有杆抽油装置

采油装置中的“三抽设备”深井泵采油装置最常用的是游梁式抽油机——抽油泵装置，它包括抽油机、抽油井井口装置的地面部分和包括抽油杆、抽油泵、油管等井下部分组成，其中抽油机、抽油杆、抽油泵是这种抽油装置最主要的部件，即所谓的“三抽设备”。

1．抽油机抽油机是抽油井地面机械传动装置，它和抽油杆、抽油泵协作使用，可以将井下原油抽到地面。

因抽油机的结构和工作原理不同，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。

游梁式抽油机按结构不同，可分为一般式和前移式（前置式）。

一般式的支架在驴头和曲柄连杆机构之间，前移式的曲柄连杆机构位于驴头和游梁支架之间。

抽油机的工作原理是电动机将其高速旋转运动传递给减速箱的输出轴，经中间轴后带动输出轴，输出轴带动曲柄作低速旋转运动。

同时，曲柄通过连杆经横梁后臂拉着游梁后臂（或前臂）摇摆（或者是连杆直接拉着游梁后臂）。

游梁前端装有驴头，活塞以上液柱及抽油杆柱等载荷均通过悬绳器悬挂在驴头上。

由于驴头伴同游梁一起上下摇摆，游梁驴头便带动活塞作上下、垂直的往复运动，将油抽出井筒。

2．抽油泵抽油泵也称深井泵，是有杆机械采油的一种专用设备，泵位于油井井筒中动液面以下肯定深度，依靠抽油杆传递抽油机动力，将原油抽出地面。

因在井内安装的方式不同，可分为管式泵和杆式泵两种。

现场应用较多的是管式泵。

管式泵泵径较大，排量较大、结构简洁、价格低廉，适用于产量高、油井较浅、含砂较多、气量较小的井使用；杆式泵泵径小，排量低、检泵便利，适用于产量低的深井。

抽油泵的工作原理是地面上的抽油机通过抽油杆带动泵的活塞上下往复运动，不断将油顶到地面。

泵的一次上下运动叫一个冲程，一次冲程的排液量理论上等于抽油泵活塞向上运动让出的体积。

实际上，抽油井生产时受各种因素影响，油井产液量并不等于理论排量，抽油井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效，抽油机的泵效是一个重要的管理指标。

影响泵效的因素有三方面：（1）地质因素，如油井出砂、气体的影响、油井结蜡、原油高粘度以及原油中含有的腐蚀性水和气体；（2）泵的制造安装质量；（3）泵的工作参数选择。

188.5380.61860620.851.0290.9436400.1β=0.6580P s = 2.537400.1019.8ρl =0.95249801.15L p =11787850钢材的密度7850kg/m 3标准状况下压力：P sc =0.101MPa频率系数F c =1.15声波在抽油杆中的速度a=4980m/s泵挂深度的公式为书中（重力加速度：g=9.8计算沉没压力公式如公式以上公式计算沉没压力，β为可自己设定一个β值，则0＜Q t ＜Q b ，此时产量与流压Q omax =Q b +Q c =Q b +JP b /1.8=而Q t =36m 3/d.一：油井产能预测或流1、确定井底流压（9Mpa）Q b =J(P r -P b )=3、确定下泵深度（1178m）ρl =ρw f w +(1-f w )ρo 设计产量（配产）：Q x =40m 3/d井口套管压力：P c =0.1Mpa则Q t 下的井底流压可通过下式P wf =P r -Q t /J=2、确定沉没压力（2.537Mpa 泵入口温度：80℃GOR（气油比）：40m 3/m 3油管内径：D ti =62mm(2.44Lin)产液指数：J=4.0m 3/(d*Mpa)试井产量：Q t =36m 3/d原油相对密度：0.85地层水相对密度：1.02杆柱的使用系数：SF=0.9有杆抽油系统的设计地层平均压力：P r =18MPa原油饱和压力：P b =8.5MPa含水率：f w =60%油层中部深度：H=1860m56.89ηp =0.750.75Q t =53.3952①D p =38.1s*n=32.5②D p =44.5s*n=24则：1、2符合要求选用D p =38.1mm和D p =44.45mm的泵径（2）：柱塞长度选用1.2m，防冲距0.8m。

