常进行维护和保养，因此其维护成本相对较高。
（2）使用寿命短：由于有杆泵采油的结构比较简单，因此其使用寿命相对较短。
（3）易受外界环境影响：由于有杆泵采油需要在井下进行操作，因此其易受到外界环境的影响，例如地震等。
五、总结有杆泵采油是一种非常常见的采油方式。
有杆抽油系统的数学建模及诊断
有杆抽油系统的数学建模及诊断目前，开采原油广泛使用的是有杆抽油系统（垂直井，如图1）。
电机旋转运动转化为抽油杆上下往返周期运动，带动设置在杆下端的泵的两个阀的相继开闭，从而将地下上千米深处蕴藏的原油抽到地面上来。
钢制抽油杆由很多节连接而成，具有相同直径的归为同一级，级数从上到下按1,2…进行编号，可多达5级，从上端点到下端点可能长达上千米。
描述抽油杆中任意一水平截面（为表述方便，下面把杆水平截面抽象称为“点”）处基本信息的通用方法是示功图：它是该点随时间t而变化的荷载（合力，向下为正）数据作为纵坐标，以该点垂直方向上随时间t而变化的位置相对于t=0时刻该点位置的位移数据作为横坐标构成的图形。
函数关系表现为位移-荷载关于时间t的参数方程。
一个冲程（冲程的说明见附录）中示功图是一条封闭的曲线。
构成示功图的数据称为示功数据。
抽油杆上端点称为悬点，图4示意了悬点E的运动过程。
在一个冲程期间，仪器以一系列固定的时间间隔测得悬点E处的一系列位移数据和荷载数据，据此建立悬点E的示功图称为悬点示功图。
附件1、2中的位移-荷载数据是某油田某井采油工作时采集的悬点处原始示功数据。
“泵”是由柱塞、游动阀、固定阀、部分油管等几个部件构成的抽象概念（见图2），泵中柱塞处的示功图称为泵功图。
因为受到诸多因素的影响，在同一时刻t，悬点处的受力（荷载）与柱塞的受力是不相同的；同样，在同一时刻t，悬点处的相对位移与柱塞的相对位移也不相同。
因此悬点示功图与泵功图是不同的。
图5给出了理论悬点示功图和理论泵功图。
示功图包含了很多信息，其中就有有效冲程，泵的有效冲程是指泵中柱塞在一个运动周期内真正实现从出油口排油的那段冲程。
工程上一般根据示功图形状与理论示功图进行对比来判断抽油机工作状态。
通过悬点示功图可以初步诊断该井的工作状况，如产量、气体影响、阀门漏液、沙堵等等。
要精确诊断油井的工作状况，最好采用泵功图。
然而，泵在地下深处，使用仪器测试其示功数据实现困难大、成本高。
第三章有杆泵采油
SYS5059-91标准抽油泵的基本型式如图3-6所示。
按抽油泵泵筒结构又分为整筒泵和组合泵 （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
泵筒为整体泵筒。与组合泵相比具有： 泵效高、冲程长、形式多、规格全、重量轻、
第二节 抽油机悬点运动
一、简化分析
1. 简谐运动
当r／l→0及r/b→0时，B点的运动简化为简谐运动， 且与C点的运动规律相同,而A点的运动与B点成比例关系:
SA/SB=a/b SB=r(1-cosωt) SA= SB a/b
(3-2)
(3-3)
(3-4)
上冲程的前半冲程为加速运动，加速度为正（加速度 方向与速度方向均向上）；后半冲程为减速运动（加速度 方向与速度方向相反）。
(3-23a)
(3-26)
4.静载荷作用下的理论示功图
在静载差作用下杆柱的变形量可根据虎克定律确定:
=/E :应变 :应力 E:弹性模量 =/L =WL’/A =L=L/E=WL’L/AE
(3-27)
(3-28)
对于m 级组合杆柱：
(3-28a)
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 形之和。
2. 下冲程悬点静载荷
(3-21) (3-21c)
(3-24a)
证明： Wj1 Wr WL Wr WL
(3-18)
WL L gLP ( Ap Ar )
(3-22) (3-23a)
Wr WL Ar r gLP L gLP ( Ap Ar ) (r L )gLP Ar L gLP Ap
有杆泵抽油实验报告
有杆泵抽油实验报告篇一：有杆泵采油分析与系统的设计东北石油大学高等教育自学考试毕业设计（论文）专业：石油工程考号：姓名：题目：有杆泵采油分析与系统的设计指导教师：2010 年9 月19 日东北石油大学高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书题目：有杆泵采油分析与系统的设计专业：石油工程考号：姓名：本题目应达到的基本要求：主要内容及参考资料：签发日期：2010 年 6 月完成期限：2010 年9 月指导教师签名：摘要有杆泵采油是最广泛最主要的传统机械采油技术。
有杆泵采油包括游梁式有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油两种方法。
其中游梁式有杆泵采油方法以其结构简单、适应性强和寿命长等特点。
世界抽油机技术发展较快，科研人员研究开发了多种新型抽油机，特别无梁式抽油机的出现解决了很多常规机出现的弊端。
有杆泵采油的系统设计，新投产或转抽的油井，需要合理地选择抽油设备；油井投产后，还必须检验设计效果。
当设备的工作状况和油层工作状况发生变化时，还需要对原有的设计进行调整。
进行有杆泵采油井的系统选择设计应遵循的原则是：符合油井及油层的工作条件、充分发挥油层的生产能力、设备利用率较高且有较长的免修期，以及有较高的系统效率和经济效益。
关键词：有杆泵采油；游梁式；新机型；抽油机；系统设计目录第1章绪论............................................................... (1)有杆泵采油的现状............................................................... . (1)有杆泵采油存在的问题............................................................... . (1)第2章有杆泵采油的简介分析............................................................... . (2)有杆泵采油井的系统组成............................................................... .. (2)泵的工作原理............................................................... . (5)第3章有杆泵采油的泵效影响因素............................................................... .. (6)抽油杆和油管弹性伸缩的影响............