特种抽油泵分析解析ppt课件.ppt

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1、特种抽油泵,大庆油田技术培训中心 李红梅 任莉萍,简 介一、抽稠泵二、防砂泵三、防气泵 四、其它特殊用途的抽油泵,内容提要,简介,有杆抽油泵按泵筒的结构又可分为：整筒泵和组合泵两大类 整筒泵的泵筒是由一个整体的无缝钢管加工而成。组合泵的外筒内装有多节衬套组成的泵筒。注：整筒泵有许多优点，是国内外抽油泵的发展方向。有杆泵按用途可分为：常规（标准）抽油泵和特种抽油泵两大类。标准抽油泵：符合抽油泵标准设计和制造的抽油泵。特种抽油泵：是为了适应各类油井复杂开采条件，而设计的各种特种抽油泵。特殊用途有杆抽油泵为满足抽油井复杂开采条件（如稠油、高含砂、油气比大、斜井等）对抽油泵的专门要求，近几年，国内外研

2、制出一些具有特殊用途的抽油泵。,一抽稠泵：,稠油的粘度很高，阻力很大，用常规抽油泵无法使抽吸过程顺利进行，为此设计以下几种专门开采稠油的抽油泵。1、流线型管式抽油泵2、液力反馈抽稠油泵3、双向进油抽稠油泵4、环流抽稠油泵5、VRS抽稠油泵,一抽稠泵 1、流线型管式抽油泵,主要是采用设计特点是扩大或改变流道形状，减少对稠油的局部阻力。其结构与管式泵相比，有如下特点：A.只在柱塞总成的上出油罩内安装出油阀球与座，其阀球直径比同规格抽油泵的要小一个等级，这样就扩大了油流通过阀罩的流道面积，减少了油流阻力；B.阀座的内孔做成圆锥形，减少对油流的阻力；采用母螺纹柱塞，流道面积比公螺纹柱塞面积大，将柱塞下

3、端的孔口做成圆锥形，减少了局部阻力；采用流线形大通道固定阀，与可打捞式的固定阀相比，提高了流通能力。,它,一抽稠泵 2、液力反馈抽稠油泵,液力反馈抽稠油泵由两台不同泵径的抽油泵串联而成，中心管将上下柱塞连为一体。泵的进、出油阀均装在柱塞上，当驴头作下冲程时，柱塞下行，上柱塞与上泵筒的环形腔A体积减小，压力增大。A腔的原油通过孔b将进油阀关闭，油管内液柱压力通过进油阀加在柱塞上，强迫柱塞克服稠油的阻力下行，驴头作上冲程时，柱塞上行，A腔增大，压力减小，进油阀打开，出油阀被油管内液柱压力关闭，井下原油经孔b流入A腔。设计特点:(1)是采用大小柱塞形成A腔和只在大小柱塞上装进出油阀，以达到在下冲程时

4、进油阀关闭，实现液力反馈的目的。(2)泵泵筒上没有阀，因此井下可不装泄油器，还可不动泵筒、油管进行井下测试和对稠油层注入热采蒸汽。,一抽稠泵 3、双向进油抽稠油泵,双向进油抽稠油泵：这种泵与普通管式泵相比，在泵筒中部开有进油孔，柱塞为整体超长结构。柱塞上行时，其底部压力降低，进油阀打开，出油阀在油管内液柱压力作用下关闭，当长柱塞上行程超过泵筒中部开有的进油孔b时，进油阀关闭，套管中的液体在沉没压力作用下从泵筒中部进油孔进入泵筒，一方面对泵筒进油孔下部泵筒没充满的空间进行补充，另一方面将泵筒进油孔下部泵筒空间的气体排出，柱塞下行时，只要柱塞表面将泵筒进油孔密封，柱塞出油阀即打开，泵筒进油孔下部的

5、液体从柱塞内孔排至油管。对稠油井、含气井使用双向泵虽然损失一部分有效冲程，但与常规泵相比泵效还是得到大幅度提高，其原因是泵筒中部开进油孔，改善了进油状况，提高了泵筒开孔下部的泵筒内腔的充满程度。该泵采用在泵筒上开孔，完成二次进油及排气功能外，还可不动油管柱对稠油井进行蒸汽吞吐，只要把超长柱塞提至油管中即可对稠油层实施蒸汽吞吐工艺。因为，油管和套管通过泵筒上的二次进油孔相互连通。由于泵筒上开有二次进油孔，因此井下可不装泄油器。降低油井修井费用。,一抽稠泵 4、环流抽稠油泵,环流抽稠油泵这种泵结构原理与液力反馈泵相似，也是由两台不同泵径抽油泵串联而成。特点：是在液力反馈泵的基础上增加了环流阀总成，

