无杆泵采油技术[1]

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无杆泵采油技术装备.ppt

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应用效果
➢ 通过结合ESP、多分支井和远程监控技术的优 势,控制了含水量
➢ 多分支井利用两个井眼对同一储层进行开采, 而仅需一个井槽,节省了成本,使CNOOC 的 投资回报率实现了最大化。
➢ CNOOC利用智能井技术对每个分支井的流量 进行远程监控,更好地进行油藏管理,实现了 产量和储量采收率的提高。
➢ 由于抽油杆柱的存在,应用受限:
泵效低,排量小 泵挂深度受限,不适于深井或超深井 冲程、冲次受限 产生偏磨、腐蚀 不适用定向井
无杆泵采油
➢ 电动潜油离心泵 ➢ 水力活塞泵 ➢ 喷射泵 ➢ 液力驱动螺杆泵 ➢ 电动潜油单螺杆泵 ➢ 电动潜油双螺杆泵 ➢ 直线电机驱动往复泵 ➢ 电动潜油混抽泵
Intake Pressure Discharge Pressure Intake Temperature Motor Temperature Vibration Flow / Discharge temperature Current Leakage (Earth Fault Monitoring)
➢ 将用于储层管理的智能井技术与ESP远 程监控技术相结合,使泵送作业得到优 化,从而显著地提高流量或最终的储量 采收率
应用实例一
➢ 1999年,为了控制产水量,BP公司将井下流 体控制技术和ESP共同应用在了其位于英格兰 多塞特Wytch Farm油田M-15油井中,这是 这两项技术第一次联合应用在单个完井作业中
Gas Lift Monitoring
Annulus Pressure Tubing Pressure Downhole Temperature Vibration Current Leakage (cable to surface integrity)

04有杆泵及无杆泵采油技术

04有杆泵及无杆泵采油技术
石油天然气工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
2、抽油泵
抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。
主要组成
工作筒(外筒和衬套) 柱塞 游动凡尔(排出阀) 固定凡尔(吸入阀)
柱塞 游动凡尔 工作筒 固定凡尔
石油天然气工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
Hale Waihona Puke 泵的类型按照抽油泵在油管中的固定方式可分为: 管式泵和杆式泵
A-管式泵
B-杆式泵
1—油管;2—锁紧卡;3—柱塞;4—游动凡尔;5—工作筒;6—固定凡尔
石油天然气工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
(1)管式抽油泵: -下泵深度较小的高产油井

工作筒在地面组装好后接在油管 柱下端,随油管一起下入井内,

然后投入固定凡尔,最后把柱塞
接在抽油杆柱下端下入泵筒内。
柱塞上下抽汲一次为一个冲程在一个冲程内完一分钟内完成的冲程次数叫冲数冲次第一节第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理泵的理论排量及泵效泵的理论排量及泵效第一节第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理泵的工作过程泵的工作过程是由三个基本环节所组成即是由三个基本环节所组成即柱塞在柱塞在泵内让出容积泵内让出容积井内液体进泵井内液体进泵和和从泵内排出井内液体从泵内排出井内液体
在实际生产中,由于油管、抽油杆的弹性伸缩、气体进泵、砂、 蜡等各种因素影响,实际产量往往小于理论排量Qt。
泵效:实际产量Q与理论产量Qt的比值
= Q
Qt
泵效的大小反映了泵的工作状况,泵效越大,泵的工 作条件越好。
石油天然气工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理 (二)泵的理论排量及泵效

