无杆泵采油-西南石油大学课件

第四章第四章 无杆泵采油无杆泵采油无杆泵采油无杆泵采油 为为了了减减少少抽抽油油杆杆事事故故和和克克服服有有杆杆抽抽油油设设备备中中抽抽油油泵泵排排量量降降低低的的不不足足，彻彻底底改改变变有有杆杆抽抽油油设设备备的的工工作作方方式式，无无杆杆抽抽油油设设备备得得到到了了快快速速的的发发展展。无无杆杆抽抽油油设设备备的的特特点点是是：取取消消了了抽抽油油杆杆，把把驱驱动动机机放放到到井井下下直直接接带带动动抽抽油油泵泵抽抽油油。这这样样就就较较好好地地解解决决了了采采油油技技术术发发展展中中对对抽抽油油设设备备提提出出的的两两个个十十分分重重要要的的要要求求：增增加加井井下下泵泵的的传传动动功功率率以以及及扩扩大大泵泵在在不不同同开开采采条条件件下下的的参参数数(排排量量和和压压头头)调调节节范范围围。目目前前，应应用用比比较较广广泛泛的的无无杆杆抽抽油油设设备备有有水水力力活活塞塞泵泵、电动潜油离心泵、螺杆泵等电动潜油离心泵、螺杆泵等。水力活塞泵水力活塞泵第一节第一节 水力活塞泵水力活塞泵 水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备，其井下水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备，其井下部分主要由部分主要由液马达、抽油泵液马达、抽油泵和和滑阀控制机构滑阀控制机构组成。动力组成。动力由地面加压后，经油管或专用动力液管传至井下，通过由地面加压后，经油管或专用动力液管传至井下，通过滑阀控制机构不断改变供给液马达的液体流向来驱动液滑阀控制机构不断改变供给液马达的液体流向来驱动液马达做往复运动，从而带动抽油泵进行抽油。马达做往复运动，从而带动抽油泵进行抽油。水力活塞泵水力活塞泵 水水力力活活塞塞泵泵抽抽油油系系统统，是是由由许许多多不不同同的的机机械械或或设设备备联联合合成成的的一一个个整整体体。整整个个系系统统由由两两大大部部分分组组成成，即即水水力力活活塞塞泵泵抽抽油油装装置置以以及及地地面面流流程程。水水力力活活塞塞泵泵抽抽油油装装置置包包括括：水水力力活活塞塞泵泵井井下下机机组组、井井下下管管柱柱结结构构和和井井口口。地地面面流流程程包包括括：地地面面高高压压泵泵机机组组、高高压压控控制管汇制管汇、动力液处理装置动力液处理装置和和计量装置计量装置与与地面管线地面管线。水水力力活活塞塞泵泵对对油油层层深深度度、含含蜡蜡、稠稠油油、斜斜井井及及水水平平井井具具有有较较强强的的适适应应性性，其其主主要要缺缺点点是是机机组组结结构构复复杂杂，加加工工精精度度要要求求高高，动动力液处理费用高，计量困难。力液处理费用高，计量困难。一、一、一、一、水力活塞泵采油系统及装置水力活塞泵采油系统及装置水力活塞泵采油系统及装置水力活塞泵采油系统及装置 1 1 1 1、水力活塞泵采油系统水力活塞泵采油系统水力活塞泵采油系统水力活塞泵采油系统水力活塞泵水力活塞泵 (1)按按系系统统井井数数分分，有有单单井井流流程程系系统统、多多井井集集中中泵泵站站系系统统、大大型集中泵站系统。型集中泵站系统。(2)按按动动力力液液循循环环分分，主主要要有有闭闭式式循循环环方方式式、开开式式循循环环方方式式。所所谓谓开开式式循循环环或或闭闭式式循循环环是是指指在在整整个个采采油油系系统统中中乏乏动动力力液液是是否否有有自自己己的的独独立立通通道道。动动力力液液经经地地面面泵泵加加压压使使井井下下泵泵工工作作后后不不与与产产出出液液混混合合，而而从从特特设设的的乏乏动动力力液液独独立立通通道道排排出出，再再通通过过地地面面泵泵反反复复循循环环使使用用的的，称称为为闭闭式式循循环环。反反之之，称称为为开开式式循循环环。开开式式循循环环方方式式设设备备简简单单，操操作作容容易易，但但动动力力液液处处理理费费用用较较高高；而而闭闭式式循循环环方方式设备复杂，操作麻烦，但动力液处理费用低。式设备复杂，操作麻烦，但动力液处理费用低。水力活塞泵一般按如下条件进行分类水力活塞泵一般按如下条件进行分类水力活塞泵一般按如下条件进行分类水力活塞泵一般按如下条件进行分类：水力活塞泵水力活塞泵 (3)按按动动力力液液性性质质分分，有有原原油油动动力力液液、水水基基动动力力液液。所所谓谓原原油油动动力力液液和和水水基基动动力力液液是是指指在在整整个个系系统统中中所所使使用用的的是是以以原原油油还还是是以以添添加加各各种种防防腐腐剂剂和和润润滑剂的水为动力液。滑剂的水为动力液。目目前前，在在油油田田推推广广应应用用中中，应应优优先先选选用用原原油油做做动动力力液液的的开开式式循循环环多多井井集集中中泵泵站站系系统统。在在原原油油粘粘度度较较高高或或油油井井含含水水较较高高时时，可可选选用用水水做做动动力力液液的的闭闭式式循环多井集中泵站系统。循环多井集中泵站系统。水力活塞泵水力活塞泵 1）开式循环单井采油系统开式循环单井采油系统 图图4-1 4-1 开式水力活塞泵采油系统开式水力活塞泵采油系统 图图4-2 4-2 闭式水力活塞泵采油系统闭式水力活塞泵采油系统 1-1-高压控制管汇；高压控制管汇；2-2-地面泵；地面泵；1-1-高压控制管汇；高压控制管汇；2-2-地面泵；地面泵；3-3-发动机；发动机；4-4-动力液罐；动力液罐；5-5-井口装置；井口装置；3-3-发动机；发动机；4-4-动力汽罐；动力汽罐；6-6-井下泵工作筒；井下泵工作筒；7-7-沉没泵沉没泵 5-5-井口装置；井口装置；6-6-泵工作筒；泵工作筒；7-7-沉没泵沉没泵水力活塞泵水力活塞泵 2）闭式循环单井采油系统闭式循环单井采油系统图图4-1 4-1 开式水力活塞泵采油系统开式水力活塞泵采油系统 图图4-2 4-2 闭式水力活塞泵采油系统闭式水力活塞泵采油系统 1-1-高压控制管汇；高压控制管汇；2-2-地面泵；地面泵；1-1-高压控制管汇；高压控制管汇；2-2-地面泵；地面泵；3-3-发动机；发动机；4-4-动力液罐；动力液罐；5-5-井口装置；井口装置；3-3-发动机；发动机；4-4-动力汽罐；动力汽罐；6-6-井下泵工作筒；井下泵工作筒；7-7-沉没泵沉没泵 5-5-井口装置；井口装置；6-6-泵工作筒；泵工作筒；7-7-沉没泵沉没泵水力活塞泵水力活塞泵2水力活塞泵抽油装置 水力活塞泵抽油装置是指用于举升原油的水力活塞泵井下机组、井下管柱结构及井口。