有桿抽油系統(tǒng)第3章抽油泵

第3章抽油泵

ChinaUniversityofPetroleum有桿抽油系統(tǒng)當(dāng)前1頁(yè)，總共117頁(yè)。第3章抽油泵3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)3.3特殊用途的抽油泵3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備當(dāng)前2頁(yè)，總共117頁(yè)。3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)

有桿抽油泵屬于一種特殊形式的往復(fù)泵，動(dòng)力從地面經(jīng)抽油桿傳到井下，抽油泵的柱塞在抽油桿柱的帶動(dòng)下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將油井中的液體舉升到地面，其工作原理圖如圖所示。有桿抽油泵簡(jiǎn)稱有桿泵。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體壓能的設(shè)備一、抽油泵的工作原理

有桿抽油泵屬于一種特殊形式的往復(fù)泵，動(dòng)力從地面經(jīng)抽油桿傳到井下，抽油泵的柱塞在抽油桿柱的帶動(dòng)下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將油井中的液體舉升到地面，其工作原理圖如圖所示。有桿抽油泵簡(jiǎn)稱有桿泵。當(dāng)前3頁(yè)，總共117頁(yè)。3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)抽油泵主要由泵筒、柱塞、進(jìn)油閥（吸入閥或固定閥）、出油閥（排出閥或游動(dòng)閥）組成。當(dāng)前4頁(yè)，總共117頁(yè)。(一)泵的抽汲過程

抽油桿柱帶著柱塞向上運(yùn)動(dòng)，柱塞上的游動(dòng)閥受管內(nèi)液柱壓力而關(guān)閉。泵吸入的條件：

泵內(nèi)壓力(吸入壓力)低于沉沒壓力。A-上沖程1)上沖程泵內(nèi)壓力降低，固定閥在環(huán)形空間液柱壓力(沉沒壓力)與泵內(nèi)壓力之差的作用下被打開。

泵內(nèi)吸入液體、井口排出液體。3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)當(dāng)前5頁(yè)，總共117頁(yè)。B-下沖程2)下沖程柱塞下行，固定閥在重力作用下關(guān)閉。泵排出的條件：泵內(nèi)壓力(排出壓力)高于柱塞以上的液柱壓力。

柱塞上下抽汲一次為一個(gè)沖程，在一個(gè)沖程內(nèi)完成進(jìn)油與排油的過程。

光桿沖程：光桿從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)的距離。泵內(nèi)壓力增加，當(dāng)泵內(nèi)壓力大于柱塞以上液柱壓力時(shí)，游動(dòng)閥被頂開。

柱塞下部的液體通過游動(dòng)閥進(jìn)入柱塞上部，使泵排出液體。3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)當(dāng)前6頁(yè)，總共117頁(yè)。（二)泵的理論排量

泵的工作過程是由三個(gè)基本環(huán)節(jié)所組成，即柱塞在泵內(nèi)讓出容積、井內(nèi)液體進(jìn)泵和從泵內(nèi)排出井內(nèi)液體。

在理想情況下，活塞上、下一次進(jìn)入和排出的液體體積都等于柱塞讓出的體積：

每分鐘的排量為：

每日排量:泵的理論排量沖次：一分鐘的時(shí)間內(nèi)抽油泵吸入與排出的周期數(shù)。3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)當(dāng)前7頁(yè)，總共117頁(yè)。3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)（三）泵效計(jì)算泵效：在抽油井生產(chǎn)過程中，實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值。影響泵效的因素(3)漏失影響(1)抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮(2)氣體和充不滿的影響(4)體積系數(shù)的影響當(dāng)前8頁(yè)，總共117頁(yè)。3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)（四）提高泵效的措施(1)選擇合理的工作方式①選用長(zhǎng)沖程、低沖次，減小氣體影響，降低懸點(diǎn)載荷，特別是稠油井。②連噴帶抽井選用大沖數(shù)快速抽汲，以增強(qiáng)誘噴作用。③深井抽汲時(shí)，S和N的選擇一定要避開不利配合區(qū)。(2)確定合理沉沒度。(3)改善泵的結(jié)構(gòu)，提高泵的抗磨、抗腐蝕性能。(4)使用油管錨減少?zèng)_程損失。(5)合理利用氣體能量及減少氣體影響。當(dāng)前9頁(yè)，總共117頁(yè)。3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)二、抽油泵的工作特點(diǎn)抽油泵外徑受井眼尺寸的限制，只能是立式結(jié)構(gòu)。在沖次相同的條件下，要增加泵的排量，就須增大沖程長(zhǎng)度，加長(zhǎng)泵的尺寸。抽油泵在井下工作，有的需要裝在3000多米的深處，這樣，柱塞上下壓差很大，要維持柱塞與泵筒間的密封性和耐磨性，提高泵效和延長(zhǎng)使用壽命，就需要耐壓泵筒和較長(zhǎng)的柱塞。抽油泵的工作和使用周期，受抽油桿強(qiáng)度和剛度的影響，如抽油桿的變形和振動(dòng)，影響柱塞有效沖程長(zhǎng)度和泵的平穩(wěn)性。抽油泵在惡劣環(huán)境下連續(xù)工作。如油井含氣、含砂；介質(zhì)腐蝕、結(jié)垢；高壓、高粘度流體和較高的溫度等。當(dāng)前10頁(yè)，總共117頁(yè)。3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)由于抽油泵具有以上工作特點(diǎn)，抽油泵應(yīng)滿足如下要求：(1)要有足夠的強(qiáng)度和較好的密封性。(2)要求工作可靠，壽命長(zhǎng)。對(duì)閥、柱塞、泵筒等要具有較高的耐磨性和抗腐蝕性。(3)要有較高的泵效。(4)要求安裝、使用和修理方便。當(dāng)前11頁(yè)，總共117頁(yè)。第3章抽油泵3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)3.3特殊用途的抽油泵3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備當(dāng)前12頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)抽油泵的類型及基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)抽油泵的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)軟密封柱塞泵組合抽油泵當(dāng)前13頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)一、抽油泵的類型及基本參數(shù)1.有桿泵的分類:

有桿泵的分類方式有很多種，按照有桿泵的安裝固定及下入方式可將其分為管式泵和桿式泵。

按照用途分為常規(guī)抽油泵和專用抽油泵，常規(guī)抽油泵又稱標(biāo)準(zhǔn)抽油泵，是按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的；專用泵是具有專門用途的抽油泵，其結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)抽油泵不同，又稱之為特種泵，如抽稠泵、防砂泵等。按有無襯套，分為整筒泵和組合泵（襯套泵）。組合泵的外筒內(nèi)裝有許多節(jié)襯套組成泵筒與柱塞配套，而整筒泵沒有襯套。整筒泵取代組合泵是有桿泵的巨大進(jìn)步。當(dāng)前14頁(yè)，總共117頁(yè)。分類按照抽油泵在油管上的固定方式可分為：管式泵和桿式泵。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前15頁(yè)，總共117頁(yè)。特點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低；泵徑大，排量大；檢泵時(shí)需起出油管，修井工作量大。

