第3章有杆泵采油.ppt

单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章有杆泵采油,有杆泵一般是指利用抽油杆,上下往复运动,所驱动的柱塞式抽油泵。,第四章有杆泵采油,有杆泵,采 油,抽油机有杆泵,（,简称有杆泵）,地面驱动螺杆泵,有杆泵采油占主导地位，占人工举升方式的,90,发展时间长,技术较成熟,工艺比较配套,设备装置耐用，故障率低,抽深和排量能够覆盖大多数井,抽深和排量不及水力活塞泵和射流泵，单独排量不及电潜泵,对出砂、高气油比、结蜡或流体中含有腐蚀性介质的井会降低效率和寿命,概述,第四章有杆泵采油,第一节 有杆抽油装置,抽油机,抽油泵,抽油杆柱,一、抽油机,游梁式抽油机主要由游梁,连杆,曲柄（四连杆）机构、减速机构（减速器）、动力设备（电动机）和辅助装置等四部分组成。,游梁式抽油机工作原理：,上、下死点,冲程,冲次,一、抽油机,按照基本结构可分为：,无,游梁式,游梁式,常规型,(,普通型,),异相型,前置型,常规型游梁式抽油机,异型游梁式抽油机,旋转驴头游梁式抽油机,调径变矩游梁式抽油机,链条式抽油机,皮带式抽油机,链传式抽油机,天轮式抽油机,直线往复式抽油机,一、抽油机,主要组成：,游梁,连杆,曲柄（四连杆）机构,减速机构（减速器）,动力设备（电动机）,辅助装置等四部分,游梁式抽油机工作原理：,游梁式抽油机分为常规型（普通型），异相型和前置型。,1.,常规型抽油机,2.,异相型抽油机,结构特点：,曲柄轴中心基本位于游梁尾轴承的正下方。,结构特点：,曲柄轴中心与游梁尾轴承存在一定的水平距离；,曲柄平衡重,臂中心线,与,曲柄中心线,存在偏移角,（,曲柄平衡相位角）。,1.,常规型抽油机,2.,异相型抽油机,运动特点,：,上下冲程运行时间相等,运动特点,：,使得上冲程的曲柄转角明显大于下冲程，从而降低了上冲程的运行速度、加速度和动载荷，,达到减小抽油机载荷、延长抽油杆寿命和节能的目的,运动规律,不同,后置式上、下冲程的时间基本相等；前置式上冲程较下冲程慢。,后置式抽油机结构简图,前置式气动平衡抽油机结构简图,游梁和连杆的,连接位置,不同。,不同点：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。,3,前置型抽油机,我国游梁式抽油机型号表示法,例：,CYJ8-3-37HB,CYJ 8 3 37 H B,游梁式抽油机系列代号,悬点最大载荷，,10,kN,光杆最大冲程，,m,减速箱曲柄轴最大允许扭矩,kN.m,减速箱齿轮形代号，,H,为点啮合双圆弧齿轮，省略渐开线人字齿轮,平衡方式代号,F,：复合平衡,Y,：游梁平衡,B,：曲柄平衡,Q,：气动平衡,轻型,P,max,100 KN,短 冲 程,S,max,6 m,低冲次,n,max,15 min,1,小扭矩,M,max,60,KN.m,抽油机基本参数及分类,最大允许载荷,最大冲程长度,最大冲程次数,最大扭矩,了解,：,变形游梁式抽油机,：如双驴头式、旋转驴头式、大轮驴头式、大轮式、以及斜直井游梁式抽油机。,目的,：增大冲程、节能及改善抽油机的结构特性和受力状态。,无游梁抽油机,（特别超长冲程抽油机）：如链条式、增距式和宽带式抽油机等，,主要特点,：多为长冲程和慢冲次，,目的,：扩大有杆泵抽油的适用范围，适应深井和稠油的特殊需要。,二、抽油泵,基本要求,：,结构简单、强度高；工作可靠，使用寿命长,材料耐腐蚀和耐磨性强,便于起下,规格类型能满足不同油田的采油工艺需要（排量、温度、砂、蜡、气）。,1.,泵的工作原理,抽油泵主要由泵筒（外筒衬衣套）、柱塞、固定阀和游动阀四部分组成,。,柱塞上下运动一次称一个冲程，也称一个,抽汲周期,。一个周期完成进液和排液过程。,1,）上冲程,抽油杆带动活塞向上运动：,a.,泵内压力下降，,游动凡尔关闭，,井口排液。,b.,固定凡尔打开泵内吸油。,c.,抽油杆加载拉伸。,泵内吸液，井口排液的过程,造成吸液进泵的条件,:,泵内压力,(,吸入压力,),柱塞以上的液柱压力,。,2.,泵的理论排量,假设：,活塞的冲程等于光杆的冲程；,活塞让出的体积完全被原油充满,抽油系统无漏失。,即：,柱塞上下一次吸入和排出的液体体积相等,泵的理论排量为,（,3-1,）,式中：,Q,t,泵的理论体积排量，,m,3,/d,；,A,p,柱塞截面积,D,2,/4,，,m,2,；,D,泵径，,m,；,S,光杆冲程，,m,；,n,冲次，,min,1,。