（3）：根据不同的泵径，选择不同的s、n组合应大于油管内径，则可供选择的泵径为38.1mm，44.45mm，57.15mm则有：1、D p =38.1mm时，s*n=32.52、D p =44.45mm时，s*n=243、D p =57.15mm时，s*n=14.4(舍去)原则上：s*n=20-50m/min由于油管内径D ti =62mm，因而泵径D p 不书中（7-24）s*n=Q t /(1.131*10-3D p 2)s*n=53.3/(1.131*10-3D p 2)如公式（7-23）压力，β为未知数，由于s、n、D p 都是未知的，应采用不同的泵径D p 来确定S、N的组合二、初选抽汲参数1、泵效泵效ηp 采用如下公式计算：ηp =1-0.4(L p /(L p +300))2，此时产量与流压呈线性关系Q t （PD，泵的理论排量）=Q x /ηp b +JP b /1.8=测或流压的确定（9Mpa）（1178m）-f w )ρo 流压可通过下式计算：（2.537Mpa）则有：F o=1252312.523F o=1704563.40.2、n组合。

实验三有杆泵与抽油原理一．实验目的1. 观察抽油机、抽油泵的结构和工作过程（机杆泵四连杆机构）。

2.掌握有杆泵抽汲原理熟悉游梁式抽油机主要部件组成、各部件名称结构及工作原理。

3. 观察气锚的分气效果。

4.观察模拟泵在井筒内的工作状况。

二．实验内容1.抽油机工作原理有杆泵抽油是三大采油方法之一。

本实验装置由抽油机和井筒两大部分组成，见图1。

电动机的高速旋转运动通过皮带轮和减速箱减速，传递给曲柄轴，带动曲柄作低速旋转运动，经曲柄、连杆、横梁带动油梁作上下摆动，挂在游梁驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱做上下往复运动，从而带动泵柱塞做上下往复运动。

图1 抽油机的实验装置组成示意图2.抽油泵工作原理有杆泵是由泵筒、衬套、柱塞、游动阀、固定阀组成。

泵的工作由三个基本环节组成，即柱塞在泵内让出容积，液体进泵和从泵内排出液体。

在理想的情况下，柱塞上下一次进入和排出的液体等于柱塞让出的容积。

上冲程，抽油机带动抽油杆连接柱塞一起向上运动，柱塞上的游动阀受柱塞上油管液柱压力作用而关闭，与此同时，泵腔内由于柱塞上行让出容积而压力降低，固定阀在油套环形空间液柱压力作用下被冲开，液体被吸入泵腔内，上冲程为泵吸液而油井排液过程。

下冲程，柱塞下行，固定阀关闭，泵腔内压力增高，当泵内压力大于柱塞以上液柱压力时，游动阀被冲开，泵腔内液体通过游动阀排入井筒中，见图2。

柱塞上下一次为一个冲程，在一个冲程内完成一次进液和排液的过程。

图2 泵的工作原理图3.气锚分离原理气锚是井下油气分离装置，其基本原理是建立在油气密度不同而起油气分离作用的。

气锚可分为旋转式、沉降式，其结构图见3.3。

气锚安装在抽油泵的末端。

沉降式气锚当柱塞上行时，由于抽吸和管外液柱压力作用，油和气进入锚内，由于油气密度的差异气体大部分上浮于气锚的上端，而液体则沉降于气锚的下端；当柱塞下行时，由于泵的阀被关闭，气锚内液体处于静止状态，气体上浮自锚上端的排气孔抛出，进入管外油套环形空间，而脱气原油自气锚中心管的下口被吸入到泵腔内，从而达到防止气体进泵，提高泵效的目的。