應(yīng)用范圍：下泵深度不大、產(chǎn)量較高的井。

（1）管式泵：是把外筒和襯套在地面組裝好后，接在油管下部先下入井內(nèi)，然后投入固定閥，最后把活塞接在抽油桿柱下端下入泵筒內(nèi)。

3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前16頁(yè)，總共117頁(yè)。（2）桿式泵：是整個(gè)泵在地面組裝好后接在抽油桿柱的下端，整體通過油管下入井內(nèi)，由預(yù)先安裝在油管預(yù)定位置上的卡簧固定在油管上。

特點(diǎn)：

檢泵不需起出油管，檢泵方便；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；排量小。

適用范圍：下泵深度較大，但產(chǎn)量較低的井

3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前17頁(yè)，總共117頁(yè)。2.有桿泵的基本參數(shù)當(dāng)前18頁(yè)，總共117頁(yè)。抽油泵型號(hào)表示方法當(dāng)前19頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)二、標(biāo)準(zhǔn)抽油泵的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1．管式抽油泵的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（1）管式抽油泵的結(jié)構(gòu)管式抽油泵的泵筒是按設(shè)計(jì)的泵掛深度由油管接箍直接連接在油管的下端，而柱塞則隨抽油桿下入泵筒內(nèi)。管式抽油泵從結(jié)構(gòu)上又可分為可打撈式管式泵和不可打撈式管式泵。

可打撈式管式抽油泵由泵筒總成、柱塞總成、固定閥總成、固定閥固定裝置及固定閥打撈裝置組成，如下圖所示。當(dāng)前20頁(yè)，總共117頁(yè)。1-油管接箍；2-加長(zhǎng)短節(jié)；3-往塞上部出油閥罩；4-泵筒接箍；5-上出油閥球；6-閥座；7-柱塞；8-泵筒；9-柱塞下部出油閥罩；10-下出油閥球；11-閥座；12-打撈體；13-導(dǎo)向套；14-彈簧；15-銷子；l6-絲錐式打撈頭；17-泵筒接箍；18-加長(zhǎng)短節(jié)；19-固定閥罩；20-固定閥球；21-固定閥座；22-油管接箍；23-接頭；24-密封支撐環(huán)；25-彈性芯軸；26-支撐套?？纱驌剖焦苁匠橛捅卯?dāng)前21頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)泵筒總成包括泵筒8、泵筒接箍4、17，加長(zhǎng)短節(jié)2、18、油管接箍1、22。柱塞總成由柱塞上部出油閥罩3，上下出油閥球5、10與閥座6、11，柱塞7，柱塞下部出油閥罩9組成。固定閥總成由固定閥罩19、固定閥球20、固定閥座21及接頭23組成，由鎖緊裝置將其固定。固定閥鎖緊裝置由密封支承環(huán)24、彈性芯軸25、支承套26組成。固定閥打撈裝置由打撈體12、導(dǎo)向套13、彈簧14、銷子15、絲錐式打撈頭16組成。當(dāng)前22頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)

泵筒是管式泵最主要的零件，其兩端帶有螺紋，內(nèi)表面經(jīng)熱處理，具有良好的耐磨、耐腐蝕性能，并能保證與柱塞的高精度配合；泵筒接箍一端與泵筒連接并以額定的上扣扭矩來保證其內(nèi)孔端面與泵筒端面的密封，另一端由管螺紋與加長(zhǎng)短節(jié)連接并密封。泵筒總成當(dāng)前23頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)

加長(zhǎng)短節(jié)上下各一件，分別連接在兩端的泵筒接箍上，其內(nèi)孔尺寸比泵筒內(nèi)徑略大一點(diǎn)，以保證柱塞在沖程的上、下死點(diǎn)能越出泵筒一定長(zhǎng)度，在泵筒全長(zhǎng)范圍內(nèi)均勻地磨損，這樣在修泵時(shí)配換合適的加大尺寸的新柱塞就比較容易。同時(shí)讓柱塞沖出泵筒還可把泵筒中的積砂帶出泵筒外，起到保護(hù)泵筒工作面的作用。一般在計(jì)算防沖距時(shí)，應(yīng)將下加長(zhǎng)短節(jié)的長(zhǎng)度作為泵筒長(zhǎng)度來計(jì)算。油管接箍直接連接在井下油管下端，起到把管式抽油泵固定在油管上的作用。當(dāng)前24頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)

柱塞總成由柱塞上部出油閥罩，上下出油閥球與閥座，柱塞，柱塞下部出油閥罩組成。按柱塞兩端的螺紋形式分為外螺紋柱塞和內(nèi)螺紋柱塞。按表面強(qiáng)化工藝分為鍍鉻柱塞和噴焊柱塞。噴焊柱塞與鍍鉻柱塞相比具有表面孔隙率低，耐腐蝕性能好，更耐磨損，與各種內(nèi)壁硬化和電鍍的泵筒均能匹配使用等優(yōu)點(diǎn)。柱塞總成當(dāng)前25頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)

柱塞直徑按與泵筒需要的配合間隙制成若干個(gè)尺寸等級(jí)以滿足用戶需要。由于結(jié)構(gòu)的需要和尺寸的限制，它是抽油泵上強(qiáng)度最為薄弱的零件，故在選材和熱處理方面需要注意。柱塞下部出油閥罩上與柱塞相連，內(nèi)裝下出油閥球與閥座。出油時(shí)此處的局部壓力損失較大，所以應(yīng)將其流道設(shè)計(jì)成流線型，而閥球啟閉時(shí)液壓沖擊很大，應(yīng)適當(dāng)提高它的強(qiáng)度與硬度。閥球與閥座是抽油泵的主要零件，其密封性要求高，工況又十分惡劣，所以閥球與閥座的密封面要進(jìn)行精密的研磨，還要注意它的選材和熱處理工藝。

當(dāng)前26頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)

固定閥總成由固定閥罩、固定閥球、固定閥座及接頭組成。固定閥罩上有一螺孔供打撈固定閥使用。固定閥鎖緊裝置由密封支承環(huán)、彈性芯軸、支承套組成。彈性芯軸上端與固定閥總成的接頭用螺紋連接，并將密封支承環(huán)壓緊。彈性芯軸下端有彈性開口，安裝時(shí)，在通過支承套內(nèi)孔時(shí)，其彈性開口向內(nèi)收縮，當(dāng)密封支承環(huán)支承在支承套的錐形密封面上時(shí)，彈性開口外徑處的上圓錐面正好向上緊靠在支承套內(nèi)孔的下圓錐面上，從而使固定閥總成不會(huì)上下竄動(dòng)。當(dāng)?shù)孛鎰?dòng)力通過固定閥打撈裝置提升固定閥總成時(shí)，芯軸的彈性開口向內(nèi)收縮，隨固定閥總成一起被打撈。固定閥總成當(dāng)前27頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)

密封支承環(huán)封住泵筒內(nèi)的井液，使其不回流。支承套下端為油管螺紋，可連接氣錨、砂錨、尾管等井下器具。固定閥打撈裝置由打撈體、導(dǎo)向套、彈簧、銷子、絲錐式打撈頭組成。打撈體用螺紋分別與柱塞下部出油閥座和導(dǎo)套相連。導(dǎo)套內(nèi)孔裝銷子、彈簧和絲錐式打撈頭。打撈頭的螺紋段上設(shè)計(jì)有類似絲錐的導(dǎo)向錐、刃口和容屑槽，以便打撈時(shí)對(duì)正固定閥罩上的螺孔，在旋進(jìn)時(shí)易將螺孔中的積垢切出，使打撈成功。彈簧在打撈時(shí)起緩沖作用，一般用不銹鋼絲制造。銷子可防止打撈頭旋轉(zhuǎn)。當(dāng)前28頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)