无杆泵采油

无杆泵采油
课时:6 学时
重点授课内容提要
第一节 电动潜油离心泵采油
电动潜油离心泵简称潜油电泵或电潜泵或电泵,20 世纪 20 年代中后期开始在美国应用。
(一)系统组成
潜油电机是一般是两极三相鼠笼式异步感应电动机,与其它异步电动机工作原理相同。 其主要特点是,外形呈细长型;定子和转子分节;电机内充满专用润滑油,起润滑、冷却、 增强电机绝缘性能和平衡电机内外压力的作用。
(二)螺杆泵的结构和工作原理 1、螺杆泵的结构
由定子和转子组成。转子是通过精加工、表面镀铬的高强度螺杆;定子就是泵筒,是由 一种坚固、耐油、抗腐蚀的合成橡胶精磨成型,然后被永久地粘接在钢壳体内而成。除单螺 杆泵外,螺杆泵还有多螺杆(双螺杆、三螺杆等泵)。 2、螺杆泵的工作原理
靠空腔排油,即转子与定子间形成的一个个互不连通的封闭腔室,当转子转动时,封闭 空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。封闭腔在排出端消失,空腔内的原油也就随之 由吸入端均匀地挤到排出端。同时,又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入。 (三)螺杆泵采油的特点
电动潜油离心泵是由多级组成的,其中每一级包括一个固定的导轮和一个可转动的叶 轮。与普通离心泵相比,在结构上有以下特点:①受套管内径限制,泵外形是细长状,直径 小,长度大,叶轮、导轮级数多;②垂直悬挂运转,轴向卸载,径向扶正。
电缆包括潜油动力电缆和潜油电机引接线。动力电缆分为圆电缆和扁电缆两类,而电机 引接线只有扁电缆一种。井径较大者用圆电缆,井径较小者可用扁电缆。其主要作用是将地 面的电力传输给井下电机。
保护器是利用井液与电机油的密度差异,以防止井液进入电机造成短路而烧毁电机的装 置。
分离器分可为沉降式和旋转(离心)式两种。沉降式分离器是靠重力分异进行油气分离 的,其效果较差,适合于气液比低于 10%的井。旋转式分离器是靠旋转时产生的离心力进 行油气分离的,分离效果较好,在吸入口气液比低于 30%的范围内使用,分离效率可达 90% 以上。

第四章 无杆泵采油

第四章   无杆泵采油

资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载第四章无杆泵采油地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容无杆泵采油一般将利用抽油杆柱上下往复运动进行驱动的抽油设备统称为有杆抽油设备(井数多规模大);凡是不用抽油杆柱传递能量,而是利用电缆或高压液体传递能量的抽油设备统称为无杆抽油设备。

利用抽油杆柱旋转运动的井下螺杆泵装置虽然也有抽油杆,但习惯上将其列入无杆抽油设备。

本章主要介绍潜油电泵、螺杆泵、水力射流泵和水力活塞泵抽油装置、采油及工艺设计方法。

第一节潜油电泵采油潜油电泵(ESP,Electric Submersible Pump)全称电动潜油离心泵,简称电泵或电潜泵,是将电动机和多级离心泵一起下入油井液面以下的采油设备。

主要特点是排液量大、自动化程度高,目前广泛应用于非自喷高产井、高含水井和海上油田。

一、潜油电泵采油系统如图4-1所示,潜油电泵采油系统主要由电机、保护器、气液分离器、多级离心泵、电缆、接线盒、控制屏和变压器等部件组成。

除了上述基本部件外,还可选用一些附属部件,如单流阀、泄油阀、扶正器、井下压力测量仪表和变速驱动装置等。

该系统的工作原理是地面电源通过变压器、控制屏和电缆将电能输送给井下电机,带动多级离心泵叶轮旋转,将电能转换为机械能,把井液举升到地面。

图4-1 典型潜油电泵采油系统1. 潜油电泵系统部件1)电机电机用于驱动离心泵转动。

井下电机一般为两极三相鼠笼感应电机,工作原理与地面电机相同,在60Hz时的转速为3500rpm(r/min),目前电机的功率范围为5.5-735kW,根据实际需要电机可以采用几级串联达到特定的功率。

