有桿泵采油簡(jiǎn)介

有桿泵采油簡(jiǎn)要介紹

周小龍2008年8月前言舉升是原油從井底向井口流動(dòng)的過程。按油層能量是否充足，可將舉升方式分為自噴和人工舉升。油層能量充足，利用油層本身能量將原油舉升到地面的方式稱為自噴。當(dāng)?shù)貙幽芰枯^低時(shí)，采用人工給井筒流體增加能量的方法將原油從井底舉升到地面的采油方式為人工舉升。常見的人工舉升有有桿泵采油和無桿泵采油。主要內(nèi)容

有桿泵采油采油裝置有桿泵抽油系統(tǒng)工況分析動(dòng)液面示功圖有桿泵采油有桿泵采油包括游梁式抽油機(jī)井有桿泵采油和地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油，它們都是用抽油桿將地面動(dòng)力傳遞給井下泵。前者是將抽油機(jī)懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過抽油桿傳遞給井下柱塞泵，后者是將井口驅(qū)動(dòng)頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過抽油桿傳遞給井下螺桿泵。目前油田有桿泵普遍采用游梁式抽油機(jī)井有桿泵采油。抽油裝置是指由抽油機(jī)、抽油桿和抽油泵所組成的抽油系統(tǒng)。抽油裝置

抽油機(jī)抽油桿抽油泵抽油機(jī)

抽油機(jī)是有桿深井泵采油的主要地面設(shè)備。有以下四大部分組成：動(dòng)力設(shè)備：1.剎車；2.電機(jī)；減速箱：3.減速箱皮帶；4減速箱；5.輸入軸；6.中間軸；7.輸出軸；