水力活塞泵抽油装置的分类方法有两种：1)根据井底安装方式分为固定式、插入式、投入式三种。固固固固定定定定式式式式安安安安装装装装方方方方式式式式如如如如图图图图43(a)43(a)43(a)43(a)所所所所示示示示，整整整整个个个个泵泵泵泵随随随随油油油油管管管管下下下下入入入入井井井井内内内内，优优优优点点点点是是是是在在在在相相相相同同同同尺尺尺尺寸寸寸寸的的的的套管情况下，比其他类型泵的泵径大、排量大，缺点是起泵必须起油管。套管情况下，比其他类型泵的泵径大、排量大，缺点是起泵必须起油管。套管情况下，比其他类型泵的泵径大、排量大，缺点是起泵必须起油管。套管情况下，比其他类型泵的泵径大、排量大，缺点是起泵必须起油管。图图4-3 4-3 水利活塞泵装置类型水利活塞泵装置类型水力活塞泵水力活塞泵 插插入入式式安安装装方方式式如如图图43(b)所所示示，一一般般为为同同心心管管闭闭式式循循环环，泵泵工工作作筒筒随随大大直直径径油油管管下下入入井井内内，而而沉沉没没泵泵机机组则用小直径油管下入，插到泵工作筒内。组则用小直径油管下入，插到泵工作筒内。图图4-3 4-3 水利活塞泵装置类型水利活塞泵装置类型 投投入入式式安安装装方方式式又又分分单单管管封封隔隔式式和和平平行行管管柱柱式式，分分别别如如图图443 3(c)(c)、43(d)43(d)和和43(e)43(e)所所示示。泵泵工工作作筒筒随随油油管管下下至至井井中中，沉沉没没泵泵机机组组则则从从油油管管中中投投入入，使使用用液液力力下下泵泵和和起起泵泵。投投入入式式安安装装方方式式水水力力活活塞塞泵泵的的优优点点是是起起下下泵泵方方便便，不不用用上上作作业业队队，节节省省修修井井作作业业费费用用；缺缺点点是是泵泵径径受受到到限限制制，排排量量较小。较小。图图4-3 4-3 水利活塞泵装置类型水利活塞泵装置类型水力活塞泵水力活塞泵 (2)根据井下泵液马达与抽油泵端的数目不同，又可分为双液马达泵和双泵端泵。双液马达泵可增大扬程，双泵端泵可增大排量。最常用的有如下三种，即：开式循环单管封隔器投入式水力活塞泵、闭式循环单管封隔器投入式水力活塞泵、开式循环平行管柱投入式水力活塞泵。水力活塞泵水力活塞泵图4-4 投入式泵的工作原理3 3 3 3水力活塞泵抽油装置的工作原理水力活塞泵抽油装置的工作原理水力活塞泵抽油装置的工作原理水力活塞泵抽油装置的工作原理 1)1)1)1)开式循环单管封隔器投入式泵的工作原理开式循环单管封隔器投入式泵的工作原理开式循环单管封隔器投入式泵的工作原理开式循环单管封隔器投入式泵的工作原理 投投投投入入入入式式式式泵泵泵泵也也也也叫叫叫叫自自自自由由由由泵泵泵泵，即即即即泵泵泵泵随随随随油油油油管管管管下下下下入入入入井井井井内内内内，由由由由封封封封隔隔隔隔器器器器把把把把井井井井筒筒筒筒上上上上、下下下下分分分分隔隔隔隔，沉沉沉沉没没没没泵泵泵泵在在在在油油油油管管管管内内内内液液液液力力力力作作作作用用用用下下下下起起起起下下下下。图图图图4444表表表表示示示示了了了了最最最最简简简简单单单单的的的的投投投投入入入入式式式式泵泵泵泵油油油油井井井井装装装装置置置置，即即即即开开开开式式式式循循循循环环环环单单单单管管管管封封封封隔隔隔隔器器器器投投投投入入入入式式式式水水水水力力力力活活活活塞塞塞塞泵泵泵泵油油油油井井井井装装装装置置置置的的的的基基基基本本本本组组组组成成成成和和和和工工工工作作作作原原原原理理理理。投投投投入入入入式式式式泵泵泵泵油油油油井井井井装装装装置置置置基基基基本本本本由由由由以以以以下下下下部部部部分分分分组组组组成成成成：井井井井口口口口捕捕捕捕捉捉捉捉器器器器、井井井井口口口口四四四四通通通通阀阀阀阀、中中中中心心心心油油油油管管管管、沉沉沉沉没没没没机机机机组组组组、泵泵泵泵筒筒筒筒、固固固固定定定定阀阀阀阀和和和和封封封封隔隔隔隔器器器器等等等等。封封封封隔隔隔隔器器器器把把把把套套套套管管管管分分分分为为为为上上上上、下下下下两两两两个个个个空空空空间间间间，中中中中心油管又把封隔器上部空间分为两个通道。心油管又把封隔器上部空间分为两个通道。心油管又把封隔器上部空间分为两个通道。心油管又把封隔器上部空间分为两个通道。下泵状态下泵状态下泵状态下泵状态工作状态工作状态工作状态工作状态起泵状态起泵状态起泵状态起泵状态 起泵结束起泵结束起泵结束起泵结束水力活塞泵水力活塞泵 2)2)闭式循环平行管柱投入式水力活塞泵的工作原理闭式循环平行管柱投入式水力活塞泵的工作原理 闭闭式式循循环环平平行行管管柱柱投投入入式式水水力力活活塞塞泵泵如如图图43(e)43(e)所所示示，它它和和开开式式循循环环单单管管封封隔隔器器式式管管柱柱的的差差别别在在于于：在在中中心心油油管管旁旁多多了了一一根根小小直直径径的的旁旁通通管管，它它直直通通泵泵筒筒上上的的乏乏动动力力液液排排出出孔孔，因因此此乏乏动动力力液液就就不不再再和和产产出出液液混混合合而而直直接接从从此此旁旁通通管管排排出出地地面面经经少少许许处处理理后后又又进进入入地地面面泵泵反反复复使使用用，而而产产出出液液则则从从油油套套管管环环形形空间返出，使原油处理量减少了一半。空间返出，使原油处理量减少了一半。所所以以，闭闭式式循循环环平平行行管管柱柱投投入入式式水水力力活活塞塞泵泵的的运运行行成成本本最最低低，可可以以选选用用优优质质动动力力液液或或水水基基动动力力液液。