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1、水力活塞泵,Hydraulic piston pump,王 玉,博观而约取，厚积而薄发。,Company Logo,Contents,4,Company Logo,概念（Conception）,采油装备,有杆泵采油,无杆泵采油,潜油电泵装置,水力活塞泵装置,水力射流泵装置,Company Logo,概念（Conception）,水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备，它是由地面动力泵将动力液增压后经油管或专用通道泵入井下，驱动马达做上下往复运动，将高压动力液传至井下驱动油缸和换向阀，来帮助井下柱塞泵抽油。,Company Logo,分类（Classification）,水力活塞泵采油系统类型分
2、类：,(1) 按系统井数分类,单井流程系统；,多井集中泵站系统；,大型集中泵站系统。,(2) 按动力液循环分类,动力液不与产出液混合。,动力液与产出液混合。,闭式循环方式：,开式循环方式：,(3) 按动力液性质分类,原油动力液水力活塞泵采油系统,水基动力液水力活塞泵采油系统,Company Logo,分类（Classification）,开式水力活塞泵采油系统,Company Logo,分类（Classification）,闭式水力活塞泵采油系统,Company Logo,分类（Classification）,(4) 按井下泵的安装方式分类,固定式安装：整个泵随油管下入井内，优点是泵径大、排量
3、大，缺点是起泵必须起油管。,插入式安装：泵工作筒随大直径油管下入井内，而沉没泵机组则用小直径油管下入，插到泵工作筒内。,投入式安装：又分单管封隔式和平行管柱式，泵工作筒随油管下至井底，沉没泵机组则从油管中投入，使用液力下泵和起泵，优点是起下泵方便，缺点是泵径受到限制，排量较小。,Company Logo,地面集输流程 （Surface gathering Process）,在国内,胜利油田、华北油田、海洋石油总公司是较早采用水力活塞泵采油工艺的单位。 我国自行研制的水力活塞泵现已初步形成系列,与之相适应的地面集输工艺流程日趋完善,设备基本配套。,Company Logo,地面集输流程 （Sur
4、face gathering Process）,水力活塞泵采油系统按动力液循环方式可分为开式循环与闭式循环两种方式。在开式系统(OPF)中,动力液与采出液相混合一起返出地面;在闭式系统(CPF)中,地面和井下动 力液在密闭回路中循环,不与采出液相混。,Company Logo,地面集输流程 （Surface gathering process）,Company Logo,地面集输流程 （Surface gathering Process）,开式动力液系统的地面集输流程,该流程较适合于多井系统,可管辖数口、数十口油井。 简易和经济是开式流程的主要特点。当然,在开式系统中,也可以用水或其它液体作动
5、力液,但由于加入的化学添加剂(润滑、防腐、除氧)要与采出液相混合采出,一般都损耗掉了,因此必须连续加入。,Company Logo,地面集输流程 （Surface gathering process）,Company Logo,地面集输流程 （Surface gathering Process）,闭式动力液系统，由于动力液罐比较小,这种系统较适合于湖区油井、海上抽井及人口稠密区域的油井。例如在美国的加利福尼亚州,由于许多油井座落在城镇和海上,因此广泛采用闭式系统。 在大多数情况下,闭式动力液系统都用水作动力液,原因是水与油相比,摩擦阻力小、危险性小、对环境的影响也较小。但用水作动力液,需要添加
6、润滑剂,并需进行防腐处理,这些都将增加生产管理费用。,Company Logo,地面集输流程 （Surface gathering Process）,水力活塞泵采油动力液系统的地面流程按其管辖井数可以分为单井流程与多井集中泵站流程。,Company Logo,单井流程（Single well flow）,单井流程一般用于边远井、试验井或大排量井。 这种流程的地面设施由多种设备组成,一般安装在井场或靠近井场附近,它可起到集中泵站的作用。,Company Logo,单井流程（Single well flow）,胜利开式单井地面集输流程,Company Logo,单井流程（Single well f
7、low）,江苏开式地面集输流程,Company Logo,单井流程（Single well flow）,闭式单井地面集输流程,Company Logo,集中泵站流程 （Central Pumping Station flow）,据国外有关统计资料表明,凡3口井以上的油区,采用单井流程在经济上是不可行的。在这种情况下,通常采用集中泵站流程。 从理论上讲,管辖的井数越多,投资越少,也有益于实现自动化管理。这种流程很适合我国油田的采油计量站系统,对于海上或湖区的油井群尤其可显示出巨大的优越性。,Company Logo,集中泵站流程 （Central Pumping Station Flow）,集中
8、泵站地面集输流程,国内目前广泛采用的是该图所示的流程,该流程的特点是,动力液质量稳定,管辖的井数较多,可向多个卫星站提供动力液,但需作长远规划,并与集中处理站一同建成投产,因而建设周期较长,动力液的处理费用也较高。,Company Logo,工作原理（Working Principals）,水力活塞泵,地面部分,联系井下与地面的中间部分,井下部分,液马达（压能转化成机械能）,抽油泵（机械能转化成压能）,主控滑阀（利用液压差原理控制液马达和泵柱塞做循环往复运动）,Company Logo,工作原理（Working Principals）,水力活塞泵作为无杆泵抽油设备中的一种，是依靠液力传递能量的