6、增大了流道面积。缩短了井下原油进入A腔的路程，减少了液流阻力，既保留了液力反馈泵的优点，又提高了泵的充满系数。更宜于抽吸稠油。井下可不装泄油器，还能不动管柱只要将活塞总成提出，就能进行井下测试和对稠油层实施蒸汽吞吐工艺。但因增加了环流阀总成，使得泵的外形尺寸增大，只能适用177.8mm及以上套管的稠油井。,一抽稠泵 5、VRS抽稠油泵,VRS抽稠油泵这种泵的设计特点是依靠机械力的作用迫使锥形阀开启，解决了在抽吸稠油时，阀球不能及时开启，与阀座不能形成可靠密封和球在阀罩中阻止稠油流动的一系列问题。由于不是依靠压差开启锥形阀，所以能较好的解决热采转抽的蒸汽锁和一般气锁问题，极大的提高了抽油泵的容积

7、效率，另外，锥形阀的倒装，连接器与柱塞头的刮砂作用，也使这种泵在含砂较多的稠油井能正常使用。,二防砂泵 1、三管抽油泵,三管抽油泵这种泵属于底部固定杆式抽油泵，适宜用于含砂严重的油井，对于新投产的井和加砂压裂后初次抽油的井尤为适用。为保持一定的泵效，三管泵的冲次一般比常规泵要高。随泵挂的加深，三个泵筒也应相应加长，以增加密封长度。,二防砂泵 2、防砂卡抽油泵,防砂卡抽油泵这种泵抽吸过程中，排出到泵上部的井液把大部分较小的颗粒的砂带到地面，而较大的颗粒砂在下沉过程中，被滑阀遮挡，不能落回泵筒，而是通过外套与泵筒间的环形通道沉到泵下面的沉砂管内，若因故停抽，滑阀使泵筒上端关闭，泵上方油管内井液中的

8、砂粒，也通过环形通道下沉到沉砂管内，所以这种抽油泵能在抽汲和停抽均能有效地防止砂卡和砂埋的一种抽油泵。,三防气抽油泵,常规抽油泵在油气比大的油井中使用，油液充满程度差，泵效低，还往往出现“气锁”，使抽油泵无法正常工作，更有危害的是在这种油井中抽油常发生“液面冲击”，加速了抽油杆柱、阀杆、阀罩、泵阀、油管等井下设备的损坏，为此，人们专门设计了适合在油气比大的油井使用的抽油泵。,三防气抽油泵 1、两级压缩抽油泵,两级压缩抽油泵这种泵活塞由细长的上柱塞与直径较大的下柱塞串连起来，将泵筒分成上下两个工作腔，下工作腔比上工作腔的环形面积大得多。上出油阀和中出油阀，下出油阀和进油阀分别构成这两个工作腔的进

9、出油阀，泵由底部固定装置固定。,三防气抽油泵 2、机械启闭阀抽油泵,机械启闭阀抽油泵这种泵与常规抽油泵比较其结构上有以下几个特点：（1）柱塞上的出油阀为一倒装的锥形阀，锥形阀体与抽油杆刚性连接，所以此阀的开启不是靠压差，而是依靠抽油杆上下机械移动来完成。（2）泵筒出油阀为一正装的锥形阀，锥形阀中心开一小孔，与阀杆滑动配合。（3）柱塞较短，一般为0.5m左右，上段为硬柱塞，下段为软柱塞，提高了密封性能，增加了与泵筒的摩擦力。上冲程时，抽油杆提升，使柱塞出油阀关闭，并带动柱塞上行，此时下腔室压力下降，当其压力低于泵的入口压力时，进油阀打开进油，与此同时，上腔室压力上升，如果井液油气比大，油气虽被压

10、缩但压力增加小，此时常规泵往往打不开柱塞出油阀而发生“气锁”。由于此泵在阀杆上设计有推块和放气孔，当柱塞接近下死点和换向上升一小段距离时，均能让柱塞出油阀上下腔连通，提前将上腔室的气体排至油管中，从而有效地避免了“气锁”的发生。下冲程时，抽油杆柱下行，它不受油气比大的影响，首先将柱塞出油阀打开，使上下腔室连通。当下行15后，推动柱塞下行，这样，下腔室的油、气很容易就进入了上腔室，当在柱塞接近下死点和柱塞离开下死点的一段时间内，放气孔又将柱塞出油阀的上下腔连通，完成排气，保证上冲程时将柱塞出油阀及时打开。,三防气抽油泵 3、环形阀抽油泵,3、环形阀抽油泵它是在常规抽油泵的基础上进行改造而成的。首

