无杆泵采油技术

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(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。。
例如:16 — 25 表示泵的级数为25级,泵的转数为 100r/min 时理论排量为16m3/d。
三、螺杆泵采油管柱及配套技术
(一)管柱及杆柱的组成 1.油管柱 油管柱分为自由式螺杆泵管柱和固定式螺杆泵管柱 2.油杆柱 油杆柱由光杆、方卡子、油杆防脱器、油杆(实 心或空心)、油杆扶正器、转子等组成。
(1)井下部分
图5—1 电动潜油泵装置组成示意图 1—变压器;2—控制屏;3—电流表;4—接线盒; 5—地面电缆;6—井口装置;7—动力电缆;8—泄油阀; 9—电缆接头;10—单流阀;11—扁电缆;12—油管; 13—泵头;14—多级离心泵;15—电缆护罩;16—分离器;17—保护器;18— 套管;19—潜油电机;20—扶正器
排量较小,液面较 油层供液能力差,气 低 影响
工 作 电 流


发生故障的原因 油管结蜡严重
排量正常,油压 正常
明显高于正 排量降低,油压 常运转电流 升高
出油管线堵
排量正常(投产 定子橡胶溶胀大, 初期) 定子不合格 井口脉动出油, 油井间歇出油,泵 周期性波动 转子不连续转动 不合格
(二)憋压法 憋压法就是通过关闭采油树回压闸门进行憋压,通过观察 井口出油压力(油压)和套压的变化进行诊断油井故障的 方法,用憋压法诊断油井故障 油压、套压 油压不上升且不同于套 压 油压不上升且接近套压 油压上升异常缓慢且与 套压变化规律一致 油压上升缓慢且不同于 套压 油压与套压接近 工况特性 故障形式
1
1
2
2
3
4
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
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。
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
3.防冲距
防冲距是指转子下入井中后最下端到定位销之间的距离。 上提防冲距时要考虑杆柱弯曲的影响,上提时当地 面指重表指示为全部杆重时开始计算防冲距。 (二)螺杆泵采油的配套工艺技术
(1)油管柱防脱技术
(2)抽油杆防脱技术 (3)油管扶正技术 (4)油杆扶正技术
螺杆泵采油系统常见故障的诊断技术及故障的排除方法 螺杆泵井常见的故障有:抽油杆断脱、油管脱落、 吸入部分堵、定子橡胶脱落等。 目前常用的故障诊断方法有电流法和憋压法
套管气控制流程为:套管气—→套管闸门—→套管 定压放气阀—→回油闸门—→集油干线—→计量间。 掺水保温流程为:计量站来水—→掺水闸门—→单 流阀—→油嘴后—→回油闸门 —→集油干线—→ 计量间。 热水地面循环流程为:计量站来水—→连通闸 门—→集油干线—→计量间。
在油层温度较高的油田,井口出油温度达50~60℃左 右,电动潜油泵井也可根据实际情况采用单管生产流 程。
无排量
无排量 排量很小 排量小,泵 效低,动液 面较深 油套连通
抽油杆断脱
油管脱落 油管严重漏失 泵严重漏失,气 影响,供液能力 极差 定子橡胶脱落
1.抽油机整机振动是什么原因?如何处理?
2.抽油机减速器漏油是什么原因?如何处理? 3、抽油机刹车不灵活或自动溜车是什么原因? 如何处理? 4、抽油机驴头——井口不对中是什么原因? 如何处理 ? 5、螺杆泵的结构及工作原理是什么? 6、螺杆泵井常见的故障有哪些?
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。
(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 eDTn 或 Q 11520 eDtn
式中:
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;
3.保护器 4.油气分离器 5.控制屏
6.接线盒
7.电缆 8.变压器
二、电动潜油泵参数及工作特性
1.电动潜油泵机组型号
表示法:
QY D B 最大轴向投影尺寸,mm; 机组额定扬程,m; 机组额定排量,m3/d; 表示(多级)离心泵; 表示泵为电力(电动机)驱动; 表示(机组)潜油运行。
2.电动潜油泵主要参数 (1)排量:单位时间内电动潜油泵所排出液体的体 积(Q,m3/d)。 (2)扬程:电动潜油泵机组在打水时的水柱高度 (H,m,或单位重量的液体流过电动潜油泵后能量 的增加值)。 (3)转速:单位时间内泵叶轮的回转数(n, r/min)。 (4)功率:电机输出功率:潜油电机传递给潜油泵 轴的功率(P,KW);泵的输出功率是指液体流过 潜油泵时由潜油泵传递给液体的有效功率(Pu, KW)。
(一)电流法 电流法就是通过测试电机的工作电流,根据工作电流的大小 来诊断油井工作状况的方法。见表。
工 作 电 流 接近电机空 转电流