,3.,抽油泵类型和结构,按抽油泵在油管中的,固定方式,分为：,管式泵,和,杆式泵,两大类型。,按抽油泵泵筒结构又分为,整筒泵,和,组合泵（衬套泵）,。,SYS5059-91,标准抽油泵的基本型式如图,3-6,所示。,1,）管式泵,(,Tubing Pump,),泵筒,连接在油管下部下入井中，然后投入可打捞的固定阀装置（有的固定阀直接连接在泵筒下部随油管下入）；,柱塞,连接在抽油杆柱下端下入泵筒内。,优点：,结构简单，成本低，排量较大,缺点：,起下泵作业时，它需起下全部油管，修井时间长，费用高,适用范围：下入深度较小，产量较高的井,2,）杆式泵,(,insert Pump,),将整个泵在地面组装成套后，随抽油杆柱插入油管内的预定位置固定，故又称为“插入式泵”。,优点,：,起下泵作业时，可不起下油管。,缺点,：,结构复杂，制造成本高,适用范围,：,深井，单井产量相对低的井,（按照泵筒结构形式划分）,3),组合泵,为了便于加工和保证质量，,衬管,分段加工，然后组装在泵筒内，这类泵称为衬管泵或组合泵。,4),整筒泵（软密封柱塞泵）,柱塞为材质较软的非金属材料，泵筒为整体泵筒。,密封性和耐磨性好，加工要求低，易制造。,整筒泵与组合泵相比具有：,泵效高、冲程长、形式多、规格全、重量轻、装卸方便、不会发生“衬套错位卡泵”等优点。,4.,抽油泵的型号及基本参数,我国的抽油泵型号表示方法如下：,例如：公称直径为,38mm,，,泵筒长度为,4.5m,的厚壁筒，定筒式顶部固定，金属柱塞长,1.2m,，,加长短节长度为,0.6m,的杆式泵标记为：,mm,CYB,38,-RHAM,4.5-1.5-0.6,。,三、抽油杆柱,(,Sucker Rod String,),上,经光杆连接,抽油机,，,下,接,抽油泵的柱塞,，其,作用是,将地面抽油机悬点的往复运动传递给井下抽油泵。,分类：,常规抽油杆：,普通抽油杆其杆体是实心圆形断面的钢杆，其特点是：结构简单，易制造，成本低。主要用于常规有杆抽油方式。,特种抽油杆：,如超高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、空心抽油杆和连续抽油杆等。,为了满足高含水、稠油、高含蜡、含腐蚀介质以及深井和和斜井采油的需要,三、抽油杆柱,(,Sucker Rod String,),附属器具,：,光杆,位于抽油杆最上端，其作用是连接驴头钢丝绳与井下抽油杆，并同井口盘根配合密封抽油井口。,加重杆,用于大泵抽油、稠油井和深井，抽油杆柱的下部采用加重杆，防止抽油杆柱下部发生纵向弯曲，减少抽油杆的断脱事故。,抽油杆扶正器,用于斜井和丛式井，使抽油杆处于油管中心，不直接与油管接触，减少抽油杆的磨损、振动和弯曲。,还有用于减少抽油杆振动的,减振器,、防止抽油杆接箍旋松的,防脱器,等。,总阀门：,控制着油气流入采油树的通道。正常生产是打开，需要关,井时关闭。,生产阀门：,控制油气流向出油管线，正常生产时打开，更换检查油 嘴或油井停产时关闭,清蜡闸门：,其上方可连接清蜡方喷管等，清蜡时才打开。,节流器：,控制自喷井产量,4,、井口装置,-,采油树,第四节 抽油机平衡计算,一、,平衡方式及其原理,游梁式抽油机平衡采用,气动平衡,和,机械平衡,两种方式。其中，机械平衡又分为：,1,）游梁平衡（,beam balance,）；,2,）,曲柄平衡（,crank balance,）；,3),复合平衡（,combined balance,）。,平衡的基本原理,：下冲程过程中以某种方式把抽油杆柱所放出的能量、电动机提供的能量储存起来，到上冲程时再释放出来帮助电动机做功。,二、平衡计算,下冲程存储能量,存储能量电机所做功抽油杆下落悬点所做功,A,w,A,md,A,d,上冲程释放能量,释放能量,+,电机所做功,=,悬点提升所做功,A,w,A,mu,A,u,A,md,A,mu,基本公式：,(3-54),二、平衡计算,悬点上冲程做功,:,悬点下冲程做功,:,(3-55),只考虑静载荷，惯性力在上下冲程中所作功为,0,(3-56),1,游梁平衡,游梁平衡重,W,b,在下冲程中所储存的能量,2.,曲柄平衡,达到平衡所需要的曲柄平衡半径为,（,3-57,）,曲柄平衡重物在下冲程中所储存的能量为,3.,复合平衡,复合平衡是上述两种平衡方式组合，其曲柄平衡半径为,（,3-58,）,平衡原则：电机在上下冲程中做功相等,实际检验和调整平衡时：,上下冲程电机电流峰值相等,或减速器扭矩峰值相等,方法：测量下行电流和上行电流比值，,0.8,1,之间平衡,