................................................... (6)气体和充不满的影响............................................................... . (8)漏失的影响............................................................... .. (9)提高泵效的措施............................................................... (9)第4章有杆泵采油系统选择设计............................................................... . (10)井底流压的确定............................................................... . (11)沉没度和沉没压力的确定............................................................... . (11)下泵深度的确定............................................................... .. (11)冲程和冲次的确定............................................................... . (12)抽油泵的选择............................................................... (12)抽油杆的选择............................................................... (13)抽油机、减速箱、电动机及其它附属设备的选择 (16)设计的意义............................................................... (16)第5章结论............................................................... . (17)参考文献............................................................... . (18)致谢............................................................... . (19)第1章绪论有杆泵采油的现状大庆油田是全国最大的油田，目前油田常用的抽油机包括：常规游梁式抽油机、前置式抽油机、异相曲柄抽油机、偏置式抽油机、摆杆式抽油机、双驴头式抽油机、复合轮式抽油机、摩擦换向式抽油机、六连杆增程式抽油机、偏轮式抽油机、B游梁式抽油机等等。
螺杆泵采油系统工作原理
螺杆泵采油系统工作原理
螺杆泵采油系统工作原理是指通过螺杆泵将地下油藏的原油抽至地面。
具体工作原理如下：
1. 旋转螺杆：螺杆泵中有一对同轴且呈螺旋状的螺杆，其中一个为主动螺杆，另一个为从动螺杆。
当泵驱动机械使主动螺杆旋转时，从动螺杆会跟随旋转。
2. 油液的吸入和排出：当螺杆旋转时，螺杆的螺纹与泵体内的定子螺纹间形成一组密闭腔体。
在泵的吸入侧，当螺杆旋转时，腔体的体积逐渐增大，形成负压，使地下油藏中的原油被吸入腔体中。
在泵的排出侧，当螺杆旋转时，腔体的体积逐渐减小，形成正压，将吸入的原油推送至泵的出口。
3. 油液的运移：原油在被推送至泵的出口后，进入输油管道进行后续的运输和处理。
这样不断重复的吸入和排出过程能够将地下油藏的原油逐渐抽至地面。
总体来说，螺杆泵采油系统通过螺杆的旋转产生的容积变化，借助螺纹封闭腔体，实现了对原油的吸入和排出，从而实现了油液的抽取和运输。
有杆泵采油技术讲解
一、抽油机
是抽油机一深井泵采油系统的主要地面设备
（一）抽油机的分类
机械式传动抽油机 按传动方式可分为
液压传动抽油机
常规式抽油机 曲柄平衡
游梁式抽油机 前置( 移 )抽油机 气动平衡
按外形结构和
异形游梁式抽油机
原理可分为
塔架式抽油机
无梁式抽油机 链条式抽油机
矮形异相曲柄平衡抽油器、驴头、游梁、 横梁、连杆、支架、曲柄、平 衡块、减速箱、刹车装置、底 座及各种连接轴承组成。
辅机：
由电动机 , 电路控制装置 组成
3.主要部件的作用:
(1)驴头与游梁的连接方式有三种 ： 悬挂式连接 穿销式连接 螺栓连接
(2)驴头移开井口的方法：
上翻式 :修井时把驴 头翻到游梁上，驴 头穿销为横穿式 , 可 上翻 1800。可以用 大钩提放，方便迅 速，但笨重不安 全．
有杆泵采油技术
在油田开发过程中,如油井不能自喷,则必须 借助机械的能量进行采油．机械采油是指人为 地通过各种机械从地面向油井内补充能量,举油 出井的生产方式．
有杆泵采油 目前使用的机械采油
无杆泵采油
培训内容
抽油机—深井泵采油系统
深井泵采油系统 —抽油机
1.抽油机
主要内容： 2.抽油杆
3.抽油泵
非常规型抽油机
1. 异形游梁式抽油机
①结构特点 ：
用一个后驴头来代替了普通游梁式抽油机的尾 轴 , 并用一根驱动绳辫子来连接横梁 , 构成了 抽油机的四连杆机构。
②工作原理： 电动机将其动力传递给减速器 , 经曲柄、连杆、 横梁、驱动绳辫、后驴头带动前驴头绕支架轴摆 动。前驴头上下运动通过悬绳器带动抽油杆、活 塞上下往复运动,抽油出井。
块 (5) 平衡块 : 减小上下行载荷
采油工程 第3章有杆泵采油-2
采油工程原理与设计
第六节 有杆抽油系统工况分析
分析内容：
(1) 了解油层生产能力及工作状况，分析是否已发挥了油层潜 力，分析、判断油层不正常工作的原因；
(2) 了解设备能力及工作状况，分析设备是否适应油层生产 能力，了解设备潜力，分析判断设备不正常的原因；
1.抽油机井生产系统的组成
(1)油气层子系统 (2)井筒子系统 (3)地面集输子系统 (4)采油设备子系统 稳定工作条件：协调
采油工程原理与设计
2.节点系统分析方法
节点系统分析法：应用系统工程原理，把整个油 井生产系统分成若干子系统，研究各子系统间的相互 关系及其对整个系统工作的影响，为系统优化运行及 参数调控提供依据。
采油工程原理与设计采油工程原理与设计四诊断软件实例采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计五宏观控制图采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计采油工程原理与设计计算内容
PL1 PL2 ......