第三章有杆泵采油有杆泵一般是指利用抽油杆上下往复运动所驱动的柱塞式抽油泵。

有杆泵采油具有结构简单、适应性强和寿命长的特点，是目前国内外应用最广泛的机械采油方式。

本章将系统地介绍游梁式抽油机有杆抽油装置、采油原理、工艺设计及油井工况分析方法。

第一节有杆抽油装置典型的有杆抽油装置主要由三部分组成，如图3-1所示。

一是地面驱动设备即抽油机；二是安装在油管柱下部的抽油泵；三是抽油杆柱，它把地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵柱塞使其上下往复运动，使油管柱中的液体增压，将油层产液抽汲至地面。

就整个有杆抽油生产系统而言，还包括供给流体的油层、用于悬挂抽油泵并作为举升流体通道的油管柱、井下器具（油管锚、气锚、砂锚等）、油套管环形空间及井口装置等。

图3-1 典型的有杆抽油生产系统1-吸入阀；2-泵筒；3-排出阀；4-柱塞；5-抽油杆；6-动液面；7-油管；8-套管；9-三通；10-盘根盒；11-光杆；12-驴头；13-游梁；14-连杆；15-曲柄；16-减速器；17-动力机（电动机）一、抽油机抽油机（pumping unit）是有杆抽油的地面驱动设备。

按其基本结构抽油机可分为游梁式和无游梁式两大类，目前国内外应用最为广泛的是游梁式抽油机（俗称磕头机）。

游梁式抽油机主要由游梁—连杆—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成，如图3-2所示。

游梁式抽油机工作时，传动皮带将电机的高速旋转运动传递给减速器的输入轴，经减速后由低速旋转的曲柄通过四连杆机构带动游梁作上下往复摆动。

游梁前端圆弧状的驴头经悬绳器带动抽油杆柱作上下往复直线运动。

根据结构形式不同游梁式抽油机分为常规型（普通型），异相型、前置型和异型等类型。

常规型和前置型是游梁式抽油机的两种基本型式。

1.常规型抽油机常规型游梁抽油机如图3-2所示。

它是目前油田使用最广的一种抽油机。

其结构特点是：支架位于游梁的中部，驴头和曲柄连杆分别位于游梁的两端，曲柄轴中心基本位于游梁尾轴承的正下方，上下冲程运行时间相等。

有杆采油装备与无杆采油装备概述及对比人类有着1600年左右的石油开采历史，直到1848年俄国工程师F.N. Semyenov在巴库东北方的Aspheron半岛开采了第一口现代油井后，人类才步入了现代化的石油开采时代。

