机械采油技术

防腐耐磨整体抽油泵数据表
泵径 (mm) 柱塞长度 (m ) 泵筒长度 （m） 冲程范围 （m） 连接油管规范 （in） 连接抽油 杆规范 抽油泵 常数
28 32 38 44 56 70 83 95 110 0.6 0.9 1.2 1.5
7.5
0.66
2、2 1/2 2、2 1/2 2、2 1/2 2、2 1/2 2、2 1/2 3、 3 1/2 4 4
3.柱塞遇卡的示功图 柱塞遇卡的示功图
柱塞在泵筒内被卡死在某一位置时， 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， 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。 图形形状与被卡位置有关。
活塞卡在泵筒中部
4.连抽带喷井的示功图 连抽带喷井的示功图
泵的理论 体积排量
三、泵效及其影响因素
1、泵效：在抽油井生产过程中，实际产量与理论产 量的比值。 η=Q/Qt100% 2、影响泵效的因素： （1）抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩ηλ= （2）气体和充不满的影响β= V液 V活 （3）漏失影响 1 （4）体积系数影响ηB=
Bl
Sρ S
3、提高泵效的措施 、
循环过程：下死点 → 循环过程：下死点A→加载 完成B→上死点C→ 完成 →上死点 →卸载完成 D→下死点A→… →下死点 →…
CDA为下冲程静载荷变化线。CD为卸载 为下冲程静载荷变化线。 为卸载 为下冲程静载荷变化线 过程，游动凡尔和固定凡尔处于关闭状态； 过程，游动凡尔和固定凡尔处于关闭状态；在 D点卸载完毕，变形结束，柱塞与泵筒发生向 点卸载完毕， 点卸载完毕 变形结束， 下相对位移，游动凡尔被顶开、排出液体。 下相对位移，游动凡尔被顶开、排出液体。DA 为排出过程，固定凡尔处于关闭状态。 为排出过程，固定凡尔处于关闭状态。
泵效： 泵效：
η = B′C′ / S
泵排出部分漏失
② 吸入部分漏失
柱塞的有效吸入行程： 柱塞的有效吸入行程：
S ped = D′A′
泵效： 泵效：
η = D′A′ / S
吸入凡尔漏失
吸入部分严重漏失： ② 吸入部分严重漏失：
吸入凡尔严重漏失
③吸入部分和排出部分同时漏失
吸入凡尔和排出凡尔同时漏失
活 塞 上 行
泵吸入条件
泵内压力（吸入压力） 低于沉没压力。 油层
抽油泵工作原理
2）下冲程
柱塞下行，固定阀在重力 的作用下关闭。 泵内压力增加时，当泵内 压力大于柱塞以上液柱压时, 游动阀被顶开。 柱塞下部的液体通过游动 阀进入柱塞上部，使泵排出 液体。
泵排除条件
泵内压力（排出压力）高 于柱塞以上的液柱压力。 柱塞上下抽吸一次为一个 冲程，在一个冲程内完成进 油与排油的过程。
在抽汲过程中， 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。 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。 体的粘度。
喷势强、 喷势强、油稀带喷
喷势弱、 喷势弱、油稠带喷
5.抽油杆断脱 抽油杆断脱
抽油杆断脱后的悬点载荷实际上是断脱点以 上的抽油杆柱重量，只是由于摩擦力， 上的抽油杆柱重量，只是由于摩擦力，才使上下 载荷线不重合。图形的位置取决于断脱点的位置。 载荷线不重合。图形的位置取决于断脱点的位置。 抽油杆柱的断脱位 置可根据下式来估 算：
考虑惯性载荷后的理论示功图：
P
B′ B C C′
A′ A D D′ S S/2
考虑惯性和震动后的理论示功图
抽油杆和油管弹性伸缩示意图
(二)典型示功图分析 二 典型示功图分析
典型示功图：某一因素的影响十分明显， 典型示功图：某一因素的影响十分明显，其 形状代表了该因素影响下的基本特征的示功图。 形状代表了该因素影响下的基本特征的示功图。 1.气体和充不满对示功图的影响 气体和充不满对示功图的影响 ①气体影响示功图 气体使泵效效降低的数值：