采油工程原理与设计
油管 抽油泵
套管
采油工程原理与设计
二、有杆抽油井生产系统设计
有杆抽油系统组成：(1) 油层
(2) 井筒 IPR
井运动流地筒动力流规律面多学学规律多相和规律相
(3) 采油设备(机、杆、泵等)
(4) 地面出油管线
有杆抽油系统设计内容：
(1) 油井流入动态计算； (2) 采油设备(机、杆、泵等)选择； (3) 抽汲参数(冲程、冲次、泵径和下泵深度等)确定；
《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
有杆泵采油工作原理
有杆泵采油工作原理有杆泵采油是一种常见的油田采油方式，其工作原理是利用泵杆将泵在井底的油液抽到地面。
有杆泵采油是一种传统的采油方式，其优点是成本低、操作简单，但也存在一些缺点，如效率低、易受井深、井壁等因素的影响。
有杆泵采油的工作原理是利用泵杆将泵在井底的油液抽到地面。
泵杆是一根长杆，由多节钢管组成，通过井口的泵杆头与泵相连。
泵杆头是一种特殊的连接器，能够将泵杆与泵的各个部件连接起来。
泵杆头的设计和制造对于有杆泵采油的效率和安全性都有着重要的影响。
有杆泵采油的泵是一种离心泵，其工作原理是利用离心力将油液抽到地面。
泵的各个部件包括泵体、叶轮、轴承、密封件等，这些部件的设计和制造对于泵的效率和寿命都有着重要的影响。
泵的选型和安装也是有杆泵采油的关键环节之一。
有杆泵采油的井口设备包括井口阀、泵杆头、泵杆卡等。
井口阀是一种特殊的阀门，能够控制油液的流量和压力。
泵杆头是一种特殊的连接器，能够将泵杆与泵的各个部件连接起来。
泵杆卡是一种特殊的夹具，能够固定泵杆，防止泵杆在工作过程中发生断裂等事故。
有杆泵采油的工作过程是由地面控制的。
地面的控制系统包括控制台、电机、变频器、传感器等。
控制台是一种特殊的电子设备，能够控制电机的启停、转速等参数。
电机是一种特殊的动力设备，能够将电能转化为机械能。
变频器是一种特殊的电子设备，能够控制电机的转速和输出功率。
传感器是一种特殊的检测设备，能够检测泵的运行状态和油液的流量、压力等参数。
有杆泵采油是一种传统的采油方式，其工作原理是利用泵杆将泵在井底的油液抽到地面。
有杆泵采油的泵是一种离心泵，其工作原理是利用离心力将油液抽到地面。
有杆泵采油的井口设备包括井口阀、泵杆头、泵杆卡等。
有杆泵采油的工作过程是由地面控制的，地面的控制系统包括控制台、电机、变频器、传感器等。
实验三有杆泵与抽油原理
实验三有杆泵与抽油原理一．实验目的1. 观察抽油机、抽油泵的结构和工作过程（机杆泵四连杆机构）。
2.掌握有杆泵抽汲原理熟悉游梁式抽油机主要部件组成、各部件名称结构及工作原理。
3. 观察气锚的分气效果。
4.观察模拟泵在井筒内的工作状况。
二．实验内容1.抽油机工作原理有杆泵抽油是三大采油方法之一。
本实验装置由抽油机和井筒两大部分组成，见图1。
电动机的高速旋转运动通过皮带轮和减速箱减速，传递给曲柄轴，带动曲柄作低速旋转运动，经曲柄、连杆、横梁带动油梁作上下摆动，挂在游梁驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱做上下往复运动，从而带动泵柱塞做上下往复运动。
图1 抽油机的实验装置组成示意图2.抽油泵工作原理有杆泵是由泵筒、衬套、柱塞、游动阀、固定阀组成。
泵的工作由三个基本环节组成，即柱塞在泵内让出容积，液体进泵和从泵内排出液体。
在理想的情况下，柱塞上下一次进入和排出的液体等于柱塞让出的容积。
上冲程，抽油机带动抽油杆连接柱塞一起向上运动，柱塞上的游动阀受柱塞上油管液柱压力作用而关闭，与此同时，泵腔内由于柱塞上行让出容积而压力降低，固定阀在油套环形空间液柱压力作用下被冲开，液体被吸入泵腔内，上冲程为泵吸液而油井排液过程。
下冲程，柱塞下行，固定阀关闭，泵腔内压力增高，当泵内压力大于柱塞以上液柱压力时，游动阀被冲开，泵腔内液体通过游动阀排入井筒中，见图2。
柱塞上下一次为一个冲程，在一个冲程内完成一次进液和排液的过程。
图2 泵的工作原理图3.气锚分离原理气锚是井下油气分离装置，其基本原理是建立在油气密度不同而起油气分离作用的。
气锚可分为旋转式、沉降式，其结构图见3.3。
气锚安装在抽油泵的末端。
