无杆泵采油44采油新技术装备简介共34页

无杆泵采油技术装备.ppt

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)

试验成功无杆泵采油新工艺

2018年10月试验成功无杆泵采油新工艺李方涛1张进2田洪波3徐美香4（中国石油冀东油田公司南堡油田作业区，河北唐山063200）摘要：随着我国经济水平的大幅度提高，越来越多的人们关注着我国其他科研方面的成果，不再是只盯着区区经济发展，更多的是科研的成果，而采油新技术也就是无杆泵采油法得到了广大采油企业的大力推广，无杆泵采油成了新的采油方式。

而假若是用以前的采油方式，也就是采用常规有杆泵采油设备进行油田油井采油时，正是因为其采油方式的固定性，导致有杆泵采油套管磨损变形和井不够正等各方面的原因，这些都会直接引起杆管偏磨，导致采油时间延长有杆泵的杆磨损过多更换过勤，导致有杆不能稳定，间接使抽油杆从有杆泵中陀落、油管的抽油管道寿命变短、有杆泵的操作难度大使作业频繁等。

虽然在之前像过很多种办法，例如采用了比较常见的抽油杆之间变化为好几段的模式装配了扶正器、采用旋转管口的方法来抽油能够减小对井口的有偏磨损的方式，但是这些办法都没有从根本上解决油管和杆柱之间的偏磨问题。

所以根据科学家以及相关权威人士的不断探究实践分析，研发出无杆泵抽油技术，而无杆泵技术也是有区别的，在我国目前比较流行的无杆泵采油装置大体上可以分为两个板块，主要有首先是电力潜水泵和其次是通过水力来发电泵。

首先得电力潜水泵主要的作用是包含了该泵的大排量、程度的点高的特点，但是其适合于高程度的油井，但是其缺点是不利于于在许多中型或者小型的开采油田厂进行多个油井操作。

关键词：无杆泵；采油；油田油井；有杆泵；无杆泵新技术无杆泵的工作原理是通过水基动力的方式来操纵无杆抽油设备系统采用水的运动提供动力，其名称是动力液，而无杆泵抽油的整体系统是由地面控制的动力深入提供能量、动力设备通过管道传输需要提供的东西，例如动力控制阀和相关联的管道、而井下通过液力抽油系统等几部分共同组成，方便传送能量等东西。

地面动力设备通过利用液压泵的方式通过使用电动机的方式将机械能转换为液体的形式的压力能，分别通过不同的动力传输的方式上传到需要采集的油井下，无杆泵通过借助油井地下液力无杆泵抽油设备通过将液体压力的方式将能量转换为机械能，来直接驱动抽油泵运动。

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44采油新技术装备简介

⑶ 叶轮的三维模型图
⑷ 叶轮的加工实体图
3）泵入口均化器设计
设计完成均化器的三维模型图
4）泵座的三维设计模型
5）泵头的三维设计模型
6）扶正套的三维设计模型
7）花键套的三维设计模型
8）泵轴的三维设计模型 9）大、小摩擦环的设计及加工模型
三、井下直线电机驱动抽油泵新技术
1. 该项技术的突出特点
1. 该项技术的突出特点
（3）此泵不仅成功的克服了井下多级离心泵在较少的自由气含量条件下产生汽蚀（损坏泵）、效率低、甚至排量中断等不利现象，而且还具有短时内输送纯气的能力，无形中起到了节能降耗的作用。尤其应用于海上油田的开采，其设备的优越性和技术经济性更加突出。
1. 该项技术的突出特点
对于电潜双螺杆泵增加了一个同步齿轮传动,并将多级离心泵换为多级双螺杆泵。
其它部分相同。电潜双螺杆泵装置系统简图如下图所示。
井口
四、电潜双螺杆泵新技术
④
③
对于电潜双螺杆
②
泵装置，其井下机
组的结构安装顺序
由下而上分别为：
潜油电机、万向
联轴节、同步齿轮、Βιβλιοθήκη ①保护器、多级双螺
杆泵。
油气分离器电潜单螺杆泵井下机组
（4）由于是井下气液混抽，避免了天然气放空造成的能源浪费和对环境的污染。并免去了为进行天然气回收所需的地面压气设备等辅助设施，减少了此项的投资和管理等费用。
2. 系统装置组成
井下螺旋轴流式多相混抽泵系统装置组成与电潜离心泵系统装置相似。只要将电潜离心泵井下机组的多级离心泵换成多级的螺旋轴流式泵即可。
（1）本项目是在流体机械新的理论和方法下产生的一种新的井下驱动的气液多相混抽泵技术。（2）它属于井下无杆采油装置范畴，它不仅具有以往无杆采油装置的优点，而且具有在高效率下抽送高含气量气液混合物的能力。

《采油新技术介绍》课件

采油新技术面临的挑战
技术成熟度不足
新采油技术尚未完全成熟，可能存在技术风险和不确定性。
高成本与投资压力
新采油技术需要大量资金投入，同时面临投资回报的不确定性。
环境保护法规限制
采油新技术需要符合日益严格的环保法规，对技术要求更高。
传统采油方式的惯性
传统采油方式在某些地区仍占主导地位，新技术的推广和应
稠油采油
针对稠油油田，采用新型的采油技术可以提高稠油开采效率，降低开采难度。
采油新技术应用案例
某海上油田采用新型的采油技术，实现了采收率提高20%的目标。
某稠油油田采用新型的采油技术，降低了开采成本30%。
某深层油田采用新型的采油技术，成功开采了原本难以开发的储量。
采油新技术应用效果
提高采收率
新型的采油技术可以显著提高油田的采收率，增加原油产量。
降低成本
新型的采油技术可以降低油田的开发成本，提高经济效益。
节能环保
新型的采油技术可以减少对环境的负面影响，实现节能环保。
04
采油新技术发展趋势
采油新技术发展趋势分析
非常规资源开发
随着非常规资源的不断发现和开采技术的进步，非常规资源的开发将成为未来采油技术的重要趋
势。
数字化与智能化
利用大数据、物联网、人工智能等技术手段，实现采油过程的数字化和智能化，提高采油效率和降低成本。
环保与可持续发展
随着环保意识的提高和可持续发展战略的推进，采油技术将更加注重环保和可持续发展，减少对环境的负面影响。
采油新技术未来发展方向
新型钻井技术
研发更加高效、安全、环保的钻井技术，提高钻井效率和降低钻井成本。