图中：1-底座、2-支架、3-悬绳器、4-驴头、 5-游梁、6-尾轴、7-横梁、8-连杆、9-曲柄销子、 10-曲柄、11-减速箱、12-皮带轮、13-电机底座、 14-电动机、15-启动柜。
不同点： ①游梁和连杆的连接位置不 同。 ②平衡方式不同—后置式多 采 用机械平衡；前置式多采 用气动平衡。
（1）选择合理的工作方式 ①选用大冲程、小冲次，减少气体影响，降低悬 点载荷，特别是稠油井。 ②连抽带喷井选用大冲数快速抽吸，以增强诱喷 作用。 ③深井抽吸时，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、抗腐蚀能力。 （4）使用油管锚减少冲程损失。 （5）合理利用气体能量，减少气体影响。
抽油泵：机械能转化为液体能的设备 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、游动阀（排除阀）、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
CYG16 CYG16 CYG16 CYG16 CYG19 CYG25 CYG25 CYG28 CYG28
0.89 1.16 1.63 2.19 3.54 5.54 7.79 10.21 13.68
2.1
（3）抽油杆：能量传递工具
普 通 杆
外 推 扳凸 螺 卸 承 手缘 圆 弧 纹 荷 面 方 槽 过 街 台 径 渡 头 肩 区
第一节 有杆泵采油基础
一、抽油装置 设 备 组 成 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 游梁式抽油机组成： 游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、 动力设备和辅助装置。 工作原理：工作时电动机将高速 旋转运动通过皮带和减速箱传递 给游梁-连杆-曲柄机构，通过悬 绳器带动抽油杆作往复运动。 抽油机的分类： 前置式和后置式
DD′ η′ = g S
充满系数： 充满系数： = AD′ β
AD
有气体影响的示功图
②充不满影响的示功图
充不满现象： 充不满现象：地层产液在上冲程末未充满泵筒的现 象。
充不满的示功图
2.漏失对示功图的影响 漏失对示功图的影响
① 排出部分的漏失 柱塞的有效吸入行程： 柱塞的有效吸入行程：
S pu = B′C ′
hC L= ′ bqr g
抽油杆断脱
6.其它情况 其它情况
出砂井
结蜡井
管式泵活塞脱出工作筒
防冲距过小活塞碰 固定凡尔的示功图
地面驱动螺杆泵采油技术
60年代中期以来，随着石油钻采机械和采油 工艺技术的发展，螺杆泵采油技术得到了迅速发 展，地面驱动螺杆泵采油与其他采油方式相比， 具有结构简单、运动部件少、也流平稳、系统效 率高和能耗小的特点，且对稠油井、出砂井及含 气井等有很好的适应性。地面驱动螺杆泵采油方 式在全国许多油田得到了越来越多的应用，但地 面驱动螺杆泵抽油井的设计理论却不够完善，矿 场生产系统设计及抽吸参数的选择等长期处于半 经验状态，致使油井生产能力得不到充分发挥， 并造成系统资源和能源的浪费。
管式抽油泵：外筒和衬套在地面组装 好接在油管下部先下入井内，然后再 把柱塞接在抽油杆下端下入泵内。 杆式抽油泵：整个泵在地面组装好后 接在抽油杆下端整体通过油管下入井 内，由预先装在油管预定深度（下泵 深度）上的卡簧固定在油管上，检泵 时不需要起下油管。 管式泵特点：结构简单、成本低、排量大。但检泵时必须起出 油管，修井工作量大，故适用于下泵深度不是很大，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。
抽油泵型号的表示方法： CYB 57 R H A M 4.5 1.5 0.6
加长短接长度，m 柱塞长度，m 泵筒长度，m 定位部件型式：C—皮碗式；M—机械式 定位部件：A—顶部定筒式； B—底部定筒式；C—底部动筒式 泵筒型式：H—厚壁泵筒；L—组合泵筒； W—薄壁泵筒（金属柱塞泵）；P—组 合泵筒；S—薄壁泵筒（软密封柱塞泵） 抽油泵型式：R—杆式泵；T—管式泵 公称直径，mm 抽油泵代号
