抽油机工作原理课件

抽油机工作原理抽油机工作原理有杆泵有杆泵采采 油油抽油机有杆泵抽油机有杆泵（简称有杆泵）简称有杆泵）地面驱动螺杆泵地面驱动螺杆泵l有杆泵采油占主导地位，占人工举升方式的有杆泵采油占主导地位，占人工举升方式的90l发展时间长发展时间长l技术较成熟技术较成熟工艺比较配套工艺比较配套 设备装置耐用，故障率低设备装置耐用，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效率和寿命概述一 有杆抽油装置抽油机抽油机抽油泵抽油泵抽油杆柱抽油杆柱1、固定凡尔 2、泵筒 3、游动凡尔4、活塞 5、抽油杆 6、动液面7、油管 8、套管 9、采油树10、盘根 11、光杆 12、驴头13、游梁 14、连杆 15、曲柄16、减速箱 17、电机1、抽油机按照基本结构可分为：按照基本结构可分为：l无游梁式 l游梁式游梁式常规型常规型(普通型普通型)异相型前置型游梁式抽油机结构 游梁式抽油机主要由游梁游梁式抽油机主要由游梁连杆连杆曲柄（四连杆）机构、减曲柄（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速机构（减速器）、动力设备（电动机）和辅助装置等四部分组成。成。.常规型抽油机常规型抽油机结构特点：结构特点：曲柄轴中心基本位于游梁尾轴承的正下方。运动特点运动特点：上下冲程运行时间相等.异相型抽油机异相型抽油机结构特点：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臂中心线与曲柄中心线曲柄中心线存在偏移角（曲柄平衡相位角）。运动特点运动特点：使得上冲程的曲柄：使得上冲程的曲柄转角明显大于下冲程，从而降转角明显大于下冲程，从而降低了上冲程的运行速度、加速低了上冲程的运行速度、加速度和动载荷，度和动载荷，达到减小抽油机达到减小抽油机载荷、延长抽油杆寿命和节能载荷、延长抽油杆寿命和节能的目的的目的前置型抽油机前置型抽油机 结结构构特特点点：支架位于游梁的一端，驴头和曲柄连杆同位于另一端。运运动动特特点点：上上冲冲程程运运行行时时间间下冲程运行时间，从而降低了上冲程的运行速度、加速度和动载荷。前前置置型型多多为为重重型型长长冲冲程程抽抽油油机机，除采用机械平衡外还采用气动平衡。我国游梁式抽油机型号表示法我国游梁式抽油机型号表示法例：例：CYJQ12-5-73HB型号型号厂家厂家冲程级别冲程级别冲次级别冲次级别皮带型号皮带型号CYJQ12-5-48(53)HYCYJQ12-5-48(53)HY三机厂三机厂1212型型5 5、4.24.2、3.43.44 4、5 5、6 66L5V-65006L5V-6500CYJQ12-5-53HY()CYJQ12-5-53HY()三机厂三机厂1212型型5 5、4.24.2、3.43.44 4、5 5、6 66L5V-66L5V-66 600/650000/6500CYJSQ12-5-53HYCYJSQ12-5-53HY总公司总公司1212型型5 5、4 4、3 34 4、5 5、6 66L5V-65006L5V-6500彩南常规机型介绍彩南常规机型介绍型号型号厂家厂家冲程级别冲程级别冲次级别冲次级别皮带型号皮带型号CYJY10-3-53HBCYJY10-3-53HB三机厂三机厂1010型型1.81.8、2.22.2、2.62.6、3.03.06 6、9 9、1212 6L5V-65006L5V-6500CYJY12-4.2-73HFCYJY12-4.2-73HF德阳德阳1212型型4.24.2、3.63.6、3 3 6 6、8 8、101071007100下偏杠铃型号型号厂家厂家冲程级别冲程级别冲次级别冲次级别皮带型号皮带型号CYJY12-4.2-73HBCYJY12-4.2-73HB 江汉江汉1212型型4.24.2、3.63.6、3 36 6、8 8、101071007100CYJY12-5-73HBCYJY12-5-73HB江汉江汉1212型型 5.05.0、4.44.4、3.83.86 6、8 8、10 10 71007100了解了解：变变形形游游梁梁式式抽抽油油机机：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。