11、先，取消上出油阀，在泵的出口处装一环形阀，其次，在环形阀中间固定一摩擦环，以增加环形阀与拉杆之间的摩擦力。上冲程时，环形阀在拉杆摩擦力的带动下，及时打开，出油阀在油管液柱压力作用下关闭，上泵腔排油。与此同时，下泵腔体积增大，压力下降，进油阀打开进油。下冲程时，在油气比大的油井中，常规抽油泵往往因进油阀上面的压力低于油管液柱压力，使出油阀打不开，而此时，环形阀在拉杆摩擦力作用下及时关闭，并承受油管液柱压力，使环形阀以下泵腔处于低压，出油阀由于柱塞上面泵体积增大，压力降低而迅速打开进油。,四其它特殊用途的抽油泵1、大排量双作用抽油泵,大排量双作用抽油泵这种泵在一个往复冲程中可完成两次汲油和两次排油

12、的过程，因而比泵径和工作参数完全相同的抽油泵大幅度的提高了产液量，适用于油层压力高，油井供液相当充足，以至较大的常规泵也满足不了排液量的要求时，可采用大排量双作用泵。但由于下冲程时有排油过程，杆柱下行阻力较大，不宜在原油粘度过大而出砂的油井中使用。,四其它特殊用途的抽油泵,四其它特殊用途的抽油泵2、整筒过桥抽油泵,整筒过桥抽油泵与常规泵相比，它增加了环形阀总成、过桥接头、过桥管及油管锚总成，除泵的上部与油管相连接外，下部还通过油管锚将泵锚固在套管上，大大增加了油管和泵筒的刚度。下冲程时，在阀杆下行摩擦力的带动下环形阀关闭，泵上面的液柱重量通过环形阀过桥接头、过桥管、油管锚作用在套管上，这时的油

13、管弹性伸长比常规泵要小得多，与此同时，由于环形阀及时关闭，柱塞和环形阀之间的空间不再受上部液柱压力的作用，压力较低，使进油阀能迅速打开，从而可提高泵的充满系数。上冲程时，由于液柱压力，初始阶段环形阀没有及时打开，所以抽油杆载荷没有立即被加上，这使抽油杆换向时产生的惯性力与液柱对油杆作用力与液柱对抽油杆作用力不在同一时刻发生，减少了抽油杆弹性伸长。同时，油管因载荷降低所产生的弹性收缩也比常规泵小得多。这种泵可在3000m的泵挂深度下有效地工作。,四其它特殊用途的抽油泵3、斜井抽油泵,3、斜井抽油泵为使抽油泵能在斜井中正常工作，它采用具有导向筋的阀罩限制了阀球升降时的摆动幅度，合理的解决了泵以较大

14、倾角安装时阀球关闭滞后问题，将泵下接头下部油管进口堵死，使原油从大筛管入泵，气体由套管放出，排出了气体上升减慢问题的出现。增加外管，提高泵体的刚度，从而减少了泵筒的变形，让柱塞运动自如。可在泵挂点斜度达25左右的斜井中使用。,四其它特殊用途的抽油泵4、螺杆抽油泵,螺杆抽油泵其基本结构型式分为单筒式和串联式。按驱动方式可分为地面驱动和井下驱动两类。注：目前广泛采用的是地面驱动螺杆泵。结构：地面驱动螺杆泵抽油装置主要由驱动系统、联接器、抽油杆及井下抽油装置组成。工作原理：螺杆泵是一种螺旋式空腔累进泵，地面动力通过抽油杆驱动转子在定子之中转动，转子与定子啮合，形成一系列被定子与转子之间的接触线所密封的腔室，随着转子的转动，泵入口处不断形成的敞开室在沉没压力作用下依次被井液充满，并逐渐成为密封腔向泵排出端移动，将井液排出。特点：结构简单，占地面积小，利于海上平台和丛式井组采油。它只有一个运动件（转子）不会出现常规抽油泵那样的阀卡、气锁、蜡卡等现象，适合稠油井和出砂井应用。它无脉动排油特征，泵内无阀件和复杂的流道。水力损失小。在相同举升参数下，螺杆泵系统效率为有杆泵的1.7倍，能量消耗小。泵的实际扬程受液体粘度影响大，粘度上升，泵的扬程下降较大。且应用过程中的工艺较复杂。,谢谢,2010.12.08,