电机内充满电机油,用于润滑和导热,运行电机产生的热量由电机油通过电机外壳传给井液,井液将热量带走冷却电机,因此电机必须安装在井液流过的地方。

无杆泵采油课程包课件

无杆泵采油课程包课件

无杆泵采油技术应用范围
01
02
03
稠油开采
无杆泵采油系统适用于高 粘度、高凝固点的稠油开 采,通过优化参数和设备 配置,可实现高效开采。
深层油藏开发
无杆泵采油系统具有较大 的扬程和排量范围,适用 于深层、超深层油藏的开 发,可提高采收率。
水平井、斜井开采
无杆泵采油系统可适应各 种复杂的井身结构,包括 水平井、斜井等,实现高 效开采。
控制系统设计
设计可靠的控制系统,实 现泵的启停、调速和保护 功能,确保安全生产。
举升方式优化及调整策略
举升方式优化
根据生产动态和地层特性,优化无杆 泵的举升方式,提高泵效和产量。
调整策略制定
针对生产中出现的问题,制定相应的 调整策略,如更换泵型、调整工作制 度等。
04 生产现场操作管 理与维护保养制 度建立
气体驱动原理
利用地面压缩机将高压气体注入 井下气体马达,通过马达驱动抽 油泵进行采油。
无杆泵采油技术优势
节能降耗
无杆泵采油系统无需长长的抽油 杆和抽油机,减少了能量损失和
设备维护成本。
增产增效
无杆泵采油系统可实现井下设备的 灵活配置,适应各种复杂的油井条 件,提高采油效率。
环保安全
无杆泵采油系统无需使用传统的机 械采油设备,减少了噪音和振动, 改善了工作环境,同时也降低了安 全风险。
锚定装置
将抽油泵固定在井下,防止其 移动或损坏。
筛管
防止大颗粒物进入泵筒,保护 抽油泵免受损坏。
油管
连接抽油泵和井口,实现原油 的输送。
控制系统及监测技术
控制柜
对地面驱动系统进行控制,实现启动、停止、 调速等功能。
自动化控制技术

第七章 有杆泵及无杆泵采油技术(2006.10)

第七章 有杆泵及无杆泵采油技术(2006.10)
第七章
有杆泵及无杆泵采油技术 主要内容
1.有杆泵采油基础 2.无杆泵采油基础
重点
有杆抽油泵的工作原理 影响泵效的因素及提高泵效的措施
游梁式抽油机-深井泵 有杆泵 深井泵 电动潜油离心泵 无杆泵 水力射流泵 水力活塞泵
链条式抽油机-深井泵
地面驱动螺杆泵
第一节 有杆泵采油基础 一、抽油装置
1.地面装置:抽油机
异形抽油机
双 驴 头 抽 油 机
采用平衡配 重的平衡方 式使平衡易 调且平衡效 果好,在一 定程度上具 有节能效果, 属于节能型 游梁式抽油 机。
蛋 形 旋 转 驴 头 抽 油 机
优点:冲程 倍增。 缺点:游梁 前端载荷增 大近一倍。
旋 转 驴 头 抽 油 机
优点:冲程不 仅具有常规机 的冲程部分, 而且增加了因 驴头旋转而造 成的冲程增加, 具有长冲程的 特点。 缺点:整机结 构复杂,制造 成本高。
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 皮带传动抽油机 液压抽油机 加大冲程 节能
游梁式抽油机
链条式抽油机
天车轮 钢丝绳
•动载荷小; •采用气平衡,调 平衡方便; •冲程大;
•机械效率高;
轨迹 链条 主动 链轮
•节能效果好; •占地面积小。 •钢丝绳寿命短; •轨迹链条和主轴 销容易折断。
沉没度
动液面
沉没压力=套压+气柱压力+液柱 压力
抽油泵的工作原理
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压力而关闭。
泵内压力降低,固定阀在环形空间
液柱压力(沉没压力)与泵内压力之差的
作用下被打开,泵内吸入液体。