但但是是增增加加了了地地面面上上的的乏乏动动力力液液管管线线和和井井内内管管柱柱的的侧侧管管，钢钢材材消消耗耗较较多多，作作业业费费用用也也较高。较高。水力活塞泵水力活塞泵3 3）开式循环平行管拄投入式泵的工作原理开式循环平行管拄投入式泵的工作原理 图图43(d)43(d)为为开开式式循循环环平平行行管管柱柱投投入入式式水水力力活活塞塞泵泵，侧侧管管接接通通封封隔隔器器下下部部的的油油套套管管环环形形空空间间，通通过过此此管管把把聚聚集集在在封封隔隔器器下下部部油油套套管管环环形形空空间间的的气气体体排排出出。由由于于没没有有乏乏动动力力液液的的专专用用通通道道，所所以以乏乏动动力力液液仍仍必必须须和和产产出出液液混混合合后后从从油油套套管管环环形形空空间间排排出出。此此种种泵泵主主要要用用于于油油井井含含气气较高的情况。较高的情况。水力活塞泵水力活塞泵4水力活塞泵井下机组的工作原理水力活塞泵井下机组的工作原理 水水力力活活塞塞泵泵井井下下机机组组主主要要由由液液马马达达、泵泵和和主主控控滑滑阀阀三三部部分分组成。组成。(1)液液马马达达：将将动动力力液液的的压压能能转转换换为为机机械械能能带带动动泵泵工工作作，常常用的是往复柱塞式液马达。用的是往复柱塞式液马达。(2)泵泵：将将液液马马达达传传递递给给它它的的机机械械能能转转换换成成液液体体的的压压能能，用用来提高油层产出液的压能，常用的是往复柱塞泵。来提高油层产出液的压能，常用的是往复柱塞泵。(3)主主控控制制滑滑阀阀：利利用用液液压压差差动动原原理理控控制制液液马马达达和和泵泵柱柱塞塞做做往复运动的换向控制机构。往复运动的换向控制机构。水力活塞泵水力活塞泵 通通常常情情况况下下，水水力力活活塞塞泵泵机机组组有有单单作作用用和和双双作作用用两两种种。前前者者在在柱柱塞塞做做往往复复运运动动时时，只只在在单单一一行行程程排排出出被被增增压压的的液液体体；而而后后者者在在上上、下下行行程程均均排排出出被被增增压压的的液液体体。通常高排量泵都采用双作用方式。通常高排量泵都采用双作用方式。水力活塞泵水力活塞泵图图4-5 4-5 单作用泵的工作原理单作用泵的工作原理（a a）下冲程；（）下冲程；（b b）上冲程）上冲程1-1-液马达活塞；液马达活塞；2-2-活塞杆；活塞杆；3-3-主控制滑阀；主控制滑阀；4-4-水力活塞泵活塞水力活塞泵活塞 图图4-54-5是是国国产产水水力力活活塞塞泵泵井井下下机机组组的的结结构构示示意意图图。该该泵泵为为差差动动式式单单作作用用水水力力活活塞塞泵泵，它的它的作用原理如下作用原理如下：水力活塞泵水力活塞泵二、二、常用水力活塞泵的结构特点和工作原理常用水力活塞泵的结构特点和工作原理 1 1长冲程大排量双作用泵长冲程大排量双作用泵 1)1)结构组成结构组成2)2)2)2)结构特点结构特点结构特点结构特点3)3)3)3)工作原理工作原理工作原理工作原理4)4)优点优点优点优点:长冲程、双作用、排量大和效率高。长冲程、双作用、排量大和效率高。长冲程、双作用、排量大和效率高。长冲程、双作用、排量大和效率高。图图图图46 46 46 46 长冲程双作用泵原理图长冲程双作用泵原理图长冲程双作用泵原理图长冲程双作用泵原理图1-1-1-1-拉杆；拉杆；拉杆；拉杆；2-2-2-2-换向滑阀；换向滑阀；换向滑阀；换向滑阀；3-3-3-3-吸入阀；吸入阀；吸入阀；吸入阀；4-4-4-4-排出阀；排出阀；排出阀；排出阀；5-5-5-5-换向阀；换向阀；换向阀；换向阀；6-6-6-6-下活塞；下活塞；下活塞；下活塞；7-7-7-7-固定阀；固定阀；固定阀；固定阀；8-8-8-8-上活塞上活塞上活塞上活塞水力活塞泵水力活塞泵2 2.长冲程不平衡式单作用泵长冲程不平衡式单作用泵 此此类类泵泵是是在在“基基本本型型”基基础础上上进进行行局局部部结结构构改改变变而而成成。其其结结构构特特点点是是沉沉没没泵泵中中一一个个活活塞塞直直径径变变小小，只只有有一一组组吸吸入入排排出出阀阀，设设在在小小直直径径活活塞塞一一端端，大大直直径径活活塞塞一一端端的的上上端端始始终终作作用用着着泵泵排排出出压压力力。工工作作原原理理与与“基基本本型型”相相同同。优优点点有有液液马马达达活活塞塞直直径径比比泵泵端端活活塞塞直直径径大大，泵泵压压力力比比小小(泵泵端端活活塞塞与与液液马马达达活活塞塞的的作作用用面面积积之之比比)，可可显显著著增增加加泵泵的的举举升升能能力力，与与“基基本本型型”相相比比，在在相相同同的的井井口口工工作作压压力力条条件件下下，泵泵扬扬程程可可提提高高65%-124%65%-124%。适适应应低低液液面、产量小的油井。面、产量小的油井。水力活塞泵水力活塞泵3.3.长冲程平衡式单作用泵长冲程平衡式单作用泵 此此类类泵泵也也是是在在“基基本本型型”的的基基础础上上，对对其其结结构构进进行行局局部部改改变变而而成成。其其结结构构特特点点是是沉沉没没泵泵的的两两个个活活塞塞中中，上上端端的的一一个个活活塞塞直直径径比比下下端端活活塞塞直直径径小小，并并设设计计成成一一定定比比例例，使使上上下下行行程程的的负负载载和和工工作作压压力力平平衡衡。只只有有一一组组吸吸入入排排出出阀阀组组，设设在在大大直直径径活活塞塞一一端端，小小直直径径活活塞塞的的上上端端，始始终终作作用用着着泵泵的的吸吸入入压压力力。工工作作原原理理与与“基基本本型型”相相同同。优优点点是是，与与“基基本本型型”相相比比，显显著著地地降降低低了了泵泵的的压压力力比比和和井井口口工工作作压压力力。相相同同井井口口工工作作压压力力，泵泵的的举举升升能能力力提提高高58.5%58.5%。适应低液面、产量较小的油井。适应低液面、产量较小的油井。水力活塞泵水力活塞泵4 4双液马达双作用泵双液马达双作用泵 该该泵泵是是在在“基基本本型型”的的基基础础上上增增加加了了一一个个液液马马达达活活塞塞。这这样样，不不论论是是上上行行程程还还是是下下行行程程都都由由两两个个液液马马达达活活塞塞驱驱动动一一个个泵泵端端活活塞塞运运动动。