前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 间基本相同；前置式 上冲程较下冲程慢。
后置式抽油机结构简图
新型抽油机： 新型抽油机：为了节能和加大冲程 异相型游梁抽油机 异形游梁式抽油机 双驴头式抽油机 链条式抽油机 宽带传动抽油机 液压抽油机 加大冲程 节能
游梁式系列抽wenku.baidu.com机型号表示方法： 游梁式系列抽油机型号表示方法：
四、地面示功图分析
示功图：载荷随位移变化的关系曲线所构成的封闭曲线。 地面示功图或光杆示功图：悬点载荷与位移关系的示功图。 （一）理论示功图及其分析 1、静载荷作用下的理论示功图：
ABC为上冲程静载荷变化线，AB为加载 为上冲程静载荷变化线， 为加载 为上冲程静载荷变化线 过程，加载过程中， 过程，加载过程中，游动凡尔和固定凡尔处于 关闭状态， 点加载完成， 关闭状态，在B点加载完成，变形结束，柱塞 点加载完成 变形结束， 与泵筒开始产生相对位移，固定凡尔打开， 与泵筒开始产生相对位移，固定凡尔打开，吸 入液体， 为吸入过程，（BC=Sm为泵的冲 为吸入过程，（ 入液体，BC为吸入过程，（ 游动凡尔处于关闭状态。 程）游动凡尔处于关闭状态。
活 塞 下 行
光杆冲程
光杆从上死点到下死点间 的距离。
油层
（二）抽油泵的理论排量
泵的工作过程 是由三个基本环节组成，即柱塞在泵内让出容积， 井内液体进入泵内，和从泵内排出井内液体。 在理想情况下，活塞上、下一个冲程所排出的液 体体积等于柱塞让出的体积：
V=fpS 冲次：一分钟时间 内抽油泵吸入与排 出的周期数。 每分钟排量：Vm=fpSN 每日排量：Qt=1440fpSN=kpSN
CYG — 25 / 2500 C 钢材代号 长度 直径 抽油杆代号 40号优质碳素钢 15或20号鉻镍合金
加 重 杆
扶正器
抽油杆体的直径：分别为13、16、19、22、25、28mm。 抽油杆的长度：一般为8000mm和7620mm，另外，为了调 节抽油杆柱的长度，还有长度不等的抽油杆短接，1.0、1.5、 2.5、3.0、4.0mm。 抽油杆的强度：C级杆（570MPa）、D级杆（810MPa）。 接箍：是抽油杆组合成抽油杆柱时的连接部件，按其结构特 征可分为：普通接箍、异径接箍、特种接箍。 普通接箍：连接等直径抽油杆。 异径接箍：用于连接不同直径的抽油杆。 特种接箍：主要有滚轮式接箍和滚珠式接箍，用于斜井或普 通油井中降低抽油杆柱与油管之间的磨擦力，减少对油管的 磨损。
机械采油技术
★有杆泵采油基础 有杆泵采油基础 ★无杆泵采油基础 无杆泵采油基础
主讲人： 主讲人：
有杆泵采油典型特点： 有杆泵采油典型特点： 地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给井下液体。 有杆泵采油分类： 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 ）常规有杆泵采油： 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 ）地面驱动螺杆泵采油： 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， 大约有80%以上的油井采用该举升方式。
超高强度抽油杆 玻璃钢抽油杆
特 种 抽 油 杆
空心抽油杆 电热抽油杆 连续抽油杆 柔性抽油杆（如钢丝绳抽油杆）
抽油泵工作原理
（一）泵的抽吸过程
1）上冲程
抽油杆柱带着柱塞向上 运动，柱塞上的游动阀受管 内液柱的压力而关闭。 泵内压力降低，固定阀 在油套环形空间液柱压力（ 沉没压力）与泵内压力差的 作用下被打开，泵内吸入液 体，井口排出液体。
CYJ 10 — 3.0 — 53（H） B（F、Y、Q）
平衡方式代号 F：复合平衡 B：曲柄平衡 Y：游梁平衡 Q：气动平衡
减速箱齿轮齿性代号，H为点啮合双 圆弧齿轮，省略为渐开线人字齿轮。 减速箱曲柄轴最大允许扭矩，kNm。 光杆最大冲程，m。 悬点最大载荷，kN。 CYJ：常规型 CYJQ：前置型 CYJY：异相型