发生故障的原因 抽油杆断脱
无排量,油套不连 通
无排量 ,油套连 油管脱落或严重漏失 通
接近正常运 转电流
下部油管漏失,定子 排量较小,液面较 橡胶磨损严重、失效, 高 尾管进油部分结蜡或 有砂子。 尾管进油部分蜡堵或 无排量,液面较高 砂堵
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。
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 Q s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
(2)中间部分 中间部分主要是传输电能的专用电缆。 (3)地面部分 地面部分主要由变压器和控制屏两大件组成 (二)电动潜油泵井工作原理 1.电动潜油泵井工作原理
地面上的变压器将电网电压转Fra Baidu bibliotek为电动潜油泵 装置所需的工作电压后,将电能输入控制屏, 而后通过接线盒及电缆输给井下潜油电动机, 潜油电动机再把电能转换成高速旋转的机械能 传递给潜油多级离心泵,从而使经油气分离器 进入潜油多级离心泵内的液体被加压举升到地 面;与此同时井底压力(井底流压)降低,油 层液体进而流入井底。
电动潜油泵采油技术
电动潜油泵简称为潜油电泵(或电泵),它是机 械采油中相对排量较大的—种无杆泵采油方式,即 不需要抽油杆柱来传递动力的抽油设备。 一、电动潜油泵装置的组成及工作原理 (一)电动潜油泵装置的组成
电动潜油泵装置由三大部分,七大件组成
井下部分(井下机组)主要由潜油多级离心泵、潜 油电动机、保护器、油气分离器四大件组成。
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。

=(0.005~0.01)D(mm)
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。
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
型号意义:
(2)国产泵
型号意义:
GLB 120 — 36
级数为36级 理论排量为120ml/r 杆传动螺杆泵
(3)加拿大、山东新型泵 型号意义:
级数
转数为100 r/ min时的理论排量 16m3/d
2.电动潜油泵供电流程 电动潜油泵供电流程:地面电源—→变压器—→控 制屏—→潜油电缆—→潜油电动机。
3.电动潜油泵抽油流程
电动潜油泵抽油流程:油气分离器—→潜油多级 离心泵—→单流阀—→泄油阀—→井口。
4.电动潜油泵井井口流程 电动潜油泵井的双管掺热水保温井口流程与抽油 井井口流程相同,如图所示。包括四个分流程: 原油流程为:井下原油—→总闸门—→生产闸 门—→油嘴—→回油闸门—→集油干线—→计量 间。
图 电动潜油泵井双管掺热水保温井口流程 1—套压表;2—油压表;3—防喷管;4—清蜡闸门;5—生 产闸门;6—总闸门;7—套管闸门;8—油套连通闸门; 9—油嘴套;10—掺水阀;11—单流阀;12—丝堵;13—放 空、取样阀;14—回油闸门;15—掺水闸门;16—连通闸 门; 17—热洗闸门
(三)电动潜油泵装置主要部件 1.潜油多级离心泵 2.潜油电动机 9.单流阀 10.泄油阀
(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。
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