工工作作原原理理与与“基基本本型型”相相同同。优优点点为为压压力力比比小小、扬扬程程高高。在在相相同同井井口口工工作作压压力力条条件件下下，泵泵的的扬扬程程比比相相应应的的“基基本本型型”提提高高77.2%77.2%；同同理理，在在相相同同的的动动液液面面条条件件下下，抽抽相相同同的的液液量量，工工作作压压力力可可降降低低44%44%。适应深井、低液面、较大产量的油井。适应深井、低液面、较大产量的油井。水力活塞泵水力活塞泵5.5.无阀心换向机构水力泵无阀心换向机构水力泵 与与“基本型基本型”不同之处不同之处是换向机构完全对称是换向机构完全对称(图图47)47)，取消了阀心。其取消了阀心。其结构特点结构特点是，是，该泵的换向机构、拉杆、液该泵的换向机构、拉杆、液缸均为对称设计，装好吸入缸均为对称设计，装好吸入排出阀组后，可以与连接件排出阀组后，可以与连接件颠倒组装。颠倒组装。工作原理工作原理与与“基基 本型本型”大同小异。大同小异。图图47 47 无阀芯换向机构无阀芯换向机构1-1-阀体；阀体；2-2-滑阀；滑阀；3-3-密封环；密封环；4-4-拉杆拉杆水力活塞泵水力活塞泵优点优点:(1)(1)大大幅幅度度提提高高了了换换向向操操作作力力的的作作用用面面积积，操操作作力力显显著著增增加加，比比“基本型基本型”增加增加1.81.8倍；倍；(2)(2)减少了摩擦运动副，提高了各运动副的浮动性和对中性；减少了摩擦运动副，提高了各运动副的浮动性和对中性；(3)(3)增增长长轴轴向向密密封封面面长长度度50%50%，改改善善间间隙隙密密封封性性能能。强强化化机机构构导导向，提高了主副阀抗偏磨、抗漏冲蚀能力；向，提高了主副阀抗偏磨、抗漏冲蚀能力；(4)(4)在在相相同同的的现现场场工工作作条条件件下下，无无阀阀心心换换向向机机构构比比“基基本本型型”的连续工作周期提高的连续工作周期提高2.72.7倍以上，抗干扰能力显著增强。倍以上，抗干扰能力显著增强。另另外外，还还可可派派生生出出不不平平衡衡式式、平平衡衡式式单单作作用用泵泵和和双双液液马马达达双作用泵。适用范围与双作用泵。适用范围与“基本型基本型”相似。相似。水力活塞泵水力活塞泵6.阀组式双作用泵 1)结构特点2)2)工作原理工作原理 3)3)优点优点 拉拉杆杆直直径径设设计计可可大大一一些些，从从而而增增加加了了强强度度，使使换换向向机机构构抗抗干干扰扰能能力力提提高高。适适应应范范围围与与“基本型基本型”类同。类同。图图48 48 阀组式水力泵阀组式水力泵1-1-工作筒；工作筒；2-2-沉没泵；沉没泵；3-3-上排出阀；上排出阀；4-4-上吸入阀；上吸入阀；5-5-上活塞；上活塞；6-6-上换向槽；上换向槽；7-7-上三通阀；上三通阀；8-8-先导阀先导阀9-9-下换向阀；下换向阀；10-10-下三通阀；下三通阀；11-11-下活塞；下活塞；12-12-下吸入阀；下吸入阀；13-13-下排出阀；下排出阀；14-14-固定阀固定阀水力活塞泵水力活塞泵7.7.差动式单作用泵差动式单作用泵1)1)结构特点结构特点2)2)2)2)工作原理工作原理工作原理工作原理3)3)优缺点优缺点优缺点优缺点图图4949差动式单作用泵差动式单作用泵1-1-工作筒；工作筒；2-2-沉没泵；沉没泵；3-3-液马达柱塞；液马达柱塞；4-4-上换向槽；上换向槽；5-5-滑阀；滑阀；6-6-下换向槽；下换向槽；7-7-泵端阀球；泵端阀球；8-8-抽油泵柱塞；抽油泵柱塞；9-9-固定阀固定阀水力活塞泵水力活塞泵三、三、水力活塞泵的设计计算水力活塞泵的设计计算 当当设设计计计计算算水水力力活活塞塞泵泵装装置置时时，一一般般先先给给出出下下列列的的原始数据：原始数据：（1 1）油井的产量（或必需的采液量）；油井的产量（或必需的采液量）；（2 2）油井中动液面深度；油井中动液面深度；（3 3）井下机组的沉没度；井下机组的沉没度；（4 4）井下机组的安装型式和油井中管柱的尺寸；井下机组的安装型式和油井中管柱的尺寸；（5 5）原原油油特特性性：粘粘度度、重重度度、含含水水量量、含含砂砂量量、含含蜡量和含气量等。蜡量和含气量等。水力活塞泵水力活塞泵水力活塞泵的设计计算步骤如下：水力活塞泵的设计计算步骤如下：1.1.井下机组径向尺寸的确定井下机组径向尺寸的确定 一一般般对对于于2 2英英寸寸油油管管，井井下下机机组组的的外外径径不不大大于于47.47.5mm5mm；而而对对于于21/221/2英英寸寸油油管管，井井下下机机组组的的外外径径不不大大于于58.5mm58.5mm。由由于于井井下下机机组组径径向向尺尺寸寸很很小小，所所以以给给水水力力活活塞塞泵泵的的结结构构设计带来许多特殊要求。设计带来许多特殊要求。2.活塞组的冲程长度和冲程次数的选择活塞组的冲程长度和冲程次数的选择 在在井井下下机机组组径径向向尺尺寸寸很很小小的的条条件件下下，为为了了保保证证一一定定的的排量，必须尽可能增加活塞组的冲程长度和冲程次数。排量，必须尽可能增加活塞组的冲程长度和冲程次数。水力活塞泵水力活塞泵 冲程长度的增加主要受到机组中高精度同心部件的结构工艺性、细长活塞杆的纵向稳定性、工作部件和泵阀的耐久性以及维护方便等因素的限制。如对于自由安装式水力活塞泵，当冲程长度达1m时，它的总长应为55.5m左右。井下机组的长度过大会使起下操作和运输复杂化。实践证明，对于自由安装式井下机组，冲程长度等于1m或少些，基本上就能满足工艺要求。对于固定安装式井下机组，根据使用要求的不同，可采用较大的活塞组冲程长度。一般情况下，冲程长度可选择在0.41.0m之间。活塞组冲程次数的增加受到井下机组的使用寿命以及泵缸的充满系数的限制。水力活塞泵水力活塞泵 泵缸的充满系数取决于油井中原油粘度和机组的沉没度。假如机组的沉没度是足够的话，可以把冲程次数比正常数值提高0.51倍，而使机组不被到损坏。一般的冲程次数在4085min-1范围内变化。如“科贝”公司生产的井下机组的额定加速度值可由下式确定 （4-1）式中，每分钟的冲程次数，min-1；S泵活塞的冲程长度，cm。