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1、抽油泵,胜采培校,抽油泵,分类按结构和原理分类,分类按用途分类,特种泵是在常规泵的基础上研制出来的，一般用在特殊油井上。,型号,管式泵 杆式泵,结构,作业下井时，首先将泵的外筒、密封定位部分连接到油管柱中，下到泵挂预定位置，再将柱塞、泵筒、固定阀和泵支撑密封所组成的抽汲部分连接到抽油杆柱下端，随抽油杆柱一起下入泵外筒的密封定位处，使泵筒固定并密封,杆式泵,优点：检泵方便，适用于液量较低、产量小的油井。 缺点：结构复杂、造价高、排量小。,工作筒,（3）外管接箍,（2）衬 套,（1）外 管,由2 、2 、3 油管制成，长度取决于冲程。,衬套由若干节组成，每节衬套都是一个内外面和端面经过精细加工，有
2、很高精度和很低表面粗糙度的空心圆柱体。制造材料一般有两种，一种是38GrMo钢内孔经氮化处理，另一种是20Gr Mo钢内孔经渗碳处理，长度有150mm和300mm两种。,作用：一是压紧衬套； 二是连接固定凡尔和油管。,衬套,外管,外管接箍,管式泵-结构,柱塞,抽油泵的主要部件，它是一个中空的圆柱体，壁厚511mm，长度有0.6m、1m、1.2m等几种。,环形槽,常规管式泵级别,凡尔,凡尔座,凡尔罩,凡尔球,下接头,管式泵-优缺点,作业下井时，首先将泵、固定阀连接到油管柱中，下到预定位置，再将柱塞连接到抽油杆柱下端，随抽油杆柱一起下入泵筒。,优点：结构简单，成本低，排量大 缺点：检泵工作量大。适
3、用于供液能力强，产量较高的浅、中深油井。,管式泵-工作原理,动液面油井正常生产时油套环形空间中的液面称为动液面。 沉没度泵沉没在动液面以下的深度（从动液面到固定阀之间的液柱高度） 。 沉没压力油套环形空间的液柱在泵的吸入口处产生的压力。,p,抽油泵工作原理,上冲程：,游关、固开、吸液入泵、排液出井,吸液条件：沉没压力大于泵内压力,下冲程：,固关、游开、泵内液体转入油管,排液条件：泵内压力大于液柱压力,油 管 内 活 塞 上 液 柱 压 力,沉 没 压 力,抽油泵附件油管锚,一、油管锚 1油管柱的工况分析（未用油管锚） 交变载荷会使油管本体，特别是螺纹部分发生疲劳损坏，容易造成公母螺纹之间相互摩
4、擦，致使螺纹磨损，发生漏失，甚至油管断裂。,造成冲程损失，降低了泵的冲程。 当上行程液体载荷转移到抽油杆上时，由于液体载荷的突然消失会使泵到中和点间的油管产生弯曲，油管弯曲会造成泵筒与活塞的磨损加剧。,2改善油管工作状况的措施 一是：在抽油泵下悬挂尾管； 在泵下悬挂足够重量的尾管，使抽油泵以上的油管在抽油过程中始终承受尾管的拉力，以平衡上行程时油管的弯曲力。悬挂尾管的优点是工艺简单，能消除或减轻油管的弯曲效应，但不能克服油管的弹性变形，还会增大油流入泵的阻力。,二是：下油管锚。 锚定力必须大于向上和向下的各种载荷。 油管锚锚定后，管柱必须始终保持不发生弯曲现象。油管锚定后，必须施加足够的预应力
5、。（可上提油管来实现） 油管锚还应具有保证油管断脱后不落井底的功能。,抽油泵附件油管锚,1-上接头； 2-中心管； 3-倒J型定位槽； 4-摩擦块； 5-卡瓦托； 6-卡瓦； 7-锥体,（1）张力式油管锚,（2）液力式油管锚 液力式油管锚有压差式油管锚和憋压式液力油管锚两种。 压差式油管锚是利用油井开抽后，油管内与环空间液面差形成的压力差，推动锚内活塞将卡瓦推出，锚定在套管壁上。 憋压式油管锚靠油管憋压完成坐锚。 液力式油管锚基本上都能满足给油管提供足够的预拉力和防止油管断脱落入井内的要求。,抽油泵附件油管锚,1-排气阀； 2-排气孔； 3-气帽； 4-进液孔； 5-外壳； 6-吸入管,1-二