使用可打撈式管式泵，可在不起下油管情況下將固定閥打撈進(jìn)行檢修及下入泵內(nèi)，操作方便。但由于打撈裝置裝在柱塞下端，增加了泵的余隙容積，因此在氣油比大的油井內(nèi)不宜采用。另外，由于將固定閥部分設(shè)計(jì)成可打撈式結(jié)構(gòu)后，其油流道變小，因此也不宜在含砂和稠油井中使用。

當(dāng)前29頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)采用下圖所示的不可打撈式管式抽油泵。由于不可打撈式管式泵沒有固定閥打撈裝置，可用于氣油比較大的油井及含砂和稠油井。另外，由于可打撈式管式泵在打撈固定閥裝置時(shí)成功率較低，最后不得不進(jìn)行起下泵作業(yè)，所以，目前國(guó)內(nèi)通常使用不可打撈式管式泵。

當(dāng)前30頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)1—油管接箍；2—加長(zhǎng)短節(jié)；3—往塞上部出油閥罩；4—泵筒接箍；5—上出油閥球；6—閥座：7—柱塞；8—泵筒；9—柱塞下部出油閥罩；10—下出油閥球；11—閥座；12—閥座接頭；13—泵筒接箍；14—加長(zhǎng)短節(jié)；15—固定閥罩；l6—固定閥球；17—固定閥座；18—進(jìn)油接頭。

不可打撈式管式抽油泵當(dāng)前31頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)（2）管式抽油泵的特點(diǎn)管式抽油泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；泵筒壁厚較厚，承載能力大；相同尺寸的油管中，可安裝的管式泵泵徑比桿式泵大，所以排液量也較大；對(duì)于產(chǎn)液量更大的油井，還可通過脫接器安裝泵徑大于油管內(nèi)徑的管式抽油泵以滿足高產(chǎn)液量的要求。

由于管式抽油泵具有以上優(yōu)點(diǎn)，所以在我國(guó)的各大油田得到了廣泛應(yīng)用。但管式泵在起下泵作業(yè)時(shí)，需要將油管同時(shí)起下，所以作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，修井作業(yè)費(fèi)用高，因此管式抽油泵多在淺井或中深井中使用。當(dāng)前32頁(yè)，總共117頁(yè)。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)2．桿式抽油泵的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)桿式泵在下泵時(shí)是將整個(gè)泵隨抽油桿柱下入油管內(nèi)的預(yù)定位置并固定，所以又稱之為“插入式泵”。按固定裝置在泵上的位置和在抽油時(shí)泵筒上下移動(dòng)還是柱塞移動(dòng)，可將桿式泵分成定筒式頂部固定桿式泵圖1；定筒式底部固定桿式泵圖2；動(dòng)筒式底部固定桿式泵圖3。當(dāng)前33頁(yè)，總共117頁(yè)。1—閥桿異徑接頭；2—閥桿；3—導(dǎo)向套；4—密封支承環(huán)；5—芯軸；6—彈性套；7—接頭；8—上加長(zhǎng)接箍；9—柱塞上部出油閥罩；10—閥座；11—泵筒；12—柱塞；13—柱塞下部出油閥罩；14—閥球；15—閥座；16—壓帽；17—下加長(zhǎng)接箍；18—進(jìn)油閥罩；19—閥球；20—閥座；21—閥座接頭；22—上接頭；23—支承密封環(huán)；24—下接頭。圖1定筒式頂部固定桿式抽油泵3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前34頁(yè)，總共117頁(yè)。（1）定筒式頂部固定桿式泵柱塞經(jīng)閥桿與抽油桿柱連接，并作上下運(yùn)動(dòng)，由泵頂部的固定支承裝置將泵筒固定在油管內(nèi)的預(yù)定位置上。定筒式頂部固定桿式泵由泵筒總成、柱塞總成、閥桿總成、固定閥總成、泵固定裝置和泵支承裝置組成。泵筒總成包括泵筒、上加長(zhǎng)接箍、下加長(zhǎng)接箍。泵筒是桿式泵最主要的零件之一，具有與管式泵泵筒相同的性能和相似的結(jié)構(gòu)，只是管壁比管式泵稍薄一些；上下加長(zhǎng)接箍分別連接在泵筒的兩端，與管式泵加長(zhǎng)接箍的作用相同。

3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前35頁(yè)，總共117頁(yè)。

柱塞總成由柱塞上部出油閥罩、閥座、柱塞、柱塞下部出油閥罩、閥球、同座、壓帽組成。柱塞是桿式泵主要零件，與管式泵柱塞具有相同的性能和相似的結(jié)構(gòu)；柱塞上部出油閥罩上端有帶錐形的變形管線管螺紋，與閥桿連接可靠，不易脫落。下端用螺紋與柱塞連接。將閥座緊壓在中間，沒有閥球，所以它只起出油作用；柱塞下部出油閥罩、閥球、閥座、壓帽等零件與管式抽油泵的這些零件具有相同的性能。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前36頁(yè)，總共117頁(yè)。

頂部固定方式是桿式泵最常采用的。具有下列優(yōu)點(diǎn)：使用可靠、在柱塞運(yùn)動(dòng)時(shí)可將鎖緊裝置四周的砂子沖掉，防止砂卡，使起泵作業(yè)容易；泵筒可繞頂部鎖緊裝置這個(gè)支點(diǎn)擺動(dòng)，所以在斜井中使用時(shí)，泵筒和油管都不會(huì)損壞；在固定位置深度相同的情況下，泵的沉沒度比底部固定的桿式抽油泵更大，所以更適合在低產(chǎn)井和低液面井中使用。由于頂部固定的原因，將導(dǎo)致以下缺點(diǎn)：泵筒受交變的內(nèi)壓和液柱產(chǎn)生的向下的拉伸載荷作用，受力狀況比較惡劣；柱塞上行程時(shí)，泵筒內(nèi)部壓力高于外部壓力，泵筒內(nèi)孔增大，漏失量有所增加。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前37頁(yè)，總共117頁(yè)。1-閥桿異徑接頭；2-閥桿；3-導(dǎo)向套；4-接頭；5-上部加長(zhǎng)接箍；6-柱塞上部出油閥罩；7-泵筒；8-柱塞；9-柱塞下部出油閥罩；10-閥球；11-閥座；12-閥座壓帽；13-下加長(zhǎng)接箍；14-泵筒進(jìn)油閥罩；15-閥球；16-閥座；17-接頭；18-密封支撐環(huán)；19-彈性芯軸；20-支撐套。

圖2定筒式底部固定桿式抽油泵3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前38頁(yè)，總共117頁(yè)。（2）定筒式底部固定桿式泵柱塞與抽油桿柱連接，并作上下運(yùn)動(dòng)。由泵的底部鎖緊裝置將泵筒固定在油管內(nèi)的預(yù)定位置上。定筒式底部固定桿式泵與定筒式頂部固定桿式泵的本體結(jié)構(gòu)基本相同。主要區(qū)別在于泵的固定裝置安裝在泵的底部，具體結(jié)構(gòu)也不相同。泵固定裝置由彈性芯軸、密封支承環(huán)、和接頭組成。彈性芯軸由中碳優(yōu)質(zhì)合金鋼制造，為提高其彈性和強(qiáng)度須經(jīng)調(diào)質(zhì)處理；密封支承環(huán)安裝在彈性芯軸上，并由接頭壓緊。泵固定裝置的工作原理與可打撈式管式抽油泵固定閥鎖緊裝置完全相同。