其中机械采油装备经过了一百多年的发展，逐渐形成了当今有杆采油装备和无杆采油装备两大体系。

据统计，全世界约有100万口左右的在产油井，其中使用有杆采油装备的约占到90%以上，这些有杆采油装备的驱动装置采用游梁式抽油机的约占到80%以上。

（兰石以往出口抽油机型全部为游梁式抽油机。

）一. 机械采油装备概述机械采油装备基本可归纳为两大类，有杆采油装备和无杆采油装备。

1.有杆采油设备：位于地面的动力设备通过一系列的机械传动带动抽油杆柱，再由抽油杆柱带动井下抽油泵活塞上、下往复运动或旋转运动，将井内原油抽至地面的采油设备。

可分为：1) 杆式抽油泵：检泵方便，但结构复杂，制造成本较高，在相同的油管直径下允许下入的泵径较管式泵要小，适用于下泵深度较大，产量较小的油井。

该泵地面驱动装置为游梁式或非游梁式抽油机。

2）管式抽油泵：结构简单，成本低，在相同油管直径下允许下入的泵径比杆式泵大，因而排量大。

但检泵时必须拆卸油管，修井工作量大，故适用于下泵深度不大，产量较高的井。

该泵地面驱动装置为游梁式或非游梁式抽油机。

3）地面驱动螺杆泵：能够输送高粘度、高含砂量的原油，适应高气油比、中等深度低产井原油的需要，工艺简单、管理方便、低生产成本、具有高举升性能。

但螺杆泵缺点为油井抽油杆易断脱、油管漏失、结蜡严重、螺杆泵定子脱落、磨损严重等故障频繁。

该泵的驱动装置为螺杆泵电机，安置在地面采油树上。

2.无杆采油设备：不用抽油杆柱传递能量，而是用电缆或高压液体传递能量的采油设备统称为无杆采油设备。

其中可细分为：1）电泵类：a.电动潜油离心泵：是一种井下工作的多级离心泵，排量大、操作简单、管理方便、在防蜡方面有一定作用。

在有些高凝油、稠油情况下还需要加装一套原油稀释系统，由稀释管线向井下油层注入稀释液。

采油工程李颖川答案【篇一：(抽油井作业周期延缓与探讨)】抽油井作业周期延缓与探讨摘要：随着油田不断开发，尤其是以八面河油田北部油区油井普遍是一些斜井和部分水平井，近年来又步入开发的中后期，在油井长期生产过程中，都存在着管杆偏磨穿孔、腐蚀、断脱、出砂、套变、套破、套管挫断等多种因素，自然就造成油井维护作业频繁，生产周期缩短，导致成本投入增加。

针对这一普遍情况，就必须考虑怎样有效地解决并延缓维护井的实际作业周期，以此来提高油井的采收效率，从而达到节约控制成本的目的。

关键词：维护井作业周期延缓偏磨腐蚀一、概况抽油井失效作业一直是油田长期面临的问题，但是抽油井维护性作业大致可分为冲砂、检泵、加深或上提泵挂、换泵等几类。

引起作业的直接原因就是油管穿孔漏失或破裂、抽油杆断脱、结蜡、泵漏、泵卡、砂卡、活塞断脱、地层出砂覆盖油层，此外地层供应不足造成液面下降和液面长抽不降，以及油井管理不善等多种因素。

二、管杆问题的原因分析及治理效果一是油井产液量含水高，结蜡严重，油管和抽油杆腐蚀性大的因素影响，再者就是井斜度较大的井，偏磨和腐蚀等问题日益严重，自然就加快了油管杆的失效速度，虽然采取了一定的措施，在抽油杆上安装了注塑块与油管杆扶正器，由于动液面较深，泵挂也深，难免摆脱大负荷、高频率来回摆动偏磨，使注塑块和油管杆扶正器磨损失效，摩擦系数增大，管杆间润滑作用减少，这样就很快把油管给磨穿造成管漏，或抽油杆磨损过大和严重腐蚀后失去了本应承受负荷的能力导致被拉断。

再者就是在长时间生产中，含水低液量少的井，由于作业周期较长，在热洗井过程中化蜡不够彻底，使管杆结蜡日渐严重，导致抽油杆上下行阻力增大，流体在油管内流动的空间减小，抽油杆所受到的流体摩擦力增加，管杆间的摩擦临界压力降低，当管杆结蜡增加到一定程度时，拉力逐渐增大，抽油杆就被拉断。

二是管杆的质量问题。

在下井生产中重复使用的管杆本来就存在一定缺陷，虽然经过检验合格，但与新的相比较起来还是差距很大，如试压油管管壁的厚度完全不一样，大多受损程度也都不一样，还有经过翻新的修复抽油杆、检测杆，以及管杆的抗磨性、防腐性、抗拉强度都大打折扣，油井免修期缩短，检泵作业维护工作加大，甚至有的新油管本身就存在着钢材质量问题。

抽油杆抽油杆是抽油机井的细长杆件，它上接总杆，下接抽油泵起传递动力的作用。

抽油杆单根长度为六米，材质一般是高碳钢表面镀硬铬,在油管内用内螺纹箍一根根连接起来一直延伸到地下油层处的活塞上,通过往复运动来泵油.目前的油井长度一般在两千米左右,以胜利油田为例,最深的以达三千余米。