6、级气锚外壳；2-二级吸入管；3-一级气锚外壳； 4-一级吸入管；5-分离高度,1-套管；2-油管；3-柱塞；4-泵筒；5-支撑接头；6-油管进口接缝；7-隔板；8-砂锚；9-生产层,抽油泵附件气锚,（1）利用滑脱效应的回转式气锚,（2)利用离心效应的螺旋式气锚,1-液体进泵； 2-分流腔； 3-排气孔； 4-排气阀； 5-气帽； 6-螺片； 7-中心管； 8-外壳； 9-进液,图1 螺旋气锚示意图,以螺旋式气锚为代表，即含气油流在气锚内旋转流动，利用不同密度的流体离心力不同，使被聚集的大气泡沿螺旋内侧流动，带有未被分离的小气泡的液体则沿外侧流动。被聚集的大气泡不断聚集，沿内侧上升至螺旋顶部聚集
7、成气帽，经过排气孔排到油气环形空间，下冲程时，泵停止吸油，油套环形空间和气锚内的液流中含的小气泡滑脱上浮，一部分上升到油套环形空间，一部分上浮进入气帽、排入油套环形空间，液流沿外侧经过液道进泵。,这种气锚分离效率高，产量愈高，气油比愈大，气泡直径愈大，增加螺旋圈数，减小螺旋半径都可以提高分气效率。 在此基础上推出串联组合式螺旋式气锚，这种气锚的外径越小流体流速越快，分气效率越这种气锚目前在国内外应用非常广泛。,抽油泵附件气锚,（3）利用捕集效应的盘式气锚,1-进泵液体； 2-排气孔； 3-气锚； 4-吸入管； 5-集气盘； 6-吸入孔； 7-外壳； 8-防气漏斗； 9-进液,图1 盘式气锚示意
8、图,基本原理：以集气盘作为气泡捕集器，将气泡聚后利用液流90度转向时的离心效应使油气分离。气体在盘内聚集溢出时形成大气泡，沿气锚外壳的内壁上浮至气帽，经排气孔排到套管环形空间，而液体从吸入孔进入吸入管进泵，这种气锚效率比简单气锚好，但低于封隔式井下分离器。（气泡直径越大，分气效率越高，因此，使小气泡聚集成大气泡会大大改善分气效率）。,抽油泵附件气锚,出砂油井是指井口含砂量大于0.2%的油井，小于0.2%的油井，实际上还是存在出砂的。井液中的砂粒是造成抽油泵磨损的重要因素。在进泵前将细砂粒分离出来，防止其进入泵筒，以减少其对泵的磨损，采用砂锚防砂。,图1 简单砂锚示意图 1-砂锚外壳；2-中心管
9、,抽油泵附件砂锚,如图所示，气砂锚与简单的砂锚相比，由于它首先在分气室内将部分气体分离出来，所以液流速度下降，使细砂在分砂室内有了更好的沉砂条件，所以其分砂效果比简单砂锚好。,图气砂锚工作原理示意图 1-进流孔；2-分气室；3-吸入管；4-分砂室;5-中心管；6-外壳,抽油泵附件气砂锚,在泵的吸入口处装一根带孔管，外面根据出砂的粗细加一层过滤层，一般用铁丝布、铜丝布、刚性烧结金属丝网或树脂砂，其孔眼或孔喉的直径以小于三倍地层砂直径为宜,抽油泵附件滤砂管,结构： （1）双筒环空沉砂结构部分 （2）泵抽汲部分 （3）滑阀泄油器部分,特种抽油泵-双筒式防砂卡泵,抽汲原理同常规管式泵 防砂原理：油液带
10、走部分颗粒较小的砂粒，部分携带不到地面颗粒较大的砂粒，由于滑阀的遮挡作用，不能再回落到泵筒内，通过双筒沉砂通道沉到泵下沉砂管内，从而有效地防止砂卡抽油泵。,特种抽油泵-双筒式防砂卡泵,1、结构： 主要由长柱塞（4.6m、5.5m、6.4m）、短泵筒（1.2m）、双通接头、沉砂外筒、进出油阀、水力连通式挡砂圈等。 其特点为：长柱塞、短泵筒、泵下沉砂、侧向进油。,2、工作原理： 借助挡砂圈及漏失液的共同作用，阻挡砂粒进入柱塞与泵筒之间的密封间隙，从而杜绝了砂卡，减轻了泵筒与柱塞的磨损，使表面强化层不易被破坏。当油井停抽时，下沉的砂粒沿沉砂环空沉入泵下尾管，不会象常规泵那样在泵上聚集，避免了砂埋抽油
11、杆。,特种抽油泵-长柱塞式防砂卡泵,3、性能特点： （1）防砂埋、防砂卡、防砂磨、耐腐蚀。 该泵能防止在停泵时砂埋抽油杆、在工作时防止砂卡柱塞，特别是能有效地防止砂粒进入柱塞与泵筒之间的密封间隙，造成对泵筒及柱塞的强烈磨损。由于磨损减轻，柱塞及泵筒的表面强化层不易被破坏，保证基体不会直接与腐蚀介质接触，故采用同样的表面处理工艺，其耐腐蚀性能优于常规泵。 （2）寿命长。 在含砂油井上使用的抽油泵，其损坏形式均为阀或间隙漏失过大，砂粒对泵筒及柱塞的磨损是造成间隙漏失过大的主要原因，该泵能有效地防止砂磨，减轻腐蚀，故泵的使用寿命将大大延长。 （3）减轻杆管偏磨 由于该泵上出油阀始终暴露在泵筒之外，故