3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前39頁(yè)，總共117頁(yè)。

底部固定桿式泵應(yīng)用也較廣。它具有泵筒不會(huì)因液柱作用而伸長(zhǎng)、只受外壓，間隙不會(huì)增大的特點(diǎn)，所以適合在深井中使用；泵筒可繞底部鎖緊裝置這個(gè)支點(diǎn)擺動(dòng)，在斜井中也可使用。但在固定支承套和底部鎖緊裝置的環(huán)形空間處極易沉積砂粒，使起泵作業(yè)困難，不宜在含砂井中使用；底部固定，工作時(shí)泵筒擺動(dòng)大，加劇了閥桿、導(dǎo)向套的磨損，故不宜用作長(zhǎng)沖程泵。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前40頁(yè)，總共117頁(yè)。1—泵筒出油閥罩；2—閥球；3—閥座；4—接頭；5—柱塞進(jìn)油閥罩；6—閥球；7—閥座；8—柱塞；9—泵筒；10—上拉管接箍；11—堵頭；12—拉管；13—下拉管接箍；14—接頭；15—密封支承環(huán)；16—彈性芯軸；17—支承環(huán)。圖3動(dòng)筒式底部固定桿式泵3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前41頁(yè)，總共117頁(yè)。（3）動(dòng)筒式底部固定桿式泵

泵筒與抽油桿柱連接，并作上下運(yùn)動(dòng)。柱塞通過拉管及底部鎖緊裝置固定在油管內(nèi)予定位置上的支承套上。動(dòng)筒式底部固定桿式泵的泵筒、柱塞、泵固定裝置和泵支承裝置與定筒式底部固定桿式泵通用。唯泵筒出油閥總成、柱塞出油閥總成和拉管總成結(jié)構(gòu)不同。泵筒出油閥總成，安裝在泵筒上端。柱塞出油閥總成裝在柱塞上端，內(nèi)裝有球閥，這與定筒桿式抽油泵不同。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前42頁(yè)，總共117頁(yè)。

動(dòng)筒式底部固定桿式抽油泵，主要用在含砂較多的油井中。這是因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)泵筒上下運(yùn)動(dòng)，不停的攪動(dòng)井液，砂粒不易沉積在鎖緊裝置上產(chǎn)生卡泵；在周期開采抽油井停抽時(shí)，頂部閥球封閉閥座，油管中的砂粒不會(huì)沉積在泵內(nèi)產(chǎn)生卡泵；固定閥和出油閥都為開式閥罩，流體的局部阻力小，有利于含砂較多的井液排出。但這種泵拉桿穩(wěn)定性差，不宜作長(zhǎng)沖程泵和在稠油井中使用。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前43頁(yè)，總共117頁(yè)。(4)桿式泵的特點(diǎn)桿式泵與管式泵相比具有起下泵時(shí)不起下油管的特點(diǎn)，適合在深井中使用。桿式泵形式多樣，選擇的余地大。由于桿式泵整體從油管內(nèi)下入，泵徑受到油管尺寸的限制，所以相同尺寸的油管可以下入的桿式泵泵徑要比管式泵泵徑小，因而其排量也受到了限制。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前44頁(yè)，總共117頁(yè)。三、軟密封柱塞泵

按柱塞是金屬柱塞或軟密封柱塞，還可將抽油泵分為硬密封柱塞泵和軟密封柱塞泵。軟密封柱塞泵除柱塞結(jié)構(gòu)與金屬柱塞不同外，其余結(jié)構(gòu)基本與硬密封柱塞泵相同。由于軟密封柱塞的密封件具有在壓力作用下尺寸擴(kuò)大較多和材質(zhì)較軟的特點(diǎn)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外軟密封柱塞的流行型式，可將軟密封柱塞分成四種基本結(jié)構(gòu)，即皮碗式柱塞、環(huán)式柱塞、碗式和環(huán)式組合柱塞及組合填料柱塞。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前45頁(yè)，總共117頁(yè)。1．碗式柱塞組成碗式柱塞由皮碗（高強(qiáng)度耐油橡膠或尼龍等制成）、精密加工的碗形環(huán)和端環(huán)（不銹鋼或黃銅制成）、兩端的青銅磨損環(huán)、優(yōu)質(zhì)中碳鋼制造的心軸和鎖緊螺帽及兩個(gè)變徑接頭組成。密封原理靠壓差使皮碗在上沖程時(shí)脹大而形成有效密封。適用條件可在含砂量很少，井底溫度低于82℃的油、水井中使用，一般泵掛深度不超過1500m。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前46頁(yè)，總共117頁(yè)。2．環(huán)形柱塞組成環(huán)形柱塞由密封環(huán)（材質(zhì)同皮碗）、隔離環(huán)（材質(zhì)同碗形環(huán)）、兩端的青銅磨損環(huán)、優(yōu)質(zhì)中碳鋼制造的心軸和鎖緊螺母及兩個(gè)變徑接頭組成。配有隔離環(huán)的三個(gè)密封環(huán)相當(dāng)于一個(gè)皮碗和碗形環(huán)。密封原理與碗式柱塞同適用范圍與碗式柱塞同3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前47頁(yè)，總共117頁(yè)。3．碗式和環(huán)式組合柱塞

組成皮碗式和環(huán)式組合柱塞由皮碗、碗形環(huán)、密封環(huán)、隔離環(huán)等組成。

適用范圍對(duì)于含砂較多的油井比較適用；尤其在壓裂出砂后，使用這種柱塞進(jìn)行排液清理油層，把砂從泵筒中抽汲出來是非常有效的。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前48頁(yè)，總共117頁(yè)。4．填料式柱塞組成填料式柱塞由一種柔性盤根圈（高強(qiáng)度耐油橡膠制成）和皮碗等零件組成。

密封原理皮碗是活動(dòng)的，油管中的液柱壓力作用在密封皮碗上，壓縮盤根漲大，使其緊靠泵筒內(nèi)壁形成了密封。適用范圍與環(huán)式柱塞基本相同3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前49頁(yè)，總共117頁(yè)。四、組合抽油泵組合管式抽油泵

組成抽油泵泵筒是由數(shù)十節(jié)短襯套裝在一根外管內(nèi)，依靠?jī)啥送夤芙庸康膲毫⑺鼈兘M合成一根泵筒。特點(diǎn)泵效高、沖程長(zhǎng)、型式多、規(guī)格全、重量輕、裝卸方便、在長(zhǎng)途運(yùn)輸中不會(huì)發(fā)生“錯(cuò)缸”。3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)當(dāng)前50頁(yè)，總共117頁(yè)。第3章抽油泵3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)3.3特殊用途的抽油泵3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備當(dāng)前51頁(yè)，總共117頁(yè)。3.3特殊用途的抽油泵

為滿足抽油井復(fù)雜開采條件(如稠油、高含砂、氣油比大、斜井等)對(duì)抽油泵的專門要求，近幾年，國(guó)內(nèi)外研制出一些具有特殊用途的抽油泵。當(dāng)前52頁(yè)，總共117頁(yè)。抽稠油的抽油泵流線型抽油泵