抽油杆的发展抽油杆是有杆抽油设备的重要部件，它将抽油机的动力传递给井下抽油泵。

抽油杆柱是由数十根或数百根抽油杆通过接箍连接而成。

在采油过程中，抽油杆柱承受不对称循环载荷的作用，工作介质为井液（原油和矿层水），而许多抽油井的井液含有腐蚀介质。

因此，抽油杆的主要失效形式为疲劳断裂或腐蚀疲劳断裂。

抽油杆的断脱事故会严重影响原油产量，增加了修井费用，提高了原油成本。

抽油杆有近百年的历史。

最原始的抽盐卤杆是用藤条做的。

第一个金属抽油杆专利（U.S.528168）是美国于亥俄州的Samuel M.Jones于1894年10月30日获得的。

近20年来，国内外在抽油杆的制造方面采用了许多新材料、新设备、新技术和新工艺，如采用多元素合金钢、玻璃钢；采用中频感应透热设备加热及自动化平锻机进行锻造，采用中频感应加热淬火装置及红外光导智能测温仪器，抽油杆头部不旋转加工生产线，接箍自动生产线；以及先进的锻模设计技术，抽油杆外螺纹滚压工艺，接箍内螺纹半切削半挤压工艺，摩擦焊接工艺，喷丸强化工艺，表面感应淬火工艺等，大大提高了抽油杆的制造水平和产品质量。

为了满足大泵强采、小泵深抽、稠油井、高含腊井、腐蚀井和斜井采油的需要，国内外开发了许多特种抽油杆，如超高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、空心抽油杆、KD级抽油杆、连续抽油杆、电热抽油杆、钢丝绳抽油杆和铝合金抽油杆等，并研究了许多抽油杆柱的配套件，如长冲程高强度光杆、无牙光杆卡子、旋杆器、减震器、石墨可调心光杆密封盒、滚轮接箍、扶正器、刮蜡器、加重杆、防脱器、脱接器、磁防蜡器和泵空控制器等，进一步提高了抽油杆的使用寿命和应用范围。

有杆泵与抽油原理杆式抽油泵是一种主要用于石油工业的泵类设备，它采用杆杆泵杆，通过上下运动的杆杆进行泵油的工作原理。

杆式抽油泵通常由泵体、抽油杆、泵心等几个主要部分组成。

泵体是泵的壳体，内部有泵心和抽油杆穿过。

抽油杆是泵体内上下运动的部分，它可以连接到地面的动力设备，如电机或驱动机械。

泵心则是位于泵体内的抽油部件，与抽油杆连在一起，通过上下运动抽取地下油井中的油。

杆式抽油泵的工作原理可以分为三个阶段：进料、抽油和出料。

首先是进料阶段。

当抽油泵处于停止状态时，泵心位于最低点，接近油井的油层。

此时，油会从油井中自流入泵体，填满泵体和泵心，形成初次充油。

接下来是抽油阶段。

当动力设备启动时，抽油机构会上下运动。

抽油杆向上运动时，泵心也会向上运动，形成抽油的动作。

随着抽油杆的上升，泵心会抽取地下油井中的油，将油从泵体中抽出。

最后是出料阶段。

当抽油泵杆下降至最低点，泵心也会下降，油将从出口处排出。

同时，抽油杆的下降还会产生一定的压力，将剩余的油压出泵体，清洗泵心，为下一次的进出油作准备。

杆式抽油泵的工作原理主要依靠泵心的上下运动来实现油井的抽油。

泵心上下运动的动力来自地面的动力设备，通常是通过抽油杆与电机或驱动机械相连。

动力设备的启动会带动抽油杆的上下运动，进而使泵心产生抽油的动作。

抽油泵的泵心通常采用一个密封的活塞结构，通过活塞在泵体内的上下运动实现从地下油井中抽取油的过程。

杆式抽油泵的优点主要有以下几个方面。

首先，杆式抽油泵结构相对简单，不容易出现故障，运行可靠。

其次，泵心部分采用活塞结构，可以有效提高泵的密封性能，避免油的泄漏。

此外，杆式抽油泵还具有抽油高效、适应性强、操作简单等特点，广泛应用于石油工业中的抽油作业。

然而，杆式抽油泵也存在一些不足之处。

首先，由于抽油泵的工作过程中需要上下运动的抽油杆，因此频繁的运动会导致设备的磨损，需要定期维护和更换部件。

此外，抽油泵运行时还会产生振动和噪音，对设备和周围环境造成一定的影响。