沉降式气锚当柱塞上行时，由于抽吸和管外液柱压力作用，油和气进入锚内，由于油气密度的差异气体大部分上浮于气锚的上端，而液体则沉降于气锚的下端；当柱塞下行时，由于泵的阀被关闭，气锚内液体处于静止状态，气体上浮自锚上端的排气孔抛出，进入管外油套环形空间，而脱气原油自气锚中心管的下口被吸入到泵腔内，从而达到防止气体进泵，提高泵效的目的。
石油工程技术 井下作业 螺杆泵工作原理及井下作业流程
螺杆泵工作原理及井下作业流程螺杆泵作为一种机械采油设备，它具有其他抽油设备所不能替代的优越性，它主要适用于稠油、含砂、高含气井的开采，具有体积小、安装方便、无污染、能耗低等易于推广的重要特征。
近几年来随着高黏度原油的开采和三次采油的发展，螺杆泵采油得到了较大规模的应用，随之螺杆泵井的作业工作量也在不断地增加，作业技术也在不断地发展。
1螺杆泵采油系统组成螺杆泵采油系统按不同驱动方式可分为地面驱动和井下驱动两大类。
地面驱动螺杆泵主要有皮带传动和直接传动两种形式。
井下驱动螺杆泵可分为电驱动和液压驱动两种形式，目前油田常用的是地面驱动井下单螺杆泵采油系统。
下面以地面驱动井下单螺杆泵采油系统为例介绍其组成。
图1地面驱动井下单螺杆泵结构示意图1—电控箱；2—电动机；3—皮带；4—方卡子；5—平衡块；6—压力表；7—抽油杆；8—油管；9—扶正器；10—动液面；11—螺杆泵；12—套管；13—防转锚；14—筛管；15—丝堵；16—油层地面驱动井下单螺杆泵主要由电控部分、地面驱动部分、井下螺杆泵、配套工具等四部分组成，其结构如图1所示。
1.1电控部分电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电动机的启、停。
该装置能自动显示、记录螺杆泵井正常生产时的电流、累计运行时间等，有过载、欠载自动保护功能，确保生产井正常生产。
1.2地面驱动部分地面驱动装置是螺杆泵采油系统的主要地面设备，把动力传递给井下泵转子，使转子实现自转和公转，实现抽汲原油的机械装置。
从变速形式上分，有无级调速和分级调速。
机械传动的驱动装置主要由以下几部分组成：1.2.1减速箱：主要作用是传递动力并实现一级减速。
它将电动机的动力由输入轴通过齿轮传递到输出轴，输出轴连接光杆，由光杆通过抽油杆将动力传递到井下螺杆泵转子。
减速箱除了具有传递动力的作用外，还将抽油杆的轴向负荷传递到采油树上。
1.2.2电动机：它是螺杆泵井的动力源，将电能转化为机械能。
一般采用防爆型三相异步电动机。
详解杆式抽油泵和管式泵的区别及工作原理
详解杆式抽油泵和管式泵的区别及工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII详解杆式泵与管式泵的区别及工作原理一、结构普通抽油泵主要由泵筒、吸入阀、活塞、排除阀四大部分组成。
按照抽油泵在井下的固定方式，可分为管式泵和管式泵。
①管式泵管式泵又称油管泵，特点是把外筒、衬套和吸入阀在地面组装好并接在油管下部先下入井中，然后把装有排除阀的活塞用抽油杆通过油管下入泵中。
衬套是又材料加工成若干节，衬入外筒内部。
活塞是用无缝钢管制成的中空圆柱体，外表面光滑带有环状沟槽，作用是让进入活塞与衬套间隙的砂粒聚集在沟槽内，防止砂粒磨损活塞与衬套，并且沟槽中存的油起润滑活塞表面的作用。
检泵起泵时为泄掉油管中的油，可采用可打捞的吸入阀（固定阀），通过下放杆柱，让活塞下端的卡扣咬住吸入阀的打捞头，把吸入阀提出。
但是这种泵由于吸入阀打捞头占据泵内空间，使泵的防冲距和余隙容积大，容易受气体的影响而降低泵效。
目前大多数下入管式泵的井是在油管下部安装泄油器，通过打开泄油器泄掉油管中的油。
在下入大泵的井中，由于活塞直径大于油管内径，不能通过油管下入活塞，采用的方法是先把活塞随油管下入井中，后下入抽油杆柱，利用一个成为脱节器的装置与泵中活塞对接。
管式泵结构简单，成本低，在相同油管直接下允许下入的泵径较杆式泵大，因而排量大。
但检泵必须起下油管，修井工作量大，故适用于下泵深度不大，产量较高的井。
②杆式泵杆式泵又称为插入泵，其中定筒式顶部固定杆式泵特点是内外两个工作筒，外工作筒上端装有椎体座及卡簧（卡簧的位置为下泵深度），下泵时把外工作筒随油管先下入井中，然后装有衬套、活塞的内工作筒接在抽油杆的下端下入到外工作筒中并由卡簧固定。