第四章无杆泵采油讲解

第四章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。

2）保护器保护器主要用于将电机与井液隔开，平衡电机内压力和井筒压力。

保护器的作用是连接电机的驱动轴与泵轴，连接电机壳与泵壳；保护器的充油部分与容许压力下的井液连通时，保证电机驱动轴密封，防止井液进入电机；当电机运行时，电机内的润滑油因温度升高而膨胀，保护器内有足够的空间储存因膨胀而溢出的电机油，防止电机内压力上升过高，反之当油温下降收缩时，保护器内的油又补充给电机；保护器中的止推轴承用于承受泵轴重量和各种不平衡力；保护器外壳也作为电机油附加冷却面；可以罩住电机的止推轴承。

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。

无杆泵采油44采油新技术装备简介_2022年学习资料

3,多级的螺旋轴流式泵-多级的螺旋轴流式泵也主要是-由增压单元（叶轮和导轮、泵轴、-泵头、泵座和外壳等组成
3.多级的螺旋轴毓式泵-1井下10级试验样机的整体装配三维模型图
中圆不冲大学-华】新型井下螺旋轴流式多相混抽泵研究-China University of Petrole m-2井下螺旋式气液混输泵增压单元（叶、导轮的设计-1导轮的三维模型图-2导轮的加工实体图
并下核心部件动力驱动装置一直孩电机王作原理-直线电机的原理并不复杂，设想把一台旋转运动的感应-电动机沿着半的方向剖开，并且展平，这就成了一台直-线感应电动机。-在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相-当于转电机转子的，叫次级。初级中通以交流，次级就-在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。这时初级要做得-很长，延到运动所需要达到的位置，而次级则不需要那-么长。-实际上，直线电机既可以把初级做得很长，也可以把次-级做得长；既可以初级固定、次级移动，也可以次级固-定、初级移动。-■■■■■■-■■■■■■■■■
油管-系统流程图-电缆-高压电缆接头-液流方向-电泵保护器-电泵机组-产层液体-0-分离出的水-双外壳电潜心泵-双级水力旋流分离器-分离出来的油-密封接头（丢手）-Y441封隔器-滑套开关-☒-反向单流阀-Y34 封隔器-井下油水分离同井注采管柱结构图
2.双级水力旋流分离器-圆柱段大锥段小锥段尾管段-11-排液-口-进液口-水力旋流分离器结构示意图-19
中厨不冲大学-华新型井下螺旋轴流式多相混抽泵研究-China University of Petroleu -3叶轮的三维模型图-4叶轮的加工实体图
3泵入口均化器设计-设计完成均化器的三维模型图
中圆不油大学-华东-新型井下螺旋轴流式多相混抽泵研究-China University of Petrol um-4泵座的三维设计模型-5泵头的三维设计模型

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
chjm30@
5
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
chjm30@
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第一节潜油电泵采油
图4-2 电缆电压降
chjm30@
12
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

采油工艺新技术装备简介

1、上接头；2、胶圈； 3、接箍；4、下接头螺杆泵专用抽油杆
一、技术成果简介
6、螺杆泵地面驱动装置
技术原理
由电动机、皮带一级传动系统、齿轮二级传动系统、支架系统、动密封系统、光杆锁紧密封器、机械防反转系统组成。为井下螺杆泵提供动力，承受杆柱的轴向载荷，为油井产出液进入地面输油管线提供通道，并密封井口产出液防止其渗漏。
技术特点
具有无阀、运动件少、流道简单、过流面积大、油流扰动小等特点，在举升条件相同的情况下，与抽油机和电泵相比，一次性投资少、能耗低、适应性强，具有明显的优势。
技术指标
1、一次性投资少，能耗低，维护方便，适应含砂含蜡较高的油井； 2、实际排量5～300m3/d，举升扬程800～1800m，最高适应井温 90℃。工艺原理图
技术特点
1、齿轮箱解决了驱动装置减速箱下部油封渗漏齿轮油问题； 2、驱动装置停机后不会高速反转，能够释放储存在光杆及装置上的反转扭矩。 3、易于现场维护、测试，易损件可以现场维修和更换。
技术指标
1、负载功率5.5～75kW，光杆密封压力0～2.5MPa。 2、转速75～200r/min，适用光杆规格φ 25 ～φ 42mm。 3、适应环境温度-30～40℃。螺杆泵地面驱动装置
偏心扶偏器
偏心锚定工具
一、技术成果简介
10、螺杆泵远程监控技术
技术原理
应用GPRS无线通讯技术，将控制每个螺杆泵的变频器作为监控对象，可实时将每台变频器的运行状况和运行数据通过中国移动GPRS网络传送给调度中心的数据管理服务器，在控制中心的服务器上建立一个中央数据库，对收到的数据进行整理贮存，产生相应的报表和指示。同时，也可以通过GPRS网络对现场变频器进行控制调整，如发出指令，改变现场变频器运行频率进而达到改变螺杆泵井的运行转速的目的。

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