液力反饋抽稠油泵雙向進(jìn)油抽稠油泵環(huán)流抽稠油泵適合含砂油井的抽油泵三管抽油泵防砂卡抽油泵出砂井用抽油泵適合氣油比大的油井使用的抽油泵兩級(jí)壓縮抽油泵機(jī)械啟閉閥抽油泵3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前53頁(yè)，總共117頁(yè)。

稠油的粘度很高，阻力很大，用常規(guī)抽油泵開采時(shí)，柱塞下行困難，導(dǎo)致桿柱下部彎曲，斷脫頻繁。為此設(shè)計(jì)了以下幾種專門開采稠油的抽油泵。

一、抽稠油的抽油泵3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前54頁(yè)，總共117頁(yè)。圖3-8流線型管式抽油泵1-泵筒接箍；2-泵筒；3-泵筒接箍；4-進(jìn)油閥罩；5-進(jìn)油閥球；6-閥座；7-壓帽；8-中間接頭；9-雙聯(lián)接頭；10-濾砂管；11-油管接箍；12-堵頭；13-抽油桿；14-異徑接頭；15-柱塞上出油閥罩；16-閥球；17-出油閥罩；18-上部接頭；19-柱塞。

1．流線型抽油泵當(dāng)前55頁(yè)，總共117頁(yè)。只在柱塞總成的上出油閥罩內(nèi)安裝出油閥球與座，其閥球直徑比同規(guī)格抽油泵的要小一個(gè)等級(jí)，這樣就擴(kuò)大了油流通過閥罩的流道面積，減少了油流阻力；閥座的內(nèi)孔做成圓錐形，減小對(duì)油流的阻力；采用母螺紋柱塞，流道面積比公螺紋柱塞面積大。將柱塞下端的孔口做成圓錐形，減少對(duì)油流阻力，有助于柱塞下行；采用流線型大通道固定閥，與可打撈式的固定閥相比，提高了流通能力，減少了局部阻力；這種泵的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是擴(kuò)大或改變流道形狀，減少對(duì)稠油的沿程和局部阻力。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1．流線型抽油泵3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前56頁(yè)，總共117頁(yè)。1-抽油桿；2-泵筒接箍；3-上柱塞；4-出油閥；5-進(jìn)油閥；6-上泵筒；7-中心管；8-中間接箍；9-下柱塞；10-下泵筒；11-下部接頭。管式液力反饋抽稠油泵2．液力反饋抽稠油泵當(dāng)前57頁(yè)，總共117頁(yè)。2．液力反饋抽稠油泵

由兩臺(tái)不同泵徑的抽油泵串聯(lián)而成，中心管將上下柱塞連為一體。這種泵的進(jìn)、出油閥均裝在柱塞上。當(dāng)驢頭作下沖程時(shí)，柱塞下行，上柱塞與上泵筒的環(huán)形腔A體積減小，壓力增大。A腔的原油通過孔b將進(jìn)油閥關(guān)閉，出油閥打開，并將油排到油管中。此時(shí)由于進(jìn)油閥關(guān)閉，油管內(nèi)液柱的壓力通過進(jìn)油閥施加在柱塞上(即液力反饋力)強(qiáng)迫柱塞克服稠油的阻力下行。驢頭作上沖程時(shí)，柱塞上行，A腔增大，壓力減小，進(jìn)油閥打開，出油閥被油管內(nèi)液柱壓力關(guān)閉。井下原油經(jīng)孔b、流入A腔。結(jié)構(gòu)原理：3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前58頁(yè)，總共117頁(yè)。設(shè)計(jì)特點(diǎn)采用大小柱塞形成A腔和只在大小柱塞上裝進(jìn)出油閥，以達(dá)到在下沖程時(shí)進(jìn)油閥關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)液力反饋的目的。從結(jié)構(gòu)可知，這種泵泵筒上沒有閥，因此井下可不裝泄油器。適用范圍可在原油粘度小于4000mPa·s的稠油井中正常工作?？刹粍?dòng)泵筒、油管進(jìn)行井下測(cè)試和對(duì)稠油層注入熱采蒸汽。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前59頁(yè)，總共117頁(yè)。3．雙向進(jìn)油抽稠油泵1-泵筒接箍；2-泵筒；3-上出油閥；4-下出油閥；5-超長(zhǎng)柱塞；6-進(jìn)油閥

圖2管式雙向進(jìn)油抽稠泵當(dāng)前60頁(yè)，總共117頁(yè)。3．雙向進(jìn)油抽稠油泵結(jié)構(gòu)原理：在泵筒中部開有進(jìn)油孔，柱塞為整體超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，柱塞上行時(shí)，A腔壓力降低，進(jìn)油閥打開，出油閥在油管內(nèi)液柱壓力作用下關(guān)閉，當(dāng)長(zhǎng)柱塞上行程超過泵筒中部開有的進(jìn)油孔b時(shí)，進(jìn)油閥關(guān)閥，套管中的油液在沉沒壓力作用下，從泵筒中部進(jìn)油孔進(jìn)入泵筒，一方面對(duì)泵筒進(jìn)油孔下部泵筒沒充滿的空間進(jìn)行補(bǔ)充，另一方面將泵筒進(jìn)油孔下部泵筒空間的氣體排出。柱塞下行時(shí)，只要柱塞表面將泵筒進(jìn)油孔密封，柱塞出油閥即打開，泵筒進(jìn)油孔下部的油液從柱塞內(nèi)孔排至油管。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前61頁(yè)，總共117頁(yè)。雙向進(jìn)油抽稠油泵的特點(diǎn)對(duì)稠油井、含氣井使用雙向泵雖然損失一部分有效沖程，但與常規(guī)泵相比泵效還是得到大幅度提高，其原因是泵筒中部開進(jìn)油孔，改善了進(jìn)油狀況，提高了泵筒開孔下部的泵筒內(nèi)腔的充滿程度。該泵采用在泵筒上開孔，完成二次進(jìn)油及排氣功能外，還可不動(dòng)油管柱對(duì)稠油井進(jìn)行蒸汽吞吐，只要把超長(zhǎng)柱塞提到油管中即可對(duì)稠油層實(shí)施蒸汽吞吐工藝，因?yàn)橛凸芎吞坠芡ㄟ^泵筒上的二次進(jìn)油孔相互連通。從結(jié)構(gòu)可知，由于泵筒上開有二次進(jìn)油孔，因此井下可不裝泄油器，降低油井修井費(fèi)用。

3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前62頁(yè)，總共117頁(yè)。1-上柱塞；2-出油閥；3-上泵筒；4-環(huán)流閥；5-環(huán)形閥罩；6-下泵筒；7-長(zhǎng)柱塞