当当泵泵活活塞塞和和液液动动机机活活塞塞的的面面积积比比值值等等于于1:11:1时时，在在泵泵中中液液流流速速度度小小于于3m/s3m/s，而而在在泵泵的的出出口口和和液液动动机机槽槽道道中中液液流速度小于流速度小于6m/s6m/s。水力活塞泵水力活塞泵3.泵活塞、液动机活塞以及活塞杆直径比值的确定 根据给定的机组工作参数，正确地选择泵活塞、液动机活塞以及活塞杆直径比值是设计计算的重要问题之一。泵活塞和液动机活塞的直径比值一方面取决于下泵深度，即下泵深度愈大比值愈小；另一方面又受到地面动力泵排出压力的限制。由于地面泵和整个液压系统的强度条件，动力液的压力不能超过一定数值。在选择活塞杆直径比值时，必须特别注意它的强度，因为活塞杆的强度实际上限制了井下机组的活塞组所能承受的载荷数值。水力活塞泵水力活塞泵下面列举一些推荐数值：泵活塞直径=、或 ；液动机活塞直径=；活塞杆直径=。上式中的 为油管（下泵用）的名义直径。应该说明，上述比值的正确确定必须在对水力活塞泵井下机组基本参数进行多次计算和对比基础上进行。液动机的活塞直径液动机的活塞直径活塞泵的活塞直径活塞泵的活塞直径活塞杆直径活塞杆直径液动机的活塞面积液动机的活塞面积活塞泵的活塞面积活塞泵的活塞面积活塞杆面积活塞杆面积井下机组的下泵深度井下机组的下泵深度井下机组在沉没深度井下机组在沉没深度井下机组到地面罐的混合液管线的水力阻力井下机组到地面罐的混合液管线的水力阻力地面动力泵到井下机组的动力液管线的水力阻力地面动力泵到井下机组的动力液管线的水力阻力泵入口前管线中抽取原油的水力阻力泵入口前管线中抽取原油的水力阻力4 4 4 4、差动式单作用和双作用水力活塞泵装置基本参数的计算问题、差动式单作用和双作用水力活塞泵装置基本参数的计算问题、差动式单作用和双作用水力活塞泵装置基本参数的计算问题、差动式单作用和双作用水力活塞泵装置基本参数的计算问题d d d d发发发发F F F F发发发发d d d d杆杆杆杆S S S S下下下下A-A-A-A-下冲程下冲程下冲程下冲程d d d d泵泵泵泵F F F F泵泵泵泵f f f f杆杆杆杆S S S S上上上上B-B-B-B-上冲程上冲程上冲程上冲程下冲程时机组机械下冲程时机组机械摩擦力的总和摩擦力的总和上冲程时机组机械摩上冲程时机组机械摩擦力的总和擦力的总和动力液、原油、混动力液、原油、混合液重度合液重度混合液管线出口回压混合液管线出口回压 下、上冲程时液动机处下、上冲程时液动机处的动力液压力的动力液压力 下、上冲程时地面动力下、上冲程时地面动力泵处的动力液压力泵处的动力液压力 地面动力泵处的动力液地面动力泵处的动力液的平均压力的平均压力d d d d发发发发F F F F发发发发d d d d杆杆杆杆S S S S下下下下A-A-A-A-下冲程下冲程下冲程下冲程d d d d泵泵泵泵F F F F泵泵泵泵f f f f杆杆杆杆S S S S上上上上B-B-B-B-上冲程上冲程上冲程上冲程图图图图 差动式水力活塞泵井下机组的活塞组上作用力简图差动式水力活塞泵井下机组的活塞组上作用力简图差动式水力活塞泵井下机组的活塞组上作用力简图差动式水力活塞泵井下机组的活塞组上作用力简图地面动力泵处应给出的动力液压力：地面动力泵处应给出的动力液压力：1)1)动力液压力确定动力液压力确定下冲程：下冲程：上冲程：上冲程：地面动力泵处应给出的动力液压力可由下式计算：地面动力泵处应给出的动力液压力可由下式计算：d d d d发发发发F F F F发发发发d d d d杆杆杆杆S S S S下下下下A-A-A-A-下冲程下冲程下冲程下冲程d d d d泵泵泵泵F F F F泵泵泵泵f f f f杆杆杆杆S S S S上上上上B-B-B-B-上冲程上冲程上冲程上冲程2 2）动力液量的确定）动力液量的确定3 3）活塞泵的排量计算）活塞泵的排量计算4 4）水力活塞泵的功率和效率的计算）水力活塞泵的功率和效率的计算功率：功率：效率：效率：5 5、水力活塞泵的速度调节和冲程换向水力活塞泵的速度调节和冲程换向 （1 1）水力活塞泵的速度调节）水力活塞泵的速度调节 为了调节液动机活塞的平均速度，只要改变进入液动机的为了调节液动机活塞的平均速度，只要改变进入液动机的动力液流量动力液流量即可。即可。动力液流量的改变可采用动力液流量的改变可采用容积调节容积调节和和节流调节节流调节两种方法。两种方法。（2 2）冲程换向）冲程换向 液动机活塞的冲程换向是由液动机活塞的冲程换向是由控制滑阀控制滑阀来实现的。来实现的。控制滑阀控制滑阀是井下机组最重要的部件，它的正确设计计算在很大程度上决定是井下机组最重要的部件，它的正确设计计算在很大程度上决定了井下机组的效率和寿命。了井下机组的效率和寿命。控制滑阀应满足下列五点要求：控制滑阀应满足下列五点要求：(1)(1)保证液动机活塞的保证液动机活塞的无冲击换向无冲击换向。(2)(2)保证换向的活塞组能保证换向的活塞组能到达极限位置到达极限位置(冲程长度的计算值冲程长度的计算值)，最大限度最大限度的利用动力机和泵的工作容积和尽可能地的利用动力机和泵的工作容积和尽可能地减少余隙容积减少余隙容积。(3)(3)使活塞组的工作循环能保证自动作用的使活塞组的工作循环能保证自动作用的泵阀泵阀关闭滞后最小和冲击最关闭滞后最小和冲击最小小。(4)(4)尽量缩短尽量缩短换向时间换向时间和和减少功率损失减少功率损失。(5)(5)当液动机活塞和滑阀在任一位置时，保证液动机当液动机活塞和滑阀在任一位置时，保证液动机及时启动及时启动。工作循环图（可用来确定井下机组的最优计算工况和进行主滑阀的计算）(1)在差动式单作用水力活塞泵中，下冲程时活塞运动速度比上冲程时大得多；(2)动力液流量q的峰值相当于动力液同时用在移动活塞和移动滑阀时，当活塞在上死点和下死点停住时，动力液仅用在移动滑阀上。(3)克服阻力所需的压力p阻,当上冲程时仅占总压力的较小部分，而当下冲程时几乎占总压力的绝大部分。