另外还有固定点在泵筒底部的定筒式底部固定杆式泵，以及将活塞固定在底部，由抽油杆带动泵筒上下往复运动的动筒式底部固定杆式泵。
检泵时不需要起出油管，而是通过抽油杆把内工作筒拔出。
采油机械——有杆泵采油3-1
用故障率 。
（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。
组合泵筒式管式泵结构图
3.管式泵的结构特点
管式泵是把外筒、衬套和吸入阀在地面组装好并接 在油管下部先下入井中，然后把装有排出阀的活塞用抽 油杆柱通过油管下入泵中。 管式泵的特点是结构简单，成本低，在相同油管直
高时，在下冲程过程中下部抽油杆柱的受力条件大大恶化。
下冲程过程中整个抽油杆柱上的受力分析如下：
0
' P杆
P
' P杆
Pf
中和点
Pfg1
Pfs1 Pfg 2 Pfs 2
中和点以上 杆柱受拉
中和点以下 杆柱受压
L
中和点以下杆柱受压示意图 下冲程杆柱受力图
Pfs1 油管中液体对杆柱的液 体摩擦力（粘滞力或称 湿摩擦力）； Pfs2 液体对游动阀的液体摩 擦力；
连杆与横梁连接 ( 如图所示 ) ： 在连杆的上部焊有接头，连 杆与横梁用销轴铰接，下接 头靠曲柄销 4 与曲柄连接， 曲柄销与连杆连接的一端装 有双列自位滚珠轴承，另一 端与锥形套配合固定在曲柄 销孔内，用冕形螺帽 6 固紧， 并加开口销锁住。
(4)连杆
用弹性锥形套的目的是为了便 于拆卸和防止曲柄孔磨损与 挤坏，同时也为了能够得到 良好的配合。 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。
(2)根据抽油杆在杆柱中起的作用，抽油杆又可
分为光杆、普通抽油杆和加重杆。
1.光杆
光杆是抽油杆柱中最上端的一根抽油杆，
有杆泵采油工作原理
有杆泵采油工作原理1. 介绍有杆泵采油是一种常用的油井采油方法，它通过一个数米长的杆，在油井井口与井底的泵和动力源之间传递动力，并通过泵抽取地下原油。
本文将深入探讨有杆泵采油的工作原理。
2. 有杆泵的组成有杆泵采油系统主要由泵、杆和动力源三部分组成。
2.1 泵泵是有杆泵采油系统的核心部分，它负责抽取地下原油并将其送往地面。
通常使用的有杆泵泵型为活塞泵，利用泵内活塞的往复运动来实现吸油和压油。
2.2 杆杆是承担着将泵的动力从地面传递到井底的关键部件。
通常采用的杆材料为高强度合金钢，具有足够的强度和刚性来承受泵的工作负荷。
2.3 动力源动力源是提供有杆泵运行所需动力的设备，常见的动力源包括电动机和内燃机。
电动机通常使用电缆连接，而内燃机则通过传动装置将转动力传递给杆。
3. 工作原理有杆泵采油的工作原理可以简述为：动力源提供动力驱动泵，泵通过杆将此动力传递至井底，井底的泵通过抽吸作用将原油提升至地面。
具体来说，有杆泵采油的工作可以分为以下几个步骤：3.1 吸油阶段•泵向下行程：动力源提供动力，并通过杆将动力传递至井底泵。
泵的活塞向下移动，泵腔内产生负压，吸入原油。
•泵向上行程：杆带动活塞向上移动，泵腔内产生正压，将吸入的原油推向油井管道。
3.2 压油阶段•泵向下行程：动力源继续向下运行，泵的活塞再次向下移动，泵腔内产生负压，继续吸入原油。
•泵向上行程：杆再次带动活塞向上移动，泵腔内产生正压，将吸入的原油推向地面。
4. 优缺点分析有杆泵采油作为一种常用的采油方法，具有以下优点和缺点：4.1 优点•成熟稳定：有杆泵采油技术已经应用多年，各个环节都相对成熟稳定。
•适用范围广：有杆泵适用于各种油井类型，包括陆地、近海和深海井。
•投资成本低：与其他采油方法相比，有杆泵采油的投资成本较低。
4.2 缺点•抽油效率低：有杆泵采油的抽油效率较低，能够采集的有效油层厚度有限。
•维护困难：由于有杆泵采油需要长期运行，对设备的维护和保养要求比较高。
有杆泵采油工作原理
有杆泵采油工作原理有杆泵采油是一种常用的油井采油方式，它的工作原理是利用柱塞泵的压力将地下油藏中的原油通过管道输送至地面。
本文将详细介绍有杆泵采油的工作原理及其应用。
一、有杆泵采油的工作原理有杆泵采油是一种常见的油井采油方式，它由井口设备、泵体、柱塞、阀门、泵杆等部件组成。