管式環(huán)流抽稠油泵4．環(huán)流抽稠油泵當(dāng)前63頁(yè)，總共117頁(yè)。結(jié)構(gòu)原理：與液力反饋泵相似，也是由兩臺(tái)不同泵徑的抽油泵串聯(lián)而成，由連接桿將上柱塞和下實(shí)體加重柱塞連為一體。該泵的環(huán)流閥裝在上泵筒下部環(huán)形閥罩中，當(dāng)下沖程時(shí)，柱塞下行，上柱塞與上泵筒的環(huán)形腔A體積減小，壓力增大，環(huán)形閥罩的環(huán)流閥關(guān)閉，上柱塞出油閥打開，A腔的原油通過上柱塞出油閥，再通過上柱塞內(nèi)孔排至油管中，油管內(nèi)的液柱壓力(即反饋力)施加在下實(shí)體加重柱塞上，強(qiáng)迫柱塞克服稠油的阻力下行。柱塞上行時(shí)，A腔增大，壓力減小。環(huán)形閥罩里的環(huán)流閥打開，井下原油進(jìn)入A腔，出油閥在油管內(nèi)液柱壓力作用下關(guān)閉。4．環(huán)流抽稠油泵3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前64頁(yè)，總共117頁(yè)。環(huán)流抽稠油泵的特點(diǎn)在液力反饋泵的基礎(chǔ)上增加了環(huán)流閥總成，增大了流道面積，縮短了井下原油進(jìn)入A腔的路程，減少了液流阻力，既保留了液力反饋泵的優(yōu)點(diǎn)，又提高了泵的充滿系數(shù)，更宜于抽吸稠油。由于該泵增加了環(huán)流閥總成，使得泵的外形尺寸增大，只能適用于7英寸或7英寸以上套管的稠油井。這種環(huán)流抽稠泵?？稍谠驼扯刃∮?000mPa·s的稠油井中正常工作。從結(jié)構(gòu)可知，井下可不裝泄油器，還能不動(dòng)油管柱，只要將柱塞總成提出，就能進(jìn)行井下測(cè)試和對(duì)稠油層實(shí)施蒸汽吞吐工藝。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前65頁(yè)，總共117頁(yè)。

二、適合含砂油井的抽油泵原油含砂較多，不僅使泵筒、柱塞、泵閥磨損加劇，壽命縮短，而且還常發(fā)生抽油泵砂卡，砂埋抽油桿，使檢泵作業(yè)量和抽油泵報(bào)廢量增加，嚴(yán)重影響原油生產(chǎn)。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前66頁(yè)，總共117頁(yè)。1-上出油閥；2-油管；3-外筒；4-內(nèi)筒；5-下出油閥；6-定筒；7-進(jìn)油閥；8-固定裝置圖4三管抽油泵1．三管抽油泵當(dāng)前67頁(yè)，總共117頁(yè)。結(jié)構(gòu)原理：這種泵屬底部固定桿式抽油泵。它由三個(gè)不同直徑的泵筒嵌套而成。中間的泵筒稱為定筒，其內(nèi)孔及外徑都經(jīng)過表面硬化處理和精密加工，定筒固定在油管中。外面的泵筒稱為外筒，類似于動(dòng)筒式桿式泵的泵筒，中間的泵筒稱為內(nèi)筒，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)于柱塞，上、下裝有出油閥。外筒和內(nèi)筒通過上部出油閥連成一體。上部出油閥與抽油桿柱連接，隨抽油桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

1．三管抽油泵3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前68頁(yè)，總共117頁(yè)。三管抽油泵的特點(diǎn)由于三個(gè)泵筒間的間隙比標(biāo)準(zhǔn)泵大得多，所以在含砂較多的原油進(jìn)入三個(gè)泵筒間的密封面時(shí)仍能正常工作，不會(huì)形成卡泵。由于三個(gè)泵筒是層層套裝的，故形成了一個(gè)較長(zhǎng)的曲折密封區(qū)，雖然三個(gè)泵筒間的間隙較大，但仍然能保持一定的密封性。這種泵適宜用于含砂嚴(yán)重的油井，對(duì)于新投產(chǎn)井和加砂壓裂后初次抽油的井尤為適用。為保持一定的泵效，三管泵的沖次一般比常規(guī)泵要高。隨泵掛的加深，三個(gè)泵筒也應(yīng)相應(yīng)加長(zhǎng)，以增加密封長(zhǎng)度。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前69頁(yè)，總共117頁(yè)。l-特殊連桿；2-滑閥；3-泵筒總成；4-外套；5-柱塞總成；6-雙通接頭；7-沉砂管總成圖5防砂卡泵工作原理圖2．防砂卡抽油泵當(dāng)前70頁(yè)，總共117頁(yè)。工作原理：在正常抽汲過程中，排出到泵上部的井液把大部分較小顆粒的砂粒帶到地面，而較大顆粒砂粒，在下沉過程中，被滑閥遮擋，不能落回泵筒，它們通過外套與泵筒之間的環(huán)形通道沉到泵下面的沉砂管內(nèi)。若因故停抽，滑閥使泵筒上端關(guān)閉，泵上方油管內(nèi)井液中的砂粒，也通過環(huán)形通道下沉到沉砂管內(nèi)。所以這種抽油泵能在抽汲和停抽時(shí)有效地防止砂卡和砂埋抽油泵。特點(diǎn)：抽汲能力強(qiáng)，在井液含砂達(dá)0.18％~3.2％，周期開采井含砂達(dá)9.63％的油井中工作正常。2．防砂卡抽油泵3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前71頁(yè)，總共117頁(yè)。出砂井用抽油泵1-上出油閥；2-連接管；3-柱塞；4-襯套；5-外管；6-打撈套；7-進(jìn)油閥罩8-進(jìn)油閥3.出砂井用抽油泵3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前72頁(yè)，總共117頁(yè)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為了防止出砂嚴(yán)重的油井，在抽汲過程中經(jīng)常出現(xiàn)的砂堵泵閥的故障發(fā)生，將進(jìn)、出油閥的流道面積擴(kuò)大至常規(guī)泵流道面積的一倍。通過連接管，將擴(kuò)大了流道面積的上出油閥罩伸出泵筒，使柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上出油閥罩始終位于泵筒之上。取消柱塞上的下出油閥。將擴(kuò)大了流道面積的可打撈式進(jìn)油閥罩置于專門空腔內(nèi)，并相應(yīng)改進(jìn)了其固定方式。適用范圍在出砂嚴(yán)重的油井中工作是成功的，但在氣油比較大的油井中不宜使用。3.出砂井用抽油泵3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前73頁(yè)，總共117頁(yè)。三、適合高氣油比油井使用的抽油泵氣油比大的油井，泵效低，往往出現(xiàn)“氣鎖”，使泵無法正常工作。常發(fā)生“液面沖擊”，加速了桿柱等井下設(shè)備的損壞。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前74頁(yè)，總共117頁(yè)。兩級(jí)壓縮抽油泵1-上柱塞；2-上泵筒；3-上出油閥；4-上工作腔5-中出油閥；6-下柱塞；7-下泵筒；8-下出油閥9-下工作腔；10-進(jìn)油閥；11-底部固定裝置1．兩級(jí)壓縮抽油泵3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前75頁(yè)，總共117頁(yè)。1．兩級(jí)壓縮抽油泵結(jié)構(gòu)組成

