采油工艺第三章1

第三章

采油方法采油方法有杆泵采油有杆泵采油无杆泵采油

无杆泵采油机械采油机械采油自喷

采油气举法采油气举法采油深井泵采油深井泵采油Mechanical production

Self-blowing production

Gas lift

Deep well-pump Sucker rod pumping Rodless pumping

sucker rod pumping production

(pump unit)（地面）(sucker rod)（传递动力）

（井下）

(accessories)

组成（components）

）

有杆泵采油

工作时，动力设备的高速旋转运动通过减速箱和游梁－连杆－曲柄转化成抽油机驴头的低速往复运动，通过抽油杆带动井下深井泵作上下往复运动，把油抽

分类（classification）

直径：5/8”、3/4”、7/8”、1”种类：实心、空心、钢、玻璃钢

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量的需要，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。

B-杆式泵

A-管式泵

Traveling valve Standing valve

Plunger Hold down Tubing Barrel tubing

有杆泵采油
（2）杆式抽油泵（rod
pump）－下泵深度较大的低产油井
把活塞、固定凡尔和工作筒组装 成一个整体，接在抽油杆柱的下 端整体通过油管下入井内。 检泵、提泵时不必起出油管，大 检泵、提泵时不必起出油管，大 大缩短了作业时间，同时没有固 大缩短了作业时间，同时没有固 定凡尔打捞装置，余隙小，适用 定凡尔打捞装置，余隙小，适用 于含气井。 于含气井。 结构复杂，成本高，相同油管直 结构复杂，成本高，相同油管直 径允许下入的泵径小。 径允许下入的泵径小。
特点 优点 缺点

有杆泵采油
二、泵的工作原理（ Pump Mechanics）
（一）泵的抽汲过程
•沉没压力(submergence pressure) ---泵吸入口的压力 •动液面(dynamic liquid level) ---生产时的环空液面深度Lf •静液面(hydrostatic level) ---关井时的环空液面深度Ls •沉没度(submergence depth) ---生产时的环空液面距泵口距离hf

有杆泵采油
二、泵的工作原理（ Pump Mechanics）
（一）泵的抽汲过程 1、上冲程upstroke
抽油杆柱带活柱塞一起向上运动，由于油 管内活塞以上的液柱压力作用在柱塞上，游动 阀受管内液柱压力而关闭，液体排出井口。 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，液体进泵。
泵内进液的条件：
泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。

有杆泵采油
2、下冲程down stroke
柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。 泵内压力增加，当泵内压力大于柱塞以上 液柱压力时，游动阀被顶开。 柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上 部，使泵向油管排出液体。
泵排出的条件：
泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液 柱压力。柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在 一个冲程内完成进油与排油的过程。
光杆冲程（Polished Rod Stroke Length）：光
杆从上死点到下死点的距离。

有杆泵采油
（二)泵的理论排量及泵效(Pump Volumetric Efficiency ) 理论排量： 在理想情况下，一天内泵所排出的液 体体积。
泵的工 作过程
柱塞在 泵内让 出容积
原油 进泵
泵内 排出 原油

有杆泵采油
在一个冲程内，排出的液体体积： 一个冲程
V = f pS
每分钟的冲数为n，则每分钟排量：
Vm = f p ⋅ S ⋅ n
一天内排量:(理论排量)
Q t = 1440 f p S ⋅ n = k p S ⋅ n

有杆泵采油
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 伸缩、气体进泵、砂、蜡等 际产量往往小于理论排量Qt 。
9泵效(pump efficiency) ：实际产量Q与理论产量Qt
的比值
Q η＝ Qt
第 一 节 完
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。

有杆泵采油
第二节
游梁 后臂
抽油机悬点运动规律
连杆
游梁式抽油机是以 游梁支点和曲柄轴中心 线为固定杆，以曲柄、 连杆和游梁后臂为三个
Polished Rod Motion Law
固定杆
活动杆的四连杆结构， 为了便于分析，常简化 为简谐运动和曲柄滑块
曲柄
运动机构进行分析。

有杆泵采油
一、简化为简谐运动(simple harmonic motion)时悬点运动规律
假设条件：r/l≈0、r/b≈0
游梁和连杆的连接点B的运 动可看做简谐运动，即认为B 点的运动规律和D点做圆周运动 时在垂直中心线上的投影(C点) 的运动规律相同。则B点经过t时 间(曲柄转角φ)时位移为：
S B = r (1 − cosφ ) = r (1 − cos ωt )

有杆泵采油
以下死点为坐标零点，向上为坐标正方向，则： 悬点A的位移为：
a a S A = SB = r (1 − cosωt ) b b
a
b l
A点的速度为:
VA dS A a = = ω r sin ω t dt b
A点的加速度为:
dVA a 2 αA = = ω r cos ωt dt b