其工作原理是利用柱塞泵的原理，通过泵杆将柱塞往复运动，使得泵体内的压力增大，将地下油藏中的原油压入管道，最终输送至地面。
在有杆泵采油过程中，地下的原油首先通过井口设备进入泵体，然后被柱塞隔开，当柱塞往上移动时，泵体内的压力增大，使得阀门关闭，原油被压缩并向上移动。
当柱塞往下移动时，阀门打开，泵体内的压力减小，使得原油再次被吸入泵体内，如此循环往复，最终将原油通过管道输送至地面。
二、有杆泵采油的应用有杆泵采油是一种成熟可靠的油井采油方式，广泛应用于油田开采中。
其优点是采油效率高、适用范围广、运行稳定可靠等。
在油田开采过程中，有杆泵采油常用于中小型油田，其采油效率高于其他采油方式，可以有效地提高油田产能。
此外，有杆泵采油还可以根据地质条件进行调整，采油深度、产量等都可以进行灵活调整，适合不同类型的油田开采。
三、有杆泵采油的发展趋势随着油气资源的不断消耗，传统的有杆泵采油方式已经不能满足油田开采的需求，因此，人们开始研究更加高效、节能的采油方式，以提高油田产能。
人们正在研究利用先进的电子技术、控制技术等手段，对有杆泵采油进行改进，使其更加智能化、自动化。
例如，研究人员正在开发一种智能泵杆系统，利用传感器、控制器等装置对泵杆进行监控，并及时反馈泵杆的状态信息，以提高采油效率。
人们还在研究利用新型材料、新工艺等手段，提高有杆泵采油的耐磨性、抗腐蚀性等性能，以延长其使用寿命，降低维护成本。
有杆泵采油作为一种成熟可靠的采油方式，将在未来的油田开采中继续发挥重要作用，同时，随着技术的不断进步，有杆泵采油将不断升级，更加智能化、高效化。
有杆泵与抽油原理
有杆泵与抽油原理杆式抽油泵是一种主要用于石油工业的泵类设备，它采用杆杆泵杆，通过上下运动的杆杆进行泵油的工作原理。
杆式抽油泵通常由泵体、抽油杆、泵心等几个主要部分组成。
泵体是泵的壳体，内部有泵心和抽油杆穿过。
抽油杆是泵体内上下运动的部分，它可以连接到地面的动力设备，如电机或驱动机械。
泵心则是位于泵体内的抽油部件，与抽油杆连在一起，通过上下运动抽取地下油井中的油。
杆式抽油泵的工作原理可以分为三个阶段：进料、抽油和出料。
首先是进料阶段。
当抽油泵处于停止状态时，泵心位于最低点，接近油井的油层。
此时，油会从油井中自流入泵体，填满泵体和泵心，形成初次充油。
接下来是抽油阶段。
当动力设备启动时，抽油机构会上下运动。
抽油杆向上运动时，泵心也会向上运动，形成抽油的动作。
随着抽油杆的上升，泵心会抽取地下油井中的油，将油从泵体中抽出。
最后是出料阶段。
当抽油泵杆下降至最低点，泵心也会下降，油将从出口处排出。
同时，抽油杆的下降还会产生一定的压力，将剩余的油压出泵体，清洗泵心，为下一次的进出油作准备。
杆式抽油泵的工作原理主要依靠泵心的上下运动来实现油井的抽油。
泵心上下运动的动力来自地面的动力设备，通常是通过抽油杆与电机或驱动机械相连。
动力设备的启动会带动抽油杆的上下运动，进而使泵心产生抽油的动作。
抽油泵的泵心通常采用一个密封的活塞结构，通过活塞在泵体内的上下运动实现从地下油井中抽取油的过程。
杆式抽油泵的优点主要有以下几个方面。
首先，杆式抽油泵结构相对简单，不容易出现故障，运行可靠。
其次，泵心部分采用活塞结构，可以有效提高泵的密封性能，避免油的泄漏。
此外，杆式抽油泵还具有抽油高效、适应性强、操作简单等特点，广泛应用于石油工业中的抽油作业。
然而，杆式抽油泵也存在一些不足之处。
首先，由于抽油泵的工作过程中需要上下运动的抽油杆，因此频繁的运动会导致设备的磨损，需要定期维护和更换部件。
此外，抽油泵运行时还会产生振动和噪音，对设备和周围环境造成一定的影响。
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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。
二、杆驱往复泵抽油原理 （一）、基本原理（2）
• 示功图： • 对于悬点载荷的测试及分析现场使用 的是示功图的方法。 • 示功图是悬点载荷与悬点距上冲程起 点（下止点）的位置关系。
• 现场测试，利用示功仪----诊断仪----自 动化监测仪。
二、杆驱往复泵抽油原理 （一）、基本原理（3）