采油工程第四章无杆泵采油

采油工程第四章无杆泵采油
1-动力液罐;2-三缸高压泵;3 -控制管汇;4-井口控制阀;5 -井下泵 图4-8 典型水力活塞泵采油系统
水力活塞泵系统主要由三部分组成:地面部分、井下部分 和连接地面井下的中间部分。 地面部分由地面动力液罐、三缸高压泵、控制管汇、井口控
制阀和井下泵组成,起着供给和处理动力液的作用;
井下部分是该系统的核心部件,由沉没泵、泵筒、固定阀三 个部分组成起着抽油的主要作用; 中间部分包括将动力液从地面部分送到井下机组的中心油 管,以及将抽取的原油和工作过的废动力液一起排 出地面的专门通道。
(3) 井下部分: 主要有多级 离心泵、油气分离器、潜 油电机和保护器。
系统工作过程
工作过程 地面电源 变压器 电机所需工作电压输入 控制屏 电缆 井下电机 离心泵旋转 分离器输入泵内
带动 把井液通过
由泵叶轮 使井液逐级增压油管 举升到地面
水转注到下部层位,适用于油田注水开发或 气井排水采气。这种系统是从油套管环形空 间吸入流体进泵,通过尾管排出到下部层位。 电机
保护器
吸入口 泵 排出口
该系统的安装方式与标准安装方式也不同,
泵和电机的位置也是颠倒的,从上到下依次 是电机、保护器、吸入口、泵、排出口。
二、 电流卡片分析
记录的电流与潜油电机的工作电流成线性关系, 它的变化情况能够反映潜油电机的运行状况。 按运行时间分,电流卡片有24 h和7 d两种规格。 对于新投产或作业的井,由于电泵运转状况还不 够稳定,需要随时监测,因此采用24 h的电流卡片。 当电泵机组运行状况稳定后,一般用7 d电流卡片。 用于分析的电流卡片,一般是指24 h电流卡片。
为避免由于电压波动 对电泵机组造成不利的影 响,应尽量间隔开这些负 载。

采油机械课件—无杆泵采油

采油机械课件—无杆泵采油
4-上吸入阀;5-上活塞;6-上换向槽; 7-上三通阀;8-先导阀9-下换向阀; 10-下三通阀;11-下活塞;12-下吸入阀; 13-下排出阀;14-固定阀
机电工程学院
水力活塞泵
7.差动式单作用泵
1) 结构特点
2)工作原理 3)优缺点
图4—9差动式单作用泵 1-工作筒;2-沉没泵;3-液马达柱塞; 4-上换向槽;5-滑阀;6-下换向槽;7-泵端阀球; 8-抽油泵柱塞;9-固定阀
图4-3 水利活塞泵装置类型
机电工程学院
水力活塞泵
(2)根据井下泵液马达与抽油泵端的数目不同,又可
分为双液马达泵和双泵端泵。双液马达泵可增大扬程, 双泵端泵可增大排量。
最常用的有如下三种,即:开式循环单管封隔器投
入式水力活塞泵、闭式循环单管封隔器投入式水力活塞 泵、开式循环平行管柱投入式水力活塞泵。
机电工程学院
水力活塞泵
冲程长度的增加主要受到机组中高精度同心部件的结
力液处理费用高,计量困难。
机电工程学院
水力活塞泵
水力活塞泵一般按如下条件进行分类:
(1) 按系统井数分,有单井流程系统、多井集中泵站系统、大 型集中泵站系统。
(2) 按动力液循环分,主要有闭式循环方式、开式循环方式。 所谓开式循环或闭式循环是指在整个采油系统中乏动力液是否有 自己的独立通道。动力液经地面泵加压使井下泵工作后不与产出 液混合,而从特设的乏动力液独立通道排出,再通过地面泵反复 循环使用的,称为闭式循环。反之,称为开式循环。开式循环方 式设备简单,操作容易,但动力液处理费用较高;而闭式循环方 式设备复杂,操作麻烦,但动力液处理费用低。
水力活塞泵
2.长冲程不平衡式单作用泵
此类泵是在“基本型”基础上进行局部结构改变而 成。其结构特点是沉没泵中一个活塞直径变小,只有一 组吸入排出阀,设在小直径活塞一端,大直径活塞一端 的上端始终作用着泵排出压力。工作原理与“基本型” 相同。优点有液马达活塞直径比泵端活塞直径大,泵压 力比小(泵端活塞与液马达活塞的作用面积之比),可显 著增加泵的举升能力,与“基本型”相比,在相同的井 口工作压力条件下,泵扬程可提高65%--124%。适应低液 面、产量小的油井。