在滑阀腔室中压力，永远低于液动机中动力液压力；(4)上、下冲程时，泵的排量不一样；(5)因为地面动力泵处的压力波动不大，排量几乎不变，所以在一个工作循环中地面动力泵的功率变化很小。6 6、结构设计中的几个特殊问题、结构设计中的几个特殊问题（1 1）元件的密封问题）元件的密封问题 包括：往复运动件、限制可动性件、不动连接件包括：往复运动件、限制可动性件、不动连接件硬密封硬密封：间隙密封和螺旋密封、端面硬密封：间隙密封和螺旋密封、端面硬密封软密封软密封：橡胶密封圈密封、填料密封：橡胶密封圈密封、填料密封 动密封和静密封动密封和静密封（2 2）连接件的同心度连接件的同心度问题问题（3 3）丝扣连接的放松丝扣连接的放松问题问题 实践证明，最可靠的防松措施是提高丝扣连接和支承端面的摩擦力，就实践证明，最可靠的防松措施是提高丝扣连接和支承端面的摩擦力，就是在丝扣连接处，是在丝扣连接处，用强力上扣，使支承端面很好地靠用强力上扣，使支承端面很好地靠住，如有可能要装锁紧螺住，如有可能要装锁紧螺母。对于承受冲击载荷的零件，还必须考虑附加的母。对于承受冲击载荷的零件，还必须考虑附加的防松措施防松措施，如采用环氧树脂，如采用环氧树脂粘结、打洋冲眼、热锡焊和热装丝扣等办法。粘结、打洋冲眼、热锡焊和热装丝扣等办法。目前水力活塞泵最大下泵深度为目前水力活塞泵最大下泵深度为46004600m m水力活塞泵水力活塞泵7.7.同心悬挂的两油管柱的强度校核同心悬挂的两油管柱的强度校核 水水力力活活塞塞泵泵装装置置的的油油管管柱柱不不但但在在自自重重和和液液柱柱重重的的作作用用下下，而而且且还还在在地地面面动动力力泵泵的的高高压压动动力力液液的的压压力力作作用用下下。油油管管柱柱强强度度是是限限制制水水力力活活塞塞泵泵下下泵泵深深度度的的主主要要因因素素。当当下下泵泵深深度度很很大大时时，必必须须采采用用高高强强度度钢钢管管，也也可可采采用用复复合合钢钢管管柱柱，即即上上部部用用较较高高强强度度的的钢钢管管，下下部部用用较较低低强强度度钢钢管管。为为了了正正确确地地选选择择油油管管和和确确定定下下泵泵深深度度，必必须须对对油油管管柱柱进进行行强强度度校校核核。但但是是，一一般般来来说说，在在下下泵泵深深度度低低于于1000m1000m时，不需要进行强度校核。时，不需要进行强度校核。水力活塞泵水力活塞泵 在拉伸载荷 作用下，最上端的丝扣连接处是油管柱强度最薄弱的地方，它的许用拉伸载荷可由下式确定：（4-15）式中，丝扣连接处的拉断载荷；安全系数，不应低于1.351.5。水力活塞泵水力活塞泵 当当同同心心悬悬挂挂两两油油管管柱柱时时，下下泵泵深深度度首首先先受受到到外外油油管管柱柱强强度度的的限限制制。当当将将井井下下机机组组压压出出泵泵座座时时，在在外外油油管管柱柱最最上上端端的的丝丝扣扣连连接接处处作作用用有有最最大大拉拉伸伸载载荷荷，它它等等于于油油管管柱柱重重、两两管管柱柱的的环环形形空空间间内内液液柱柱重重和和井井下下机机组组压压出出时时地地面面动动力力泵泵在在外外油油管管柱柱中中造造成成最最大大压压力力等等三三项项的的总总和和。当当压压出出井井下下机机组组时时，最最大大压压力力值值一一般般采采用用10MPa10MPa，但但在在特特殊殊情情况况下下也也可可达达15MPa15MPa，它它和和固固定定密密封封装装置置的的摩摩擦擦力力大大小小有有关关，而而井井下下机机组组的的工工作作时时间间、动动力力液液压压力力大大小小和原油性质是影响上述摩擦力的主要因素和原油性质是影响上述摩擦力的主要因素。内内油油管管柱柱丝丝扣扣连连接接处处的的最最大大拉拉伸伸载载荷荷发发生生在在井井下下机机组组正正常常工工作作时时，它它等等于于管管柱柱重重、液液柱柱重重和和动动力力液液最最大大工工作作压压力力所所产产生生的载荷的载荷三项的总和三项的总和，必要时也要进行核算。，必要时也要进行核算。水力活塞泵水力活塞泵四、四、水力活塞泵的使用范围和发展趋势水力活塞泵的使用范围和发展趋势 水水力力活活塞塞泵泵的的一一个个重重要要优优点点是是具具有有较较高高的的效效率率，而而且且随随着着油油井井动动液液面面的的降降低低，它它的的效效率率减减小小不不多多；它它的的基基本本工工作作参参数数排排量量和和压压头头可可在在大大范范围围内内平平滑滑地地调调节节，而而其其效效率率并并无无多多大大变变化化；自自由由安安装装式式水水力力活活塞塞泵泵可可利利用用动动力力液液进进行行起起下下操操作作，使使起起下下操操作作机机械械化化不不仅仅可可大大大大减减轻轻繁繁重重的的体体力力劳劳动动，而而且且可可减减少少停停井井时时间间，增增加加原原油油产产量量，延延长长油油管管寿寿命命和和降降低低建建井井成成本本，如如自自由由安安装装式式水水力力活活塞塞泵泵起起下下只只需需一一个个工工人人即即可可，而而且且从从2000m2000m处处用用动动力力液液提提升升，一一般般只只需需303060min60min，下下放放只只需需252535min35min，水水力力活活塞塞泵泵的的主主要要工工作作部部件件易易于于标标准准化化，它它的的采采用用便于实行矿场自动化便于实行矿场自动化。水力活塞泵水力活塞泵 1 1水力活塞泵特别适用下列的开采条件水力活塞泵特别适用下列的开采条件 1 1）深井和超深井的开采深井和超深井的开采 水水力力活活塞塞泵泵在在深深井井和和超超深深井井中中能能高高效效率率地地工工作作，随随着着抽抽井动液面降低，排量和效率改变不显著。井动液面降低，排量和效率改变不显著。2 2）斜井和方向井的开采斜井和方向井的开采 水水力力活活塞塞泵泵在在斜斜井井和和方方向向井井中中开开采采也也很很有有效效，甚甚至至在在井井斜斜达达7070的的情情况况下下它它的的工工作作和和起起下下操操作作也也无无多多大大困困难难。由由于于水水力力活活塞塞泵泵的的地地面面设设备备很很紧紧凑凑，平平衡衡性性好好，适适用用于于固固定定式式平平台台或或栈栈桥桥的的海海上上油油井井开开采采。