9、，根据液体能等值传递压力的原理，将地面泵提供的压力能传递给井下泵机组的液马达（换向机构）；通过力的放大，压强的放大和差动原理，液马达驱动抽油泵产生往复运动，抽油泵的活塞产生举升力，达到连续抽油的目的。,Company Logo,工作原理（Working Principals）,动力液地面加压 油管或专用动力液管输送 动力液被传至井下液马达处 滑阀控制机构换向 动力液驱动液马达 液马达做往复运动 液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复运动 原油被增压举升,Company Logo,工作原理（Working Principals）,开式下冲程,开式上冲程,Company Logo,工作原理（Workin
10、g Principals）,下冲程,工作过程,上冲程,高压动力液从中心油管经过通道a进入液马达下缸，作用在活塞下面的环形面积上。 同时，高压动力液还经过通道b进入腔室c，再由通道d进入液马达上缸，作用在液马达活塞上面的全面积上。因此液马达活塞上下两面都作用有动力液的高压，但由于它上面的面积大于下面的面积，所以上面的总压力大于下面的总压力，就是这个压力差的作用下，液马达进行下冲程。,高压液继续从中心管通道a进入液马达下缸，由于主控制阀位于上死点，b处堵塞，使得高压液无法通过d进入液马达上缸，这时，液马达上缸经过通道d、主控制阀中部的环形空间h和抽取的油层产出液相沟通。因此，液马达的上缸充满低压油
11、层产出液，而下缸仍然有高压动力液。在此压力差作用下，液马达的活塞进行上冲程。,Company Logo,工作原理（Working Principals）,下冲程,工作过程,下冲程,由于液马达活塞和泵活塞用一个活塞杆相连，前者的下冲程必然引起泵活塞的下冲程。 此泵是和一般抽油泵结构相同的单作用泵，因此，下冲程时固定法关闭，而游动阀打开， 抽油泵排除下冲程中被吸入泵内的油层产出液。随着液马达活塞的下冲程进行，活塞杆继续往下。 活塞杆实际上是一个辅助控制滑阀，在杆身的上部和下部开有控制槽e和f,高压液继续从中心管通道a进入液马达下缸，由于主控制阀位于上死点，b处堵塞，使得高压液无法通过d进入液马达上
12、缸，这时，液马达上缸经过通道d、主控制阀中部的环形空间h和抽取的油层产出液相沟通。因此，液马达的上缸充满低压油层产出液，而下缸仍然有高压动力液。在此压力差作用下，液马达的活塞进行上冲程。,Company Logo,工作原理（Working Principals）,下冲程,工作过程,下冲程,当活塞接近下死点时，它的上部控制槽e接通了主控制阀上下端的腔室c和g 使高压动力液由控制槽e进入主控制法下端腔室g，由于主控制阀的上端面积小于下断面的面积，在同样的高压动力液下，下面的总压力大于上面的总压力。所以主动滑阀推向上死点。这是就开始进行上冲程。,高压液继续从中心管通道a进入液马达下缸，由于主控制阀位
13、于上死点，b处堵塞，使得高压液无法通过d进入液马达上缸，这时，液马达上缸经过通道d、主控制阀中部的环形空间h和抽取的油层产出液相沟通。因此，液马达的上缸充满低压油层产出液，而下缸仍然有高压动力液。在此压力差作用下，液马达的活塞进行上冲程。,Company Logo,工作原理（Working Principals）,下冲程,工作过程,上冲程,当活塞接近下死点时，它的上部控制槽e接通了主控制阀上下端的腔室c和g 使高压动力液由控制槽e进入主控制法下端腔室g，由于主控制阀的上端面积小于下断面的面积，在同样的高压动力液下，下面的总压力大于上面的总压力。所以主动滑阀推向上死点。这是就开始进行上冲程。,高
14、压液继续从中心管通道a进入液马达下缸，由于主控制阀位于上死点，b处堵塞，使得高压液无法通过d进入液马达上缸，这时，液马达上缸经过通道d、主控制阀中部的环形空间h和抽取的油层产出液相沟通。因此，液马达的上缸充满低压油层产出液，而下缸仍然有高压动力液。在此压力差作用下，液马达的活塞进行上冲程。,Company Logo,工作原理（Working Principals）,下冲程,工作过程,上冲程,当活塞接近下死点时，它的上部控制槽e接通了主控制阀上下端的腔室c和g 使高压动力液由控制槽e进入主控制法下端腔室g，由于主控制阀的上端面积小于下断面的面积，在同样的高压动力液下，下面的总压力大于上面的总压力
15、。所以主动滑阀推向上死点。这是就开始进行上冲程。,上缸中工作过的乏废动力液和抽取的油层产出也相混合后，提升到地面。上冲程时，固定阀打开，而游动阀关闭，进行吸油过程。随着液马达活塞上冲程的进行，活塞杆继续往上，当活塞接近上死点时，它下部的控制槽f是主控制滑阀的下腔室和抽取的原油相沟通。,Company Logo,工作原理（Working Principals）,下冲程,工作过程,上冲程,当活塞接近下死点时，它的上部控制槽e接通了主控制阀上下端的腔室c和g 使高压动力液由控制槽e进入主控制法下端腔室g，由于主控制阀的上端面积小于下断面的面积，在同样的高压动力液下，下面的总压力大于上面的总压力。所以主动滑阀推向上死点。这是就开始进行上冲程。,这时，在主控制滑阀上端面作用有高压动力，下端面作用的是低压的油层产出液。在这个压力差的作用下，主控制滑阀就往下运动到下死点。这样，就使液马达重新开始转入下冲程。,Company Logo,发展历程（Development）,Thank You !,博观而约取，厚积而薄发。,