采油第四章-无杆泵采油

采油第四章-无杆泵采油
chjm30@
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第一节 潜油电泵采油
二、井下多级离心泵工作特性 1.离心泵的特性
离心泵的特性:排量、压头、功率、效率与转速的关系
p 100p gf L
液柱压头与压力 :
H
1)离心泵特性的理论分析 假设:叶片无限、充满、忽略摩阻
在稳定流动状态下,单位时间内流体流入和流出叶轮的动 量矩变化等于作用在流体上的外力矩
旋转式分离器
GLR<30%,效率>90%
对于气体含量很高的井,还须选用高 级气体处理装置。防止气锁,以提高泵 效。
chjm30@
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第一节 潜油电泵采油
4)电缆(Power cable)
作用:向井下电机供电
组成:由电缆卡子固定在油管上的动力电缆和带 电缆头的电机扁电缆组成。 类型:电缆主要包括圆电缆和扁电缆,扁电缆主 要用于电机或套管环形空间间隔较小的井。扁电缆
潜油电泵系统组成
电机、保护器、气液分离器、多级离心泵、电缆、
接线盒、控制屏和变压器
可选用附属部件:单流阀、泄油阀、扶正器、井下
压力测量仪表和变速驱动装置
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第一节 潜油电泵采油
中海油田服务有限公司
CNOOC SERVICES, Ltd.
E28井修井后生产管柱示意图
序号
又分大扁电缆和小扁电缆。 电缆电压降:如图4-2所示
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第一节 潜油电泵采油
图4-2 电缆电压降
chjm30@
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第一节 潜油电泵采油
5)控制屏(switchboard )
控制井下电机的运行(自动控制启动和停机) 具有短路、过载、欠载保护功能,以及欠载延时

无杆泵采油

无杆泵采油
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( 4-3 )
ƒ 电缆 终端 有与电机 插配 的 特 殊密封 接 头 — 电缆 头 ; „ 为 满 足 油井 对 机组 尺寸 的要 求 , 潜油电缆一 般 采用 圆 型 和 扁 型 , 扁型和扁型联接 在 一起的 复 合 结构; … 要能 适应 施 工 和 环 境 温 度 ,进行起下作 业 时 ,电缆 保护 套 层 不 破裂 。 2) 潜油电缆的性能要求 潜油电缆是电潜泵机组的一 个 重 要组 部分 。 根据 下泵 深 度 ,电缆的 长 度可 由 几百米 到 几千米 。电缆的 工 作介 质 是油、 气 、水三 相 混合 物 ,这 就 要 求 电缆的 护 套 绝缘材料 具 有 较 好 的 耐 油 性 和 较 高的 气密性 。电缆 长期工 作在 温 度 为 50~ 120℃ 、压力为 7 ~ 20MPa 的井液 中 ,在 冬季 电缆 野 外 施 工 , 气 温最低达 零 下 30℃ 、 并 需 要 经 多 次 盘绕 收 放 ,这 就 要 求 电缆的 结构 紧凑 , 护 套 层 有 足够 的 横 向密封性 ,在高 温 、高压下不 易 变 形 ,在 低温 下不 破裂 , 材 质 应 满 足 井下 温 度 相应 的 热 老 化性 能要 求 , 保 持 柔软 性 和 可 弯 曲性 。电缆 应 有 良 好 的 绝缘 性 能, 并 能 够 可 靠 地传递电机 所 需 要的电能。
Vo / w =
v w (1 − 2 β ) ρ ρ (1 − β )1 − 3 1 − b o − ( w − 1)b ρo ρw
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(4-1)
假 如原油是 连续 相 ,水是 分 散 相 , 则
Vo / w =
v o (1 − 2 β )
式中
ρ (1 − β )1 − 3 1 − b 1 + ( w − 1)b ρo νo , v w ——分 别为原油和水的 运 动 粘 度 ; ρo , ρw ——分 别为原油和水的 密度 ;