水水力力活活塞塞泵泵的的地地面面设设备备可可解解决决海海上油井开采的安全防火问题。上油井开采的安全防火问题。水力活塞泵水力活塞泵 3）小眼油井的开采小眼油井的开采 目目前前，已已用用53/4英英寸寸（134mm）套套管管柱柱的的油油井井代代替替65/8英英寸寸（168mm）套套 管管 柱柱 的的 油油 井井，并并 正正 在在 发发 展展 43/4英英 寸寸（121mm）或或更更小小套套管管柱柱的的油油井井。这这样样可可以以加加速速钻钻井井速速度度，减少投资。在这样情况下水力活塞泵在技术上特别有效。减少投资。在这样情况下水力活塞泵在技术上特别有效。4）粘油井的开采粘油井的开采 粘粘油油井井（粘粘度度达达几几百百和和几几千千厘厘泊泊）的的开开采采，用用有有杆杆抽抽油油设设备备有有时时是是不不可可能能的的，用用电电动动潜潜油油离离心心泵泵开开采采效效率率低低。采采用用水水力力活活塞塞泵泵时时，可可利利用用热热动动力力液液对对原原油油进进行行加加热热，粘粘度度降降低低几几十十倍倍，也也可可采采用用其其它它方方法法降降低低原原油油粘粘度度，因因此此，水水力力活活塞塞泵开采粘油井是有效的。泵开采粘油井是有效的。水力活塞泵水力活塞泵 5）多蜡井的开采多蜡井的开采 实实践践表表明明，用用水水力力活活塞塞泵泵开开采采多多蜡蜡井井时时，发发现现油油管管壁壁上上石石蜡蜡的的沉沉积积量量很很小小，这这是是因因为为井井中中原原油油已已在在水水力力活活塞塞泵泵井井下下机机组组出出口口处处，和和废废动动力力液液混混合合，降降低低了了单单位位体体积积液液体体的的含含气气量量和和含含蜡蜡量量，石石蜡蜡的的影影响响因因而而减减轻轻。利利用用热热动动力力液液或或往往动动力力液液中中加加入入石石蜡蜡溶溶剂剂，可可以以完完全全消消除除石石蜡的影响。蜡的影响。水力活塞泵水力活塞泵 水水力力活活塞塞泵泵的的缺缺点点是是需需向向井井中中下下放放双双层层油油管管（指指插插入入固固定定式式和和平平行行管管自自由由式式)，这这样样一一方方面面增增加加了了设设备备的的金金属属消消耗耗量量和和投投资资，提提高高了了井井下下修修理理劳劳动动量量和和维维修修费费用用；另另一一方方面面又又限限制制了了井井下下机机组组的的尺尺寸寸，使使结结构构复复杂杂化化。为为了了消消除除这这个个缺缺点点，可可采采用用套套管管固固定定式式或或套套管管自自由由式式，即即采采用用单单油油管管柱柱带带封封隔隔器器方方案案。但但是是，上上述述方方案案使使用用的的前前提提条条件件必必须须保保证证套套管管柱柱的的平平直直和和密密封封性性，同同时时油油井井的的油油气气比比要要低低或或动动液液面面高高允允许许采采用用大大的的沉沉没没度度。如如这这些些条条件件不不具具备备时时，可可考考虑虑采采用用双双平平行行油油管管柱柱即即平平行行管管自自由由式式，可以减少设备的重量，但它的排量受到限制。可以减少设备的重量，但它的排量受到限制。水力活塞泵水力活塞泵 水水力力活活塞塞泵泵在在某某些些油油区区特特别别是是开开采采松松散散砂砂石石的的油油层层时时，需需专专门门准准备备动动力力液液。在在冬冬夭夭严严寒寒季季节节时时，水水力力活活塞塞泵泵的的地地面面设设备备和和管管线线的的操操作作有有一一定定的的困困难难。水水力力活活塞塞泵泵的的下下泵泵深深度度受受油油管管强强度度的的限限制制。上上述述的的缺缺点点在在采采取取相相应应措施后是可以克服的。措施后是可以克服的。水水力力活活塞塞泵泵的的使使用用寿寿命命要要比比有有杆杆泵泵长长一一倍倍。我我国国从从1966年年开开始始在在矿矿场场上上试试验验水水力力活活塞塞泵泵采采油油，目目前前，在在一一些些油油田田上上已已得得到到较较大大规规模模的的推推广广使使用用，水水力力活活塞塞泵泵在在井井下连续运转时间最一长已达一年半左右。下连续运转时间最一长已达一年半左右。水力活塞泵水力活塞泵2.2.水力活塞泵的发展趋势水力活塞泵的发展趋势 1 1）用在大排量和深井的开采用在大排量和深井的开采 近近十十几几年年来来，单单台台水水力力活活塞塞泵泵的的排排量量比比过过去去增增加加了了3 3倍倍以以上上，因因此此对对大大排排量量油油井井的的适适应应性性大大大大增增加加。为为了了能能在在深深井井和和超超深深井井中中工工作作，增增加加下下泵泵深深度度，采采用用了了双双联联液液动动机机或或小小比比例例泵泵的的结结构构。在在一一定定的的套套管管尺尺寸寸范范围围内内，采采用用双双泵泵端端泵泵或或串串联联的的两两个个双双泵泵端端泵泵的的方方法法，使使水水力力活活塞塞泵泵更更加加扩扩大大了它的排量和井深的使用范围。了它的排量和井深的使用范围。水力活塞泵水力活塞泵图4-13 串联双泵端泵(左)和大排量双泵端泵(右)示意图水力活塞泵水力活塞泵2）集中动力泵站和控制分站集中动力泵站和控制分站 例例如如某某油油田田原原有有5口口井井各各装装一一台台三三缸缸地地面面动动力力泵泵和和一一个个动动力力油油罐罐。后后来来增增加加到到18口口井井，把把5台台地地面面动动力力泵泵集集中中到到一一个个动动力力泵泵站站，采采用用了了800m3的的动动力力油油罐罐。动动力力液液通通过过一一个个排排出出集集管管分分送送到到5个个动动力力液液控控制制分分站站，每每一一个个分分站站可可以以控控制制45口口井井。这这样样，原来原来5口井所用的口井所用的5台地面动力泵可以操作台地面动力泵可以操作18口井。口井。集集中中动动力力泵泵站站的的推推广广，有有可可能能采采用用大大功功率率卧卧式式多多缸缸地地面面动动力力泵泵（如如184kW的的卧卧式式五五缸缸柱柱塞塞泵泵）和和成成套套动动力力液液控控制制管管汇汇，来来分分配配、控控制制和和测测量量每每口口井井的的动动力力液液流流量量。采采用用组组合合式式管管汇汇，可以适应不同数量的油井。可以适应不同数量的油井。