游梁-連桿-曲柄機(jī)構(gòu)：8.曲柄；9.連桿軸；11.曲柄平衡塊；12.連桿；13.橫梁軸；14.橫梁；15.橫梁平衡塊；16.游梁；17.游梁軸；18.驢頭；19.懸繩器；輔助裝置：10.支架；20.底座。抽油機(jī)工作時(shí)，動(dòng)力裝置將高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸，帶動(dòng)曲柄做低速旋轉(zhuǎn)，曲柄通過連桿經(jīng)橫梁帶動(dòng)游梁做上下擺動(dòng)，掛在驢頭上的懸繩器便帶動(dòng)抽油桿做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)完成抽汲過程。抽油泵抽油泵主要由：1.游動(dòng)凡爾（排出閥）；2.活塞；3.工作筒（外筒和襯套）；4.固定凡爾（吸入閥）組成。抽油泵相對(duì)于電潛泵的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；起下方便，維修簡(jiǎn)單；適用于低產(chǎn)液井；費(fèi)用低。抽油泵抽油桿帶動(dòng)活塞做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，形成上、下兩個(gè)沖程（a、b），見左圖。上沖程：柱塞上的游動(dòng)凡爾關(guān)閉，活塞上部的油被提出，工作筒下部的固定凡爾打開，井底的油進(jìn)入工作筒內(nèi)部。上沖程是排油過程下沖程：活塞下行，活塞底部上凡爾打開，油流進(jìn)入活塞上部；缸筒下凡爾關(guān)閉，進(jìn)入缸筒的油到達(dá)活塞上部。下沖程是進(jìn)油過程有桿泵抽油系統(tǒng)工況分析泵的工作好壞在地面難以直接觀察。例如，泵失效、管柱斷脫等，但是地面設(shè)備仍工作，難以判斷?？梢岳帽檬竟D判斷泵工作。通常情況下油井生產(chǎn)工況是通過液面和示功圖分析。動(dòng)液面測(cè)試儀測(cè)得環(huán)空液面深度，可以算出泵的沉沒度，判斷地層供液能力。地面示功圖示功圖是由載荷隨位移的變化關(guān)系曲線所構(gòu)成的封閉曲線圖。原理：根據(jù)泵上下沖程的負(fù)荷，測(cè)量游梁鋼絲繩（懸繩器）受力判斷。ABCDB’D’位移載荷理論示功圖：上沖程時(shí)，要將井下的抽油桿、活塞和油管柱內(nèi)的油提出，鋼絲繩受力大。下沖程是下放活塞和抽油桿，是進(jìn)油沖程，鋼絲繩受力小。存在抽油桿拉伸和還原，示功圖：加載AB-吸入BC-卸載CD-排出DA。C”ABCDB’D’位移載荷A”B”D”考慮慣性和振動(dòng)后的理論示功圖A”B”C”D”。典型示功圖位移ABCD載荷123有氣體影響的示功圖:上沖程由于上一沖程末殘余氣體膨脹，吸入凡爾打開滯后，加載變慢；下沖程開始時(shí)，活塞壓縮液體，由于工作筒內(nèi)溶解氣和游離氣影響，卸載過程緩慢。供液不足的示功圖：上沖程正常排液，活塞受力正常，但泵工作筒內(nèi)進(jìn)液不足；下沖程活塞碰到液面開始卸載。從1到3供液不足情況嚴(yán)重。產(chǎn)液量逐個(gè)降低。位移ABCD載荷B’D’典型示功圖位移ABCD載荷B’C’D’C”排出部分漏失的示功圖上沖程由于游動(dòng)凡爾、活塞與工作筒的間隙密封不嚴(yán)導(dǎo)致活塞上面液體漏失到工作筒，加載緩慢。隨著活塞運(yùn)動(dòng)加快直到上行速度大于漏失速度，載荷達(dá)到最大值。當(dāng)活塞上行到后半程時(shí)，活塞速度減慢，又出現(xiàn)漏失，使提前卸載。典型示功圖位移ABCD載荷A’A”D’B’下沖程開始，由于固定凡爾的漏失，同時(shí)使游動(dòng)凡爾不能及時(shí)打開導(dǎo)致卸載變緩。隨著活塞運(yùn)動(dòng)加快直到下行速度大于漏失速度，卸掉載荷。當(dāng)活塞上行到后半程時(shí)，活塞速度減慢，又出現(xiàn)漏失，使提前加載。吸入部分漏失的示功圖典型示功圖位移ABCD載荷位移ABCD載荷固定凡爾嚴(yán)重漏失。這種情況下沒有液體產(chǎn)出，示功圖顯示載荷較高，因?yàn)橛蝿?dòng)凡爾始終處于關(guān)閉狀態(tài)，無法卸載，載荷為抽油桿自重與活塞上面液柱重量。固定凡爾和游動(dòng)凡爾同時(shí)嚴(yán)重漏失。油井無液，負(fù)載變化不大，示功圖近似橢圓形。典型示功圖位移ABCD載荷位移ABCD載荷噴勢(shì)強(qiáng)、油稀帶噴井。噴勢(shì)弱、油稠帶噴井。對(duì)于有一定自噴能力的抽油井，抽汲作用實(shí)際上起到誘噴和助噴作用。在抽汲過程中，游動(dòng)凡爾和固定凡爾處于同時(shí)打開狀態(tài)，液柱載荷幾乎加不到懸點(diǎn)，懸點(diǎn)載荷低。典型示功圖位移ABCD載荷位移ABCD載荷活塞卡在泵筒中部。油井無液。上沖程載荷先是緩慢增加，到達(dá)卡死點(diǎn)后懸點(diǎn)載荷快速上升，下沖程先是恢復(fù)彈性變形，到達(dá)死點(diǎn)后抽油桿被壓縮而發(fā)生彎曲。在卡死點(diǎn)前后示功圖出現(xiàn)兩個(gè)斜率段。抽油桿斷脫。油井無液，示功圖顯示懸點(diǎn)載荷低，與帶噴井相似，但產(chǎn)量幾乎為零?，F(xiàn)場(chǎng)抽油機(jī)運(yùn)行速度上行快、下行慢。典型示功圖位移ABCD載荷位移ABCD載荷出砂井。地層砂在活塞與襯套之間發(fā)卡，顯示示功圖呈鋸齒狀。結(jié)蠟井。油管內(nèi)壁以及抽油桿壁結(jié)蠟產(chǎn)生阻力，上沖程表現(xiàn)為增加懸點(diǎn)載荷，下沖程表現(xiàn)為降低懸點(diǎn)載荷。典型示功圖位移ABCD載荷位移ABCD載荷防沖距過大、活塞脫出工作筒，上沖程中懸點(diǎn)突然卸載。示功圖顯示帶著“小尾巴”。防沖距過小、活塞碰固定凡爾。下沖程過程中，卸載加速。示功圖顯示有個(gè)“小耳環(huán)”。防沖距是驢頭運(yùn)行到下死點(diǎn)時(shí)活塞與固定凡爾的距離。由于泵的工作條件比較復(fù)雜，在解釋示功圖時(shí)必須全面了解油井情況（井下設(shè)備、管理措施、目前產(chǎn)量、氣量以及以往的生產(chǎn)運(yùn)行情況等），才能對(duì)泵的工作狀況和產(chǎn)生不正常的原因做出判斷。示功圖分析同時(shí)由于在抽汲過