4-1无杆泵采油

4-1无杆泵采油

单流阀结构示意图 接头; 限制销; 1 —接头;2 —限制销; 接头 限制销 特制螺母; 球体; 3 —特制螺母;4 —球体; 特制螺母 球体 阀座; 5 —阀座;6 —密封圈 阀座 密封圈
采油工程 29
电动潜油离心泵
10)泄油阀 10)泄油阀
泄油阀应装在单流阀上方一根油 管处,它是一个剪切插销装置。 泄油阀的作用:
电潜泵举升方式的主要缺点: 电潜泵举升方式的主要缺点:
(1) 下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制; (2) 比较昂贵,初期投资高; (3) 作业费用高和停产时间过长; (4) 电机、电缆易出现故障; (5) 日常维护要求高。
采油工程 9
(一) 电动潜油离心泵型号及主要部件
1.电动潜油离心泵型号
类型:
• 电缆主要包括圆电缆和扁电缆,扁电缆主要用于电 电缆主要包括圆电缆和扁 机或套管环形空间间隔较小的井。扁电缆又分大扁 机或套管环形空间间隔较小的井。扁电缆又分大扁 电缆和小扁电缆。 电缆和小扁电缆。
采油工程 23
采油工程24
电缆的型号
QY P N M 3 - 3×16
芯线×截面 mm2 形状特征 外护层代号 内护层代号 绝缘代号 电缆代号
中间部分
由电缆和油管组成。 将电流从地面部分传送给井下部分,采用的是特殊 结构的电缆 (圆电缆和扁电缆)。在油井中利用钢 带将电缆和油管柱、泵、保护器外壳固定在一起。
采油工程 8
电动潜油离心泵
电潜泵举升方式的主要优点: 电潜泵举升方式的主要优点:
(1) 排量大; (2) 操作简单,管理方便; (3) 能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油; (4) 在防蜡方面有一定的作用。
采油工程 36
二、电动潜油离心泵的生产管理与分析
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螺杆泵地面驱动部分装置(大庆产) 1—方卡子护罩;2—密封装置; 3—皮带传动装置; 4—减速箱;5—防反转装置; 6—防爆电机; 7—支架;8—阻杆封井器
1 2 3 4 5 6
7
8
(2)特殊光杆 特点是强度大,防断裂,光洁度高,有利于井口密封。
(3)抽油杆扶正器 起避免或减缓抽油杆与油管的磨损的作用。 (4)油管扶正器 起减小油管柱震动和磨损的作用。
~0.01)D(mm) =(0.005

过盈量越大,单级工作压差越大,转子摩 擦扭矩也越大。 过盈量越小,单级工作压差越小,满足不 了油井举升的需要。
2.螺杆泵的级数
转子上两个相邻螺纹之间的距离称为螺距;每两个 螺距为一个导程,单螺杆泵一般规定一个导程为一级。 螺杆泵的级数越多,泵的扬程越大。泵的级数Z决定了 螺杆泵定子、转子的长度。
1
1
2
2
3
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3
4
机械密封下置密封轴密封系统 机械密封上置密封轴密封系统 1—光杆;2—油杯; 1—轴头;2—机械密封; 3—密封轴;4—下置机械密封 3—油杯;4—光杆
(4)方卡子 方卡子包括承重卡子和扭矩卡子。方卡子的主要作用是将减 速箱输出轴与光杆连接起来,起悬挂油杆和承受扭矩的作用。 3.井下螺杆泵部分
螺杆泵的工作原理是: 转子与定子密切配合形成一系列的封闭腔和空腔,当转子转 动时,封闭腔沿轴向由吸入端向排出端运移,在排除端消失。 同时吸入端形成新的封闭腔,其中空腔内所盛满的液体也就随 着封闭腔的运移由吸入端推挤到排出端。这种封闭腔和空腔的 不断形成、运移、消失,起到泵送液体并将液体排出井口的作 用。 转子工作示意图
(一)螺杆泵的结构 螺杆泵系统由电控部分、地面驱动部分、井下螺 杆泵及一些配套工具组成 1.电控部分 包括电控箱、电缆等。电控箱是螺杆泵井 的控制部分,控制电机的起、停。
2.地面驱动部分 地面驱动设备是螺杆泵采油系统的主要地面设备, 是把动力传递给井下转子,使转子运转实现抽汲原油 的机械装置。包括减速箱、皮带传动、电机、密封装 置、支架、方卡子。
无杆泵采油技术
螺杆泵采油技术
螺杆泵的特点是体积小、工作噪音低、 适用于原油粘度大、含砂高的油井。 一、螺杆泵的结构及工作原理 螺杆泵采油 按驱动方式分为井下电动潜油螺杆泵和 地面驱动井下螺杆泵; 按传递动力的方式将螺杆泵划分为有杆泵和无杆泵。 前者属于无杆泵,后者属于有杆泵。 本节介绍油田广泛应用的地面驱动井下螺杆泵。
t ——转子的螺距, m;
=2
1
n
min ——转子的转速,
2.泵的容积效率(泵效) 泵的容积效率 等于螺杆泵的实际排量 Qs与理论排量 Q之比。