• 动力平衡： • 由于抽油机悬点功为周期性的正负功，并且 正功大负功小。这样对抽油机系统及电网的 不平衡冲击较大，一方面对设备的抗负荷能 力要求高----额定负荷高----造价高；另一方 面，机械及电路的能量损耗大。 • 对于电网来说，最节能的方式是：追求均匀 的电功率负荷。 • 因此，在抽油系统的设计上，一是机械的方 法，包括抽油机的力的平衡、时间的变化， 电路的无功补偿，井下泵力的平衡等。以尽 可能在不增加总功的情况下实现电功的相对 均匀。 • 抽油机的设计、现场测试都集中在：抽油机 输出的扭矩上----扭矩分析。
• 解决思路是自动监测-----间隙生产。普遍采用的是抽油杆载荷监测。
三、杆驱往复泵抽油研究方向 （三）、抽油泵及配套装置（2）
• 气体进泵： • 气体影响，气锁降低泵效。一直以来以井下油气分离 为目的-----追求的是气锚（井下油气分离器）的高效。 • 但实际上，油管内液柱中如果混气，则可减轻液柱压 力，起到气举的作用。 • 两工帽空心凡尔杆抽油泵泵； • 附加凡尔垫抽油泵。 • （防砂、防气锁）
三、杆驱往复泵抽油系统研究方向
• 杆驱往复泵抽油系统中存在的问题： • 1、油层流至井筒中的流体属油、气混合物。并含水、含蜡、 含砂、含腐蚀性介质等。不同油田，不同的开发阶段突出问 题不同：稠油、高气油比、高含蜡、高含水、高含砂、高腐 蚀性。 • 2、泵的供排协调问题。即油层流至井筒的液体与泵排出的液 体相等，但与泵的排液能力不一定匹配。以及油层的间隙出 液。 • 3、井筒径向空间的限制、井斜，杆、管相对运动的磨擦，磨 损、脱扣等问题。 • 4、液柱载荷的交替作用，油杆的承载压缩及油管的伸缩；作 业泄液等问题。 • 根据其主要矛盾及次要矛盾的不同，必须采用相应的措施。
二、杆驱往复泵抽油原理 （三）、抽油泵（7）
• 特种泵形式：（5）
斜井抽油泵 悬挂式抽油泵 (弹簧凡尔)
有杆射流增 压抽油泵
泄油脱接配 套抽油泵
防腐抽 油泵
防气锁 抽油泵
二、杆驱往复泵抽油原理 （四）、抽油杆、油管
• 抽油杆： • 作用：动力、动作传递作用及承 载作用。 • 特性：强度、弹性伸缩、自重、 阻力。 • 类型：常规钢杆、连续抽油杆、 钢索、玻璃钢杆、空心抽油杆。 • 油管： • 作用：密封（保证油管内泵筒以 上液柱与泵口以下及管外不同压 力系统。管内高压流体不漏至管 外）、挂泵、承载作用。 • 特性：强度、弹性伸缩、阻力。 • 类型：常规油管、连续油管、内 涂油管、保温油管。
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三、杆驱往复泵抽油研究方向 （三）、抽油泵及配套装置（1）
• 可靠性： • 泵的漏失、磨损、卡堵----工艺、材质、精度。 • 泵效： • 充满程度----供排平衡（供液不足） ，气体影响。 • 供排平衡是现场设计的目的。 • 过高的液面，过长的杆柱对动力及地面设备是一种浪费；同时由于井 深有限及现场追求的尽可能降低井底流压（实际井底流压存在一个合 理值），是一种矛盾。 • 供液不足，泵效低，同样对动力及地面设备是一种浪费；同时存在液 击问题，对设备（机、杆、泵等）安全性造成影响。 • 供液不足及气体影响是现场较普遍的一种现象。
• 常规抽油泵工作原理： • 上冲程： • （1）、游动凡尔关闭，活塞上承载油管内的液柱压力 （差压）；并推动泵筒内活塞上部的液柱上行。 • （2）、固定凡尔开启，泵的吸入口，依靠泵筒外的动液 面液柱压力将泵筒外的液体挤入活塞下的泵筒。 • 下冲程： • （1）、游动凡尔开启，活塞不承压；并由于活塞下行， 泵筒内的液体由活塞下部交换至活塞上部。 • （2）、固定凡尔关闭，泵底承载油管内的液柱压力（差 压）。 • 抽油泵的形式： • 以泵的适应井下流体流动条件划分：常规泵与特种泵。 • 以泵的连接形式划分：管式泵与杆式泵。
• 动力的井下平衡： • 双作用泵、双排泵、三作用泵。 • 问题：压排----杆柱的压缩， 弯曲等机械问题及配套解 决方案。
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）
二、杆驱往复泵抽油原理 （二）、抽油机（1）
