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1、有桿泵采油典型特點(diǎn):地面能量通過抽油桿、抽油泵傳遞給井下流體。(1)常規(guī)有桿泵采油: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。(2)地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油: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。有桿泵采油分類:常規(guī)有桿泵采油是目前我國最廣泛應(yīng)用的采油方式,大約有60%以上的油井采油采用該舉升方式。抽油機(jī)井設(shè)備與工作原理一、抽油裝置抽油機(jī)抽油桿抽油泵其它附件設(shè)備組成(一)抽油機(jī)有桿深井泵采油的主要地面設(shè)備,它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,包括游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽油機(jī)兩種。游梁式抽油機(jī)組成游梁-連桿-曲柄機(jī)構(gòu)、減速箱、動(dòng)力設(shè)備和輔助裝置工作時(shí),動(dòng)力機(jī)將高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過皮帶和減
2、速箱傳給曲柄軸,帶動(dòng)曲柄作低速旋轉(zhuǎn)。曲柄通過連桿經(jīng)橫梁帶動(dòng)游梁作上下擺動(dòng)。掛在驢頭上的懸繩器便帶動(dòng)抽油桿柱作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。工作原理游梁式抽油機(jī)分類后置式和前置式③運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同—后置式上、下沖程的時(shí)間基本相等;前置式上沖程較下沖程慢。圖3-2后置式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖圖3-3前置式氣動(dòng)平衡抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖不同點(diǎn):①游梁和連桿的連接位置不同。②平衡方式不同—后置式多采用機(jī)械平衡;前置式多采用氣動(dòng)平衡。新型抽油機(jī):為了節(jié)能和加大沖程。異相型游梁式抽油機(jī)節(jié)能加大沖程異形游梁式抽油機(jī)雙驢頭游梁式抽油機(jī)鏈條式抽油機(jī)皮帶傳動(dòng)抽油機(jī)液壓抽油機(jī)塔架式摩擦換向抽油機(jī)雙驢頭抽油機(jī)(平衡性好,節(jié)能)調(diào)徑變矩游梁抽
3、油機(jī)擺桿抽油機(jī)(勝利油田已用幾十臺)皮帶式抽油機(jī)塔架式摩擦換向抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)采用開關(guān)磁阻電機(jī)用變頻調(diào)速控制電機(jī)轉(zhuǎn)速減速器采用擺線針輪減速器電機(jī)、減速器、摩擦輪用聯(lián)軸器連接摩擦輪上繞鋼絲繩鋼絲繩一端連光桿,另一端連平衡配重電動(dòng)機(jī)由程序控制正反轉(zhuǎn)摩擦輪與鋼絲繩通過表面摩擦力實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與能量的傳遞,從而實(shí)現(xiàn)懸點(diǎn)上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。(2)抽油泵:機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體壓能的設(shè)備工作筒(外筒和襯套)、柱塞及游動(dòng)閥(排出閥)和固定閥(吸入閥)一般要求按照抽油泵在油管中的固定方式可分為:管式泵和桿式泵主要組成分類a.結(jié)構(gòu)簡單,強(qiáng)度高,質(zhì)量好,連接部分密封可靠;b.制造材料耐磨和抗腐蝕性好,使用壽命長;c
4、.規(guī)格類型能滿足油井排液量的需要,適應(yīng)性強(qiáng);d.便于起下;e.結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮防砂、防氣,并帶有必要的輔助設(shè)備。A-管式泵B-桿式泵管式泵:外筒和襯套在地面組裝好接在油管下部先下入井內(nèi),然后投入固定閥,最后再把柱塞接在抽油桿柱下端下入泵內(nèi)。桿式泵: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)先裝在油管預(yù)定深度(下泵深度)上的卡簧固定在油管上,檢泵時(shí)不需要起油管。管式泵特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、成本低,排量大。但檢泵時(shí)必須起出油管,修井工作量大,故適用于下泵深度不很大,產(chǎn)量較高的油井。桿式泵特點(diǎn):結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本高,排量小,修井工作量小。桿式泵適用于下泵深度大、產(chǎn)量較小的
5、油井。(3)抽油桿:能量傳遞工具。1-外螺紋接頭;2-卸荷槽;3-推承面臺肩;4-扳手方徑;5-凸緣;6-圓弧過渡區(qū)二、泵的工作原理(一)泵的抽汲過程管內(nèi)液柱壓力和自重作用而關(guān)閉。泵吸入的條件:泵內(nèi)壓力(吸入壓力)低于沉沒壓力。1)上沖程抽油桿柱帶著柱塞向上運(yùn)動(dòng),柱塞上的游動(dòng)閥受泵內(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。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。2)下沖程柱塞下行,固定閥在重力作用下
6、關(guān)閉。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。(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:V=fpSVm=fpSN每分鐘的排量為:Qt=1440fpSN=kpSN每日排量:主要內(nèi)容5.常規(guī)有桿泵采油(1)抽油機(jī)井設(shè)備與工作原理(2)抽油機(jī)井生產(chǎn)系統(tǒng)行為預(yù)測(3)抽油機(jī)井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與故障診斷(4)抽油機(jī)井生產(chǎn)系統(tǒng)效率分析SB=r(1?cosφ)=r(1?cosωt)抽
7、油機(jī)井生產(chǎn)系統(tǒng)行為預(yù)測一、抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律(一)簡化為簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律假設(shè)條件:r/l≈0、r/b≈0游梁和連桿的連接點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)可看做簡諧運(yùn)動(dòng),即認(rèn)為B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和D點(diǎn)做圓運(yùn)動(dòng)時(shí)在垂直中心線上的投影(C點(diǎn))的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同。則B點(diǎn)經(jīng)過t時(shí)間(曲柄轉(zhuǎn)角φ)時(shí)位移為:圖3-7抽油機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)簡圖ababSA=SB=r(1?cosωt)以下死點(diǎn)為坐標(biāo)零點(diǎn),向上為坐標(biāo)正方向,則懸點(diǎn)A的位移為:A點(diǎn)的速度為:圖3-7抽油機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)簡圖dSAadtbA點(diǎn)的加速度為:dVAa2dtb圖3-8簡諧