12、出油阻力较常规泵小，下行时无阻卡，下部杆柱不易弯曲，杆管偏磨现象得到改善。 （4）使用维修方便 该泵使用过程中无特殊要求，所有的阀及阀罩均采用标准件，拆装也十分方便，各采油厂工具队均有能力维修。,特种抽油泵-长柱塞式防砂卡泵,1、结构：如左图所示，由出油凡尔、进油凡尔、柱塞、泵筒、沉砂管、沉砂尾管组成。 2、特点：柱塞固定，泵筒做抽汲运动。,3、工作原理： 抽油杆带动泵筒上行时，泵筒与柱塞形成的封闭腔室的容积增大，压力减小，原油在沉没压力作用下，通过双通接头的进油孔打开进油凡尔进入其封闭腔。下冲程时进油凡尔打开，原油排出泵筒进入油管。由于泵筒运动，泵筒和柱塞腔室中的油液始终处于挠动状态，砂子不
13、易在泵筒中沉积卡泵。油液排出泵筒后，大部分砂粒被带到地面，一部分携带不到地面的砂粒，由于出油凡尔的关闭，不能再回落到泵筒内。因地面设备原因或停电等造成停抽时，泵上油管中的砂子则通过沉砂管和泵筒之间的环形沉砂通道下沉到泵下的沉砂尾管中，从而有效地防止砂卡抽油泵。,特种抽油泵-动筒式防砂卡泵,柱塞下行过程中，进油凡尔始终处于关闭状态，由于下柱塞上端压力与泵上压力不同，下柱塞下端是沉没压力，P上P下，二者产生一液柱压力差，在此压力差作用下，下柱塞上产生一向下的轴向力，即反馈力，从而推动泵柱塞下行，以克服因油稠所产生的下行粘滞阻力。,特种抽油泵-反馈泵,抽 油 杆,抽油杆的现状及发展,C级抽油杆,抽油
14、杆的基本分类,普通抽油杆,特种抽油杆,KD级抽油杆,EL级抽油杆,超高强度抽油杆,空心抽油杆,玻璃钢抽油杆,钢连续抽油杆,连续抽油杆,其它,D级抽油杆,加重杆,HS级抽油杆,钢丝绳连续杆,非金属连续杆,有杆泵采油,抽油杆现状及发展,问题：断、脱,抽油杆,载荷：1、抽油杆柱自身的重量。 2、油管内活塞以上杆管之间环空液柱的重量。 3、杆柱、液柱的惯性力 4、摩擦力、杆柱弹性变形引起的振动 5 、冲击载荷、回压、沉没压力等,作用：它将抽油机的运动和能量传递给井下抽油泵。,要求：1、杆身直、螺纹清洁光滑、螺纹与杆体同心 2、耐疲劳、耐磨、强度高,普通抽油杆的杆体为实心圆形断面的钢杆，两端为镦粗的杆头
15、。,普通抽油杆结构,杆头结构： 外螺纹接头用来与接箍相连接。卸荷槽用来减轻由于螺纹和截面变化引起的应力集中，提高抽油杆的疲劳强度。推承面台肩在接箍与抽油杆连接时，使得接箍端面与推承面台肩的端面间产生足够大的应力，从而有效防止抽油杆在使用过程中脱扣及井液对螺纹的腐蚀。扳手方颈用来装卸抽油杆时搭扳手用。凸缘是作业时用来吊装抽油杆。圆弧过渡区是避免构件截面和刚度的急剧变化，减小应力集中。,抽油杆的规格：,抽油杆的杆体直径分别为13、16、19、22、25、29mm，长度一般为8m或7.62m。为了调节抽油杆柱的长度，还有长度分别为0.41、0.61、0.91、1.22、1.83、2.44、3.05、
16、3.66m的短抽油杆。,抽油杆的材料及机械性能,普通抽油杆分为C、D和K三个等级，C级抽油杆用于轻、中负荷的油井，D级抽油杆用于中、重负荷的油井，K级抽油杆用于轻、中负荷并有腐蚀性的油井。,抽油杆抗拉强度,接箍：是抽油杆组合成抽油杆柱时的连接零件。按其结构特征可分为：普通接箍、异径接箍和特种接箍。,普通接箍：连接等直径的抽油杆,异径接箍：用于连接不同直径的抽油杆,特种接箍：主要有滚轮式接箍和滚珠式接箍，用于斜井或普通油井中降低抽油杆柱与油管之间的摩擦力，减少对油管的磨损。,扶正器,直线模型 刚刚弯曲 螺旋弯曲 正弦弯曲,加重杆,加重杆是用来减轻或避免下部抽油杆柱受压应力作用发生弯曲，从而改善抽油杆柱的工作状况，提高抽油杆柱的工作寿命和泵效。,