• 主要目的：产生悬点的往复运动，并尽可能地将 输出点（悬点）输出的正负功变换成抽油机输入 点的相对均匀的正功率。 • 抽油机的形式：主要是将电动机或发动机的旋转 运动转变为悬点的往复运动。
• 所采用的机械原理： 1. 旋转运动变换成往复运动，主要有曲柄连杆机构； 链条悬点机构等。 2. 输出的正负功变换成抽油机输入点的相对均匀的 正功率，主要利用附加平衡重的方法。
有杆泵抽油系统原理简介
试讲人：黄新武
一、绪论（1）
• 采油方法通常是指将从油层流到井筒中的原 油(包括水等液体)举升到地面所采用的方法。 • 采油方法包括自喷采油法和机械采油法两大 类。 • 自喷采油法是利用油层本身的能量将从油层 流到井筒中的原油举升至地面的方法。 • 机械采油法是当油层能量小，仅仅依靠油层 本身的能量不能将从油层流到井筒中的原油 举升到地面即油井不能自喷生产时，利用人 工的方法将从油层流到井筒中的原油举升到 地面的方法。
双作用泵
双排泵
二、杆驱往复泵抽油原理 （三）、抽油泵（4）
• 特种泵形式（2）
该泵的泵筒与柱塞由不同 规格的两种抽油泵泵筒与 柱塞联结而成。它利用液 力反馈的原理，在下冲程 时产生向下的推力，克服 稠油与抽油杆的摩擦力， 减轻抽油杆的交变程度， 减少和避免抽油杆断脱。 适用于粘度低于 4000mPa.s的油井，也可 适用于粘度较低但断脱频 繁的油井，适用于没有热 采条件的稠油井。该抽油 泵还可改变抽油杆受力状 况。 •长柱塞注采泵(稠油) 该泵工作时，由于结 构的特殊性，柱塞上 下两头始终露出泵筒 两端，从而防止砂粒 进入泵筒，避免了砂 卡柱塞，减轻了柱塞\ 泵筒的磨损，提高了 整泵的使用寿命。当 需要注汽时，下放柱 塞到最下端，即可进 行作业。 长柱塞注 采泵
二、杆驱往复泵抽油原理
• 前面已经讲过，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。 • 杆驱往复泵抽油系统主要包括三大部分：抽油机、 抽油杆、井下抽油泵。
• 抽油机----产生地面往复运动； • 抽油杆----动作传递； • 井下抽油泵----往复运动-------吸排举升。
二、杆驱往复泵抽油原理 （一）、基本原理（1）
三、杆驱往复泵抽油研究方向 （一）、抽油机
• • • • • • • • • • • • • 抽油机的研究方向： 1、动力----往复运动原理： 曲柄连杆机构； 链悬点机构； 直线电机、开关磁阻电机---磨擦换向机构。 2、平衡原理： 往复运动电机功率平衡----扭矩平衡----力的平衡。 问题：悬点载荷在周期性或不规则的变化----与平衡重的不变性。 运行线路的变化，可实现速度的变化，从而在一定程度上可减轻惯性载荷 及扭矩峰值冲击。 电机----电路的适应性。 3、减速调速、控制原理： 减速箱----电路----电机特性的改进。 经济、节能、安全、方便原理。比如机架、悬绳、操作、控制等原理。
• 载荷及悬点功的分析： • 上冲程（杆及泵活塞上行）时，抽油机 悬点载荷为：液柱载荷、杆柱载荷、摩 擦阻力、杆柱液柱惯性力等。 • 下冲程时，抽油机悬点载荷为：浸在井 液中的杆柱载荷、摩擦阻力、杆柱液柱 惯性力等。 • 由于悬点及抽油杆、活塞的上下周期性 运动，悬点载荷、悬点功（光杆马力） 也呈周期性变化。 • 悬点功（PdS）：抽油机悬点输出功。 上冲程时，抽油机悬点动力与悬点载荷 相反，抽油机输出正功；下冲程时，抽 油机悬点动力与悬点载荷相同，抽油机 输出负功。
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。
串联式抽 油泵
二、杆驱往复泵抽油原理 （三）、抽油泵（5）
• 特种泵形式：（3）
阀式注采泵是为 解决稠油开采的 问题而在管式抽 油泵的基础上开 发的一种泵。
阀式注采泵
强制机械阀式抽稠油泵
二、杆驱往复泵抽油原理 （三）、抽油泵（6）
• 特种泵形式：（4）
长柱塞防砂 卡抽油泵Fra bibliotek动筒式防砂 卡抽油泵
动筒式杆式泵
一、绪论（4）
（三）、无杆泵采油法的分类
• 无杆泵采油法分为：井下水力活塞泵、水力喷射 泵、深井电潜泵以及井下电机驱动螺杆泵等。
典型井下水力活塞泵、水力喷射泵