无无游游梁梁抽抽油油机机（特别超长冲程抽油机）：如链条式、增距式和宽带式抽油机等，主要特点主要特点：多为长冲程和慢冲次，目目的的：扩大有杆泵抽油的适用范围，适应深井和稠油的特殊需要。2、抽油泵、抽油泵 基本要求基本要求：l结构简单、强度高；工作可靠，使用寿命长l材料耐腐蚀和耐磨性强l便于起下l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）。.泵的工作原理泵的工作原理 抽抽油油泵泵主主要要由由泵泵筒筒（外外筒筒衬衬衣衣套套）、柱柱塞、固定阀和游动阀四部分组成塞、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，也称一个抽抽汲周期汲周期。一个周期完成进液和排液过程。1）上冲程）上冲程抽油杆带动活塞向上运动：抽油杆带动活塞向上运动：a.泵内压力下降，泵内压力下降，游动凡尔关闭，游动凡尔关闭，井口排液。井口排液。b.固定凡尔打开泵内吸油。固定凡尔打开泵内吸油。c.抽油杆加载拉伸。抽油杆加载拉伸。d.油管缩短油管缩短泵内吸液，井口排液的过程泵内吸液，井口排液的过程 造造成成吸吸液液进进泵泵的的条条件件:泵泵内内压压力力(吸入压力吸入压力)柱柱塞以上的液柱压力塞以上的液柱压力。.泵的理论排量泵的理论排量假设：假设：l活塞的冲程等于光杆的冲程；活塞的冲程等于光杆的冲程；l活塞让出的体积完全被原油充满活塞让出的体积完全被原油充满l抽油系统无漏失。抽油系统无漏失。即：即：柱塞上下一次吸入和排出的液体体积相等柱塞上下一次吸入和排出的液体体积相等 泵的理论排量为泵的理论排量为式中：式中：Qt泵的理论体积排量，泵的理论体积排量，m3/d；Ap柱塞截面积柱塞截面积，m2；D泵径，泵径，m；S光杆冲程，光杆冲程，m；n冲次，冲次，min1。泵的理论排量为泵的理论排量为 Qt=KSnD=32,K=1.16;D=38,K=1.63;D=44,K=2.19;D=56,K=3.54。3.3.抽油泵类型和结构抽油泵类型和结构 按抽油泵在油管中的固定方式分为：管式泵管式泵和杆式泵杆式泵两大类型。按抽油泵泵筒结构又分为 整筒泵整筒泵和组合泵（衬套泵）组合泵（衬套泵）。1 1）管式泵）管式泵l 泵泵筒筒连连接接在在油油管管下下部部下下入入井井中中，然然后后投投入入可可打打捞捞的的固固定定阀阀装装置置（有有的的固固定定阀阀直直接接连连接接在在泵泵筒筒下下部部随随油管下入）；油管下入）；l 柱塞柱塞连接在抽油杆柱下端下入泵筒内。连接在抽油杆柱下端下入泵筒内。l优点：优点：结构简单，成本低，排量较大结构简单，成本低，排量较大l缺缺点点：起起下下泵泵作作业业时时，它它需需起起下下全全部部油油管管，修修井井时时间长，费用高间长，费用高l适用范围：适用范围：下入深度较小，产量较高的井下入深度较小，产量较高的井2 2）杆式泵）杆式泵 将整个泵在地面组装成套后，随抽油杆柱插入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，故又称为油管内的预定位置固定，故又称为“插入式泵插入式泵”。l优点优点：起下泵作业时，可不起下油管。起下泵作业时，可不起下油管。