細(xì)長(zhǎng)的上柱塞與直徑較大的下柱塞串連起來，將下泵筒分成上下兩個(gè)工作腔，下工作腔比上工作腔的環(huán)形面積大得多。上出油閥和中出油閥、下出油閥、進(jìn)油閥分別構(gòu)成這兩個(gè)工作腔的進(jìn)出油閥。泵由底部固定裝置固定。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前76頁(yè)，總共117頁(yè)。兩級(jí)壓縮抽油泵的工作原理上沖程剛開始抽吸時(shí)，柱塞上行，下工作腔體積增大，壓力降低，進(jìn)油閥打開，下工作腔吸油，此時(shí)與常規(guī)泵相同。換向，作下沖程時(shí)，柱塞下行，打開下進(jìn)油閥和中間進(jìn)油閥，下工作腔的油氣進(jìn)入上工作腔。由于下工作腔的環(huán)形面積比上工作腔大，所以當(dāng)下工作腔較大體積的油氣全部進(jìn)入較小容積的上工作腔時(shí)，油氣體積必將被壓縮(實(shí)質(zhì)上是氣體被壓縮)壓力增大。再作一個(gè)上沖程時(shí)，上工作腔體積減小，其間的油氣混合液再次被壓縮(第二級(jí)壓縮)，其壓力也再次增大，并關(guān)閉中間出油閥，打開上出油閥，排入油管。與此同時(shí)，下工作腔汲油，泵進(jìn)入正常的抽汲工作。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前77頁(yè)，總共117頁(yè)。上下工作腔環(huán)形面積的大小比例，可根據(jù)油氣比的大小來設(shè)計(jì)。顯然，當(dāng)氣油比大時(shí)，其大小的比例也將增大。由于在柱塞下行時(shí)，這種泵的上出油閥關(guān)閉，所以柱塞上部的液柱有幫助柱塞下行的作用，抽油桿柱的受力情況較好。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前78頁(yè)，總共117頁(yè)。機(jī)械啟閉閥抽油泵1-抽油桿；2-脫接器；3-油管；4-套管；5-接頭；6-放氣孔；7-泵筒出油閥；8-密封件；9-閥桿；10-推塊；11-密封件；12-卡簧；13-上腔室；14-柱塞出油閥；15-硬柱塞體；16-軟柱塞體；17-下腔室；18-泵筒；19-進(jìn)油閥2．機(jī)械啟閉閥抽油泵3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前79頁(yè)，總共117頁(yè)。2．機(jī)械啟閉閥抽油泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：柱塞上的出油閥為一倒裝的錐形閥，錐形閥體與抽油桿剛性連接，所以此閥的開啟不是靠壓差，而是依靠抽油桿上下機(jī)械移動(dòng)來完成。閥桿與柱塞為浮動(dòng)連接，在閥桿上有一推塊，上沖程時(shí)，其底面離柱塞上端面15mm。錐形閥閥桿上端中心鉆一盲孔，對(duì)準(zhǔn)盲孔下部鉆一小孔與盲孔相通。在接頭上鉆一小孔，使上下小孔(放氣孔)連通。泵筒出油閥為一正裝的錐形閥，錐形閥中心開一小孔，與閥桿滑動(dòng)配合。柱塞較短，一般為0.5m左右。上段為硬柱塞，下段為軟柱塞，提高了密封性能，增加了與泵筒的摩擦力。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前80頁(yè)，總共117頁(yè)。工作原理：(1)上沖程時(shí)，抽油桿提升，使柱塞出油閥關(guān)閉，并帶動(dòng)柱塞上行。此時(shí)下腔室壓力下降，當(dāng)其壓力低于泵的入口壓力時(shí)，進(jìn)油閥打開進(jìn)油。與此同時(shí)，上腔室壓力上升。如果井液氣油比大，油氣雖被壓縮，但壓力增加小，此時(shí)常規(guī)泵往往打不開柱塞出油閥而發(fā)生“氣鎖”。由于此泵在閥桿上設(shè)計(jì)有推塊和放氣孔，當(dāng)柱塞接近下死點(diǎn)和換向上升一小段距離時(shí)，均能讓柱塞出油閥上下腔連通，提前將上腔室的氣體排到油管中，從而有效地避免了“氣鎖”的發(fā)生。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前81頁(yè)，總共117頁(yè)。(2)下沖程時(shí)，抽油桿柱下行，它不受油氣比大的影響，首先將柱塞出油閥打開，使上下腔室連通。當(dāng)下行15mm后，推動(dòng)柱塞下行。這樣，下腔室的油、氣很容易就進(jìn)入了上腔室。當(dāng)在柱塞接近下死點(diǎn)和柱塞離開下死點(diǎn)的一段時(shí)間內(nèi)，放氣孔又將柱塞出油閥的上下腔連通，完成排氣，保證上沖程時(shí)將柱塞出油閥及時(shí)打開。3.3特殊用途的抽油泵當(dāng)前82頁(yè)，總共117頁(yè)。第3章抽油泵3.1抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)3.2抽油泵的類型與結(jié)構(gòu)3.3特殊用途的抽油泵3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備當(dāng)前83頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備油管錨氣錨砂錨泄油器當(dāng)前84頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備一、油管錨1、油管柱的工況分析（未用油管錨）(1)由于液柱載荷在油管和抽油桿上交替作用，致使油管和抽油桿一樣承受交變載荷的作用，這種載荷會(huì)使油管本體，特別是螺紋部分發(fā)生疲勞損壞，容易造成公母螺紋之間相互摩擦，致使螺紋磨損，發(fā)生漏失，甚至油管斷裂。(2)油管的伸長(zhǎng)和縮短，使得抽油桿的加載和卸載過程延長(zhǎng)，造成沖程損失，降低了泵的沖程。(3)實(shí)踐證明，當(dāng)上行程液體載荷轉(zhuǎn)移到抽油桿上時(shí)，由于液體載荷的突然消失會(huì)使泵到中和點(diǎn)間的油管產(chǎn)生彎曲，油管彎曲會(huì)造成泵筒與活塞的磨損加劇。當(dāng)前85頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備2、改善油管工作狀況的措施：(1)在抽油泵下懸掛尾管；(2)下油管錨。在泵下懸掛足夠重量的尾管，使抽油泵以上的油管在抽油過程中始終承受尾管的拉力，以平衡上行程時(shí)油管的彎曲力。懸掛尾管的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，能消除或減輕油管的彎曲效應(yīng)，但不能克服油管的彈性變形，還會(huì)增大油流入泵的阻力，所以，更好的辦法是下油管錨。當(dāng)前86頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備油管錨須具備的條件錨定力必須大于向上和向下的各種載荷。油管錨錨定后，管柱必須始終保持張力狀態(tài)，即不發(fā)生彎曲現(xiàn)象，為此，油管錨定后，必須施加足夠的預(yù)應(yīng)力。（可上提油管來實(shí)現(xiàn)）油管錨還應(yīng)具有保證油管斷脫后不落井底的功能。當(dāng)前87頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備3．油管錨的類型與結(jié)構(gòu)油管錨可分為兩大類：機(jī)械式油管錨和液力式油管錨。(1)機(jī)械式油管錨張力式油管錨原理與軌道封隔器的結(jié)構(gòu)類似。缺點(diǎn)：?jiǎn)蜗蚩ㄍ?，一旦油管斷脫即造成油管落入井?nèi)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，錨定力可達(dá)105N，能滿足一般有桿泵錨定力的要求，并且能在各種效應(yīng)影響下始終保持油管不彎曲，螺紋磨損小。當(dāng)前88頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備1-上接頭；2-中心管；3-倒J型定位槽；4-摩擦塊；5-卡瓦托；6-卡瓦；7-錐體張力式油管錨當(dāng)前89頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備旋轉(zhuǎn)式油管錨采用雙向錨定卡瓦，旋轉(zhuǎn)油管坐錨。這種錨能提供足夠的預(yù)拉力，又可防止油管斷脫后落入井內(nèi)。缺點(diǎn)是在井口處旋轉(zhuǎn)坐錨不易操作。當(dāng)前90頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備(2)液力式油管錨