=
Qs Q
T
=2
t

二、螺杆泵的性能参数 1.定子、转子间的过盈量
螺杆泵的单级扬程一般小于70m,单级最大工作 压差小于0.7MPa(设计为0.5MPa)。工作压差的 影响因素有结构参数、工作参数和转子、定子的 机械性能。更重要的是定子、转子间的过盈量
(5)抽油杆防反转装置 起防止抽油杆倒扣的作用。 (6)油管防脱装置 起锚定泵和油管的作用。 (7)防蜡器:能延缓原油中石蜡和胶 质在油管内壁的沉积速度。
(8)防抽空装置:地层供液不足会造成螺杆泵损坏,安装 井口流量式或压力式抽空保护装置,可有效地避免此现象的 发生。 (9)筛管:过滤油层流体,防止砂子大量进入泵中。 (二)螺杆泵采油系统的工作原理 电机通电后旋转,经过二级减速(三角皮带和齿轮)后,通过方 卡带动光杆通过抽油杆柱将动力传递给井下螺杆泵将机械能转 变为液体能,从而实现油液的有效举升. 地面驱动井下螺杆泵的转子转动是通过地面驱动装置驱动光 杆转动,通过中间抽油杆将旋转运动和动力传递到井下转子, 使其转动。转子在定子中运转过程中,从泵的底部(入口)至 顶部(出口)自下而上形成空腔。空腔的大小取决于转子螺距 长度、直径和偏心距离。转子与定子之间存在良好的密封性, 使流体以固定速度上升,流体上升速度与转速成正比。转子在 定子中旋转时,螺杆断面的变化情况。。
(三)螺杆泵的排量计算
1.螺杆泵的理论排量
螺杆泵的理论排量与转子的偏心距成正比,与转 子的螺距成正比,与转子的截面圆直径成正比, 与转速成正比,其计算公式为:

Q
5760
式中:
eDTn Q

11520 eDtn
Q
e
——螺杆泵的理论排量,m³ /d; ——转子的偏心距,m;
T ——定子的导程,m;
1 2 3
4 5
6 7
8
10
11
12 11 13 14
螺杆泵采油系统 1—地面驱动部分; 2—井口装置; 3—电控箱; 4—油杆; 5—油杆扶正器; 6—油管扶正器; 7—油管; 8—转子; 9—定子; 10—定位销; 11—油管锚; 12—套管; 13—筛管; 14—油层
9
(1)减速箱 减速箱内有两个互相垂直啮合的伞形齿轮,一个装在大 皮带轮上,另一个装在驱动轴上。减速箱的主要作用是传递 动力并实现一级减速,它将电机的动力由输入轴传递到输出 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。 (2)电机 电机是螺杆泵井的动力源,将电能转化为机械能。一般用防爆 型三相异步电机 (3)密封装置 密封装置有机械密封和静密封两种。机械密封分上置式和 下置式两种,上置式机械密封装置位于减速器上部,如图所 示;下置式位于减速器的下方。静密封位于机械密封的上端。 密封的主要作用是防止井液流出,起密封光杆的作用。
井下螺杆泵是由转子和定子组成。转子是井下泵中唯一运 动的部件,其上部与抽油杆连接。一个转子就是一个横截面 为圆形的长螺旋体,由高强度钢精工制作,表层镀铬,具有 很好的抗磨性。定子是由合成橡胶铸制而成的内嵌式双螺旋 体。固定于一钢管内,其上端与油管连接,转子位于定子内 转动,实现抽汲功能。
4.配套工具部分 (1)专用井口 结构与抽油机 井的井口装置基 本相同,但是增 加了井口强度, 减小了地面驱动 装置的震动,起 到保护光杆和换 密封时密封井口 的作用。
3.螺杆泵型号意义
(1)法国泵 300 TP 800 有效扬程800m 单头螺杆泵 转数为500 r /min时的理论排量为 300m³ /d
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