機械采油技術手冊

機械采油技術手冊塔河油田采油工程技術手冊編寫：審核：審定：中石化西北油田分公司工程技術研究院二零一零年一月機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第1頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第1頁。目錄一、塔河油田地層層序表 3二、塔河油田區(qū)塊分布簡圖 5三、常用名稱解釋 6四、單位換算 9五、常見物質密度 10六、常用套管、油管參數(shù) 11七、機械舉升工藝 18八、常用井口參數(shù) 38九、井下配套設備 41十、常規(guī)計算公式 49十一、典型示功圖分析 52十三、常規(guī)管柱結構 56附件1：塔河油田井下作業(yè)常用法蘭、螺栓、鋼圈規(guī)范表 58附件2：常用井下作業(yè)工具參數(shù)表 59附件3：井下作業(yè)試壓標準 60附件4：塔河油田新舊井名對照表 61機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第2頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第2頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第3頁。一、塔河油田地層層序表機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第3頁。備注：T10反射波組：為第四系底，新近系上新統(tǒng)庫車組頂；T20反射波組：為庫車組底，中新統(tǒng)康村組頂；T21反射波組：為康村組底，中新統(tǒng)吉迪克組頂；T22反射波組：為中新統(tǒng)吉迪克組底，古近系漸新統(tǒng)蘇維依組頂；T23反射波組：為蘇維依組底砂巖頂；T30反射波組：為古近系底；T31反射波組：為下白堊統(tǒng)巴什基奇克組頂；T31-1反射波組：為下白堊統(tǒng)巴什基奇克組第三段（砂巖，產(chǎn)油）頂；T32反射波組：為下白堊統(tǒng)卡普沙良群巴西蓋組頂；T33反射波組：為下白堊統(tǒng)卡普沙良群舒善河組頂；T34反射波組：為下白堊統(tǒng)卡普沙良群亞格列木組頂；T40反射波組：為侏羅系頂；T41反射波組：為中（或下）侏羅統(tǒng)煤層頂；T46反射波組：為三疊系頂；T46s反射波組：為上三疊統(tǒng)哈拉哈塘組砂巖（第三油組）頂；T46z反射波組：為中三疊統(tǒng)阿克庫勒組上砂巖（第二油組）頂；T46x反射波組：為中三疊統(tǒng)阿克庫勒組下砂巖（第一油組）頂；T50反射波組：為二疊系頂；T51反射波組：為二疊系火山巖頂；T54反射波組：為下二疊統(tǒng)南閘組（或石炭系小海子組）頂；T56反射波組：為石炭系標準灰?guī)r（雙峰灰?guī)r）頂；T57反射波組：為東河塘組（含礫砂巖段或東河砂巖）頂；T60反射波組：為海西早期構造運動造成的不整合面，在大部分地區(qū)為東河塘組底或中下泥盆統(tǒng)—上志留統(tǒng)克孜爾塔格組頂；T61反射波組：為中志留統(tǒng)依木干他烏組頂；T62反射波組：為下志留統(tǒng)塔塔埃爾塔格組下段（紅色泥巖段）頂；T63反射波組：為下志留統(tǒng)柯坪塔格組中段（灰色泥巖段）頂；T70反射波組：為奧陶系頂；T72反射波組：為上奧陶統(tǒng)良里塔格組頂；T74反射波組：為加里東中期Ⅰ幕構造運動造成的不整合面，在隆起區(qū)可能為下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組或中下奧陶統(tǒng)鷹山組頂；在斜坡區(qū)可能為鷹山組或中奧陶統(tǒng)一間房組頂；在盆地相區(qū)為上奧陶統(tǒng)恰爾巴克組底；T80反射波組：為寒武系頂；T81反射波組：為中寒武統(tǒng)鹽膏巖頂；T90反射波組：為震旦系頂；TD反射波組：為前震旦系頂；預留：T81-1反射波組：為中寒武統(tǒng)鹽間碳酸鹽巖頂；T100反射波組：為南華系頂；機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第4頁。特別說明：T70現(xiàn)暫為奧陶系頂，只是生產(chǎn)上使用的界線，即柯坪塔格組下段（底砂巖段）的底，其下為桑塔木組泥巖；而從生物地層角度分析，志留系與奧陶系的界線應置于柯坪塔格組中段（灰色泥巖段）底。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第4頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第5頁。二、塔河油田區(qū)塊分布簡圖機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第5頁。三、常用名稱解釋（1）系統(tǒng)效率：系統(tǒng)有效功率P有與系統(tǒng)輸入功率P入的比值（2）動液面：油井正常生產(chǎn)時，井口至液面的距離。（3）沉沒度：抽油泵的吸入閥與動液面之間的相對高度。（4）泵效：實際產(chǎn)液量折算體積與泵理論排量之比。