液力式油管錨基本上都能滿足給油管提供足夠的預(yù)拉力和防止油管斷脫落入井內(nèi)的要求。壓差式油管錨利用油井開抽后，油管內(nèi)與環(huán)空間液面差形成的壓力差，推動(dòng)錨內(nèi)活塞將卡瓦推出，錨定在套管壁上。特點(diǎn)：抽油泵開抽后隨著油管內(nèi)液面上升而自動(dòng)錨定，但對(duì)舉升高度小的油井往往由于壓差值過小，達(dá)不到所需要的錨定力，甚至錨不住。憋壓式油管錨靠油管憋壓完成坐錨。特點(diǎn)：由于采用了雙向錨定，坐錨后可以將油管提供預(yù)拉力，是一種較理想的油管錨。當(dāng)前91頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備二、氣錨由于氣體進(jìn)泵將給有桿抽油系統(tǒng)帶來以下問題：泵內(nèi)氣體的壓縮和膨脹使得游動(dòng)閥和固定閥打開滯后，降低了泵的有效沖程，從而降低了泵效。為了減少氣體進(jìn)泵，采用防氣泵的方法，但為了更好地解決氣體進(jìn)泵的問題，還應(yīng)考慮其它一些方法，如優(yōu)選沖程、沖數(shù)，長(zhǎng)沖程、慢沖數(shù)，加深泵掛等辦法。

采用氣錨或井下油氣分離器的方法這也是在生產(chǎn)中經(jīng)常采用的辦法。當(dāng)前92頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備氣錨的分氣原理：

建立在油氣密度差的基礎(chǔ)上，利用滑脫和離心的作用將油氣分開。氣錨的類型：利用滑脫效應(yīng)的回轉(zhuǎn)式氣錨簡(jiǎn)單氣錨二級(jí)氣錨馬氏氣錨利用離心效應(yīng)的螺旋式氣錨利用捕集效應(yīng)的盤式氣錨當(dāng)前93頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備1．利用滑脫效應(yīng)的回轉(zhuǎn)式氣錨以簡(jiǎn)單氣錨為例其分氣過程可分為泵吸入階段和泵排出階段。上沖程時(shí)（泵吸入階段），分氣過程可分為四個(gè)步驟：第一步驟：氣泡在套管內(nèi)隨液流上升時(shí)，由于油氣密度差，使油氣產(chǎn)生滑脫，氣泡上行速度等于液體上升速度加上氣泡在靜止液體中上升速度。因次，氣泡上升速度較液體上升速度快一個(gè)，進(jìn)行氣泡首次分離。當(dāng)前94頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備第二步驟：氣泡在氣錨進(jìn)液孔附近進(jìn)行二次分離。當(dāng)氣泡到達(dá)氣錨進(jìn)液孔附近時(shí)，液流要流向氣錨進(jìn)液孔，流動(dòng)方向發(fā)生改變，氣泡上升速度及方向也將改變，液體中氣泡能否進(jìn)入氣錨取決于垂直分速與水平分速的比值。垂直分速越大，水平分速越小，則氣泡越不容易進(jìn)入氣錨。因此，越靠近氣錨的氣泡，水平分速越大，越容易被液流帶入氣錨。氣泡直徑越小，垂直分速越小，越容易被液流帶入氣錨。當(dāng)前95頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備第三步驟：進(jìn)入進(jìn)液孔的氣泡，在進(jìn)液孔附近進(jìn)行三次分離。當(dāng)油氣剛進(jìn)入氣錨時(shí)，液體流向是近似水平的，而氣泡有向上的上浮速度，這時(shí)有部分氣泡上浮到氣帽中，從排氣孔排出。第四步驟：氣泡在氣錨環(huán)形空間進(jìn)行第四次分離。這時(shí)氣泡速度是液流下行速度減去氣泡上升速度，氣錨環(huán)形空間有一部分能分離的最小氣泡滯留在環(huán)形空間。當(dāng)前96頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備下沖程時(shí)（泵排除階段）：不吸入，此時(shí)在泵的固定閥以下液體流速為零。所進(jìn)行的以上四個(gè)步驟的氣泡都在靜止條件下上浮至氣錨的氣泡中（或套管環(huán)形空間），這是分氣效率最高階段。其分類主要有：簡(jiǎn)單氣錨、二級(jí)氣錨和馬氏氣錨。當(dāng)前97頁(yè)，總共117頁(yè)。1-排氣閥；2-排氣孔；3-氣帽；4-進(jìn)液孔；5-外殼；6-吸入管

簡(jiǎn)單氣錨當(dāng)前98頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備1-二級(jí)氣錨外殼；2-二級(jí)吸入管；3-一級(jí)氣錨外殼；4-一級(jí)吸入管；5-分離高度二級(jí)氣錨當(dāng)前99頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備1-套管；2-油管；3-柱塞；4-泵筒；5-支撐接頭；6-油管進(jìn)口接縫；7-隔板；8-砂錨；9-生產(chǎn)層馬氏氣錨當(dāng)前100頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備螺旋氣錨示意圖1-液體進(jìn)泵；2-分流腔；3-排氣孔；4-排氣閥；5-氣帽；6-螺片；7-中心管；8-外殼；9-進(jìn)液2．利用離心效應(yīng)的螺旋式氣錨當(dāng)前101頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備以螺旋式氣錨為代表，即含氣油流在氣錨內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，利用不同密度的流體離心力不同，使被聚集的大氣泡沿螺旋內(nèi)側(cè)流動(dòng)，帶有未被分離的小氣泡的液體則沿外側(cè)流動(dòng)。被聚集的大氣泡不斷聚集，沿內(nèi)側(cè)上升至螺旋頂部聚集成氣帽，經(jīng)過排氣孔排到油氣環(huán)形空間，下沖程時(shí)，泵停止吸油，油套環(huán)形空間和氣錨內(nèi)的液流中含的小氣泡滑脫上浮，一部分上升到油套環(huán)形空間，一部分上浮進(jìn)入氣帽、排入油套環(huán)形空間，液流沿外側(cè)經(jīng)過液道進(jìn)泵。結(jié)構(gòu)原理：當(dāng)前102頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備這種氣錨分離效率高，產(chǎn)量愈高，氣油比愈大，氣泡直徑愈大，增加螺旋圈數(shù)，減小螺旋半徑都可以提高分氣效率。在此基礎(chǔ)上推出串聯(lián)組合式螺旋式氣錨，這種氣錨的外徑越小流體流速越快，分氣效率越高，這種氣錨目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用非常廣泛。當(dāng)前103頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備1-進(jìn)泵液體；2-排氣孔；3-氣錨；4-吸入管；5-集氣盤；6-吸入孔；7-外殼；8-防氣漏斗；9-進(jìn)液盤式氣錨示意圖3．利用捕集效應(yīng)的盤式氣錨當(dāng)前104頁(yè)，總共117頁(yè)。3.4有桿泵抽油井井下附屬設(shè)備基本原理：