水力活塞泵水力活塞泵3 3）采用闭式动力液系统采用闭式动力液系统 闭闭式式动动力力液液系系统统由由于于动动力力液液能能保保持持清清洁洁，因因此此减减少少了了动动力力液液处处理理和和维维护护费费用用，而而且且使使水水力力活活塞塞泵泵的的液液动动机机部部分分磨磨损损减减轻轻，寿寿命命延延长长。常常用用的的闭闭式式系系统统包包括括三三条条管管柱柱：大大管管柱柱装装水水力力活活塞塞泵泵井井下下机机组组；一一个个管管柱柱出出原原油油；一一个个管管柱柱返返回回废废动动力力液液。现现在在大大多多数数油油井井可可以以每每一一条条管管柱柱单单独独下下放放。由由于于采采取取了了一一系系列列新新的的改改进进（如如减减小小油油管管接接头头直直径径，改改进进接接头头设设计计和和采采用用专专门门的的内内密密封封装装置置结结构构），使使闭闭式式动动力力液液系系统统的的采采用用更更加加方方便便。闭闭式式动动力力液液系系统统因占地面积小，适用于海上平台抽油。因占地面积小，适用于海上平台抽油。水力活塞泵水力活塞泵4 4）用于单井同时分采多油层用于单井同时分采多油层 为为了了加加速速多多油油层层的的新新油油田田开开发发，节节省省大大量量的的投投资资和和材材料料消消耗耗，近近年年来来飞飞速速发发展展单单井井同同时时分分采采多多油油层层的的采采油油法法。水水力力活活塞塞泵泵在在这这方方面面的的应应用用也也很很广广泛泛，出出现现了了不不少少用于单井同时分采多油层的水力活塞泵方案。用于单井同时分采多油层的水力活塞泵方案。第二节第二节 水力射流泵水力射流泵水力射流泵水力射流泵一、一、水力射流泵采油系统水力射流泵采油系统 水水力力射射流流泵泵(也也称称喷喷射射泵泵)是是利利用用射射流流原原理理将将注注入入井井内内的的高高压压动动力力液液的的能能量量传传递递给给井井下下油油层层产产出出液液的的无无杆杆水水力力采采油油设设备备。射射流流泵泵采采油油系系统统与与水水力力活活塞塞泵泵一一样样，也也是是由由地地面面(包包括括动动力力液液供供给给和和产产出出液液收收集集处处理理系系统统)和和井井下下(包包括括动动力力液液及及产产出出液液在在井井筒筒内内的的流流动动系系统统和和射射流流泵泵)两两大大部部分分组组成成。地地面面部部分分和和井井筒筒流流动动系系统统与与水水力力活活塞塞泵泵开开式式采采油油系系统统相相同同，动动力力液液在在井井下下与与油油层层产产出出液液混混合合后后返返回地面。回地面。水力射流泵水力射流泵图图4-14 4-14 射流泵结构示意图射流泵结构示意图1-1-提升打捞系统提升打捞系统;2-;2-工作筒工作筒;3-;3-沉没泵沉没泵;4-4-测压室测压室;5-;5-喷嘴喷嘴;6-;6-喉管喉管;7-7-扩散管扩散管;8-;8-油气进排系统油气进排系统;9-;9-固定阀固定阀 射射射射流流流流泵泵泵泵主主主主要要要要由由由由喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴、喉喉喉喉管管管管及及及及扩扩扩扩散散散散管管管管组组组组成成成成。喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴是是是是用用用用来来来来将将将将流流流流经经经经的的的的高高高高压压压压动动动动力力力力液液液液的的的的压压压压能能能能转转转转换换换换为为为为高高高高速速速速流流流流动动动动液液液液体体体体的的的的动动动动能能能能，并并并并在在在在嘴嘴嘴嘴后后后后形形形形成成成成低低低低压压压压区区区区。高高高高速速速速流流流流动动动动的的的的低低低低压压压压动动动动力力力力液液液液与与与与被被被被吸吸吸吸入入入入低低低低压压压压区区区区的的的的油油油油层层层层产产产产出出出出液液液液在在在在喉喉喉喉管管管管子子子子混混混混合合合合，流流流流经经经经截截截截面面面面不不不不断断断断扩扩扩扩大大大大的的的的扩扩扩扩散散散散管管管管时时时时，因因因因流流流流速速速速降降降降低低低低将将将将高高高高速速速速流流流流动动动动的的的的液液液液体体体体动动动动能能能能转转转转换换换换成成成成低低低低速速速速流流流流动动动动的的的的压压压压能能能能。混混混混合合合合液液液液的的的的压压压压力力力力提提提提高高高高后被举升到地面。后被举升到地面。后被举升到地面。后被举升到地面。水力射流泵水力射流泵 射射流流泵泵是是通通过过流流体体压压能能与与动动能能之之间间的的流流体体能能量量直直接接转转换换来来传传递递能能量量，而而不不像像其其它它类类型型的的泵泵那那样样，必必须须有有机机械械能能量量与与流流体体能能量量的的转转换换。因因此此，射射流流泵泵没没有有运运动动部部件件，结结构构紧紧凑凑，泵泵排排量量范范围围大大，对对定定向向井井、水水平平井井和和海海上上丛丛式式井井的的举举升升有有良良好好的的适适应应性性。由由于于可可利利用用动动力力液液的的热热力力及及化化学学特特性性，水水力力射射流流泵泵可可用用于于高高凝凝油油、稠稠油油、高高含含蜡蜡油油井井。射射流流泵泵可可以以采采用用自自由由安安装装，因因而而捡捡泵泵及及泵泵下下测测量量工作都比较方便。工作都比较方便。水力射流泵水力射流泵 尽尽管管水水力力射射流流泵泵具具有有以以上上优优点点，但但由由于于高高压压动动力力液液通通过过喷喷嘴嘴时时的的水水力力阻阻力力损损失失和和高高速速流流动动的的动动力力液液与与低低速速流流动动的的油油层层产产出出液液产产生生的的高高湍湍流流混混合合损损失失，射射流流泵泵的的效效率率远远低低于于容容积积式式泵泵的的效效率率，并并且且需需要要建建设设地地面面动动力力液液系系统统，因因而而，在正常条件下其使用仍受到一定的限制在正常条件下其使用仍受到一定的限制。水力射流泵水力射流泵二、二、水力射流泵的工作原理水力射流泵的工作原理图图4-15 4-15 井下射流泵工作示意图井下射流泵工作示意图水水力力射射流流泵泵的的排排量量、扬扬程程取取决决于于喷喷嘴嘴面面积积与与喉喉管管面面积积的的比值比值。水力射流泵水力射流泵三、三、喷射泵特点喷射泵特点 1 1）泵结构简单，外廓尺寸小，无运