l缺点缺点：结构复杂，制造成本高结构复杂，制造成本高l适用范围适用范围：深井，单井产量相对低的井深井，单井产量相对低的井3 3、抽油杆柱、抽油杆柱 上上经经光光杆杆连连接接抽抽油油机机，下下接接抽抽油油泵泵的的柱柱塞塞，其其作作用用是是将将地地面抽油机悬点的往复运动传递给井下抽油泵。面抽油机悬点的往复运动传递给井下抽油泵。分类：分类：l 常常规规抽抽油油杆杆：普普通通抽抽油油杆杆其其杆杆体体是是实实心心圆圆形形断断面面的的钢钢杆杆，其其特特点点是是：结结构构简简单单，易易制制造造，成成本本低低。主主要要用用于于常常规规有有杆杆抽油方式。抽油方式。l特特种种抽抽油油杆杆：如如超超高高强强度度抽抽油油杆杆、玻玻璃璃钢钢抽抽油油杆杆、空空心心抽油杆和连续抽油杆等。抽油杆和连续抽油杆等。为为了了满满足足高高含含水水、稠稠油油、高高含含蜡蜡、含含腐腐蚀蚀介介质质以以及及深深井井和和和和斜斜井井采采油油的需要的需要3 3、抽油杆柱、抽油杆柱 附属器具附属器具：l光光杆杆 位位于于抽抽油油杆杆最最上上端端，其其作作用用是是连连接接驴驴头头钢钢丝丝绳绳与与井井下下抽油杆，并同井口盘根配合密封抽油井口。抽油杆，并同井口盘根配合密封抽油井口。l 加加重重杆杆 用用于于大大泵泵抽抽油油、稠稠油油井井和和深深井井，抽抽油油杆杆柱柱的的下下部部采采用用加加重重杆杆，防防止止抽抽油油杆杆柱柱下下部部发发生生纵纵向向弯弯曲曲，减减少少抽抽油油杆杆的的断断脱事故。脱事故。l抽抽油油杆杆扶扶正正器器 用用于于斜斜井井和和丛丛式式井井，使使抽抽油油杆杆处处于于油油管管中中心心，不直接与油管接触，减少抽油杆的磨损、振动和弯曲。不直接与油管接触，减少抽油杆的磨损、振动和弯曲。还还有有用用于于减减少少抽抽油油杆杆振振动动的的减减振振器器、防防止止抽抽油油杆杆接接箍箍旋旋松松的的防脱器防脱器等。等。二二 抽油机平衡抽油机平衡1、平衡方式及其原理平衡方式及其原理游梁式抽油机平衡采用气动平衡气动平衡和机械平衡机械平衡两种方式。其中，机械平衡又分为：1）游梁平衡；2）曲柄平衡；3)复合平衡。平衡的基本原理平衡的基本原理：下冲程过程中以某种方式把抽油杆柱所放出的：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。电动机做功。二、抽油机平衡二、抽油机平衡l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l上冲程释放能量 释放能量+电机所做功=悬点提升所做功u平衡原则：电机在上下冲程中做功相等u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当上冲程电流大时，平衡块向外移动；反之，平衡块向里移动。当上冲程电流大时，平衡块向外移动；反之，平衡块向里移动。平衡调整方法平衡调整方法:游梁平衡游梁平衡：调整平衡重：调整平衡重曲柄平衡：曲柄平衡：优先改变平衡半径优先改变平衡半径R平衡状况的检查与调整平衡状况的检查与调整平衡度平衡度三、抽油井生产分析三、抽油井生产分析1、液面、液面动液面、静液面及沉没度动液面、静液面及沉没度Q=K(Hs-Hf)=K(Lf-Ls)静液面与动液面之差（H=HS-Hf）相对应的压力差即为油层的生产压差。液面测量方法回声探测法液面测量方法回声探测法（1）单声道回声仪探测液面（2）双声道回声仪探测液面折算液面折算液面音标音标LyWSOAWrWLBBCDDS Sp加载线加载线卸载线卸载线吸入过程吸入过程(固定阀开固定阀开)排液过程排液过程(游动阀开游动阀开)静态载荷理论示功图静态载荷理论示功图SplABC上冲程上冲程lCDA下冲程下冲程lAB加载线加载线lCD卸载线卸载线lBC泵吸入泵吸入lDA泵排出泵排出l加载、卸载过程中游加载、卸载过程中游动阀和固定阀均关闭动阀和固定阀均关闭理论示功图理论示功图