（5）沉沒壓力（泵口壓力）：作用在泵吸入口處的環(huán)形空間壓力。（6）光桿功率：抽油機懸點載荷做功的功率，是提升液體和克服井下消耗所需要的功率。（7）電機功率利用率：電機實耗功率與電機銘牌功率比值的百分數(shù)。（8）抽油機的效率：光桿功率與電動機功率之比，它表達了抽油機工作狀況好壞及功率利用程度。（9）平衡率：抽油機工作時下沖程電流峰值與上沖電流峰值之比稱為井的平衡率。（10）有效時率：生產(chǎn)井有效生產(chǎn)時間（以小時計）占日歷生產(chǎn)時間（以小時計）的百分數(shù)。（11）檢泵周期：指油井最近兩次檢泵作業(yè)之間的實際生產(chǎn)天數(shù)。（12）漏失量：抽油泵在規(guī)定的實驗條件下每分鐘所排出的油液量。（13）靜液面：非自噴井關井后井內的穩(wěn)定液面。根據(jù)靜液面的高度和液體相對密度可以求出油井靜壓。（14）沖程損失：抽油桿及油管在工作過程中，因承受交變載荷而引起的彈性變形，使活塞沖程小于光桿沖程，并減少活塞讓出的體積，降低泵效。（15）氣鎖：氣體進入泵內使泵抽不出油來的現(xiàn)象。防止氣鎖的方法有安裝氣錨、增加沉沒度、減小抽油泵余隙等。（16）充滿系數(shù)：抽油泵活塞完成一次沖程時，吸入泵內的原油體積與活塞讓出的體積之比。充滿系數(shù)越大，泵效越高。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第6頁。（17）示功圖：抽油機工作過程中，抽油桿柱任一斷面的載荷與位移之間的關系曲線構成的封閉曲線圖形，由動力儀測得。通過示功圖分析，可以了解抽油裝置各項參數(shù)配置是否合理，抽油泵工作性能好壞，以及井下技術狀況變化等。把示功圖與液面資料結合進行分析，還可了解油層的供油能力。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第6頁。（18）地面示功圖：在泵抽吸過程中，測得的光桿載荷隨位移變化關系的封閉曲線?？v坐標表示載荷，橫坐標表示光桿位移。該封閉曲線圖形的面積表示驢頭在上下往復運動一次光桿所做的功。（19）井下示功圖：光桿以下抽油桿柱上任一截面所受載荷與位移的關系圖。（20）配合間隙：組合抽油泵襯套內徑與金屬柱塞外徑之間的徑向間隙。（21）有效舉升高度：動液面深度加井口回壓折算液面高度。（22）懸點載荷：懸繩器懸掛光桿處承受的光桿拉力。（23）減速箱扭矩：減速器輸出軸的實際扭矩。（24）防沖距：為防止深井泵工作過程中柱塞與固定閥發(fā)生碰撞所預留的距離。其值應小于桿柱自重伸長與沖程損失之和。（25）抽空：深井泵工作時，抽油參數(shù)過大或油井供液能力不足，造成沒有液體進入泵內現(xiàn)象。（26）靜載荷：抽油機在運轉過程中，作用在抽油泵活塞上的液柱與抽油桿柱引起的載荷的統(tǒng)稱。（27）動載荷：在抽油過程中，抽油桿柱隨懸點做變速運動所引起的慣性載荷和抽油桿柱振動引起的振動載荷的總稱。（28）慣性載荷：在抽油過程中，由于抽油桿柱和油管中的液柱隨懸點作變速運動所產(chǎn)生的慣性力在懸點上引起的載荷。（29）振動載荷：抽油過程中，由于液柱載荷周期性地作用在抽油桿上，使抽油桿發(fā)生彈性振動而在懸點產(chǎn)生的附加載荷。（30）欠載：潛油電機輸出功率大于舉升井液所需的實際功率時的工況。（31）過載：潛油電機輸出功率小于舉升井液所需的實際功率時的工況。（32）理論排量：單位時間內排出的液體體積。（33）懸點：抽油機懸繩與驢頭接觸的動點。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第7頁。（34）抽油機平衡：是抽油機電動機的負荷盡可能均勻，即在上、下沖程中電動機所作的功基本相等。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第7頁。（35）游梁平衡：采用裝在游梁尾部的重塊實現(xiàn)抽油機平衡，可通過改變重塊的數(shù)量調節(jié)平衡狀態(tài)。（36）曲柄平衡：采用裝在曲柄上的重塊實現(xiàn)抽油機的平衡，通過改變重塊在曲柄上的位置進行調節(jié)，又稱為旋轉平衡。（37）復合平衡：采用分別裝在游梁尾部和曲柄上的重塊實現(xiàn)抽油機的平衡，可通過改變游梁平衡塊數(shù)或曲柄平衡重塊的位置進行調節(jié)。（38）曲柄平衡扭矩：有曲柄平衡塊、曲柄及曲柄銷在曲柄上產(chǎn)生的扭矩。（39）瞬時功率：減速箱輸出軸任意轉角對應的輸出功率，即瞬時扭矩與曲柄角速度的乘積。（40）折算液面：動液面加上套管壓力折算的液面深度。（41）光桿最大載荷：光桿在上沖程時所承受的載荷。（42）光桿最小載荷：光桿在下沖程時所承受的載荷。（43）電潛泵特性曲線：在不同恒定轉速下測得的泵揚程、泵效、功率隨泵排量變化的曲線。（44）揚程：泵在正常工作狀態(tài)下能舉升液體的高度。（45）過盈量：螺桿泵轉子外徑尺寸減去定子內徑尺寸的一半。（46）動力液：由地面動力設備輸送給井下液壓馬達，使井下水力活塞泵往復運動的工作液體。（47）乏動力液：由液壓馬達返出的動力液。（48）井下系統(tǒng)效率：井下管柱、泵組等設備運行效率的總和。（49）地面設備系統(tǒng)效率：地面電動機、傳動機構等設備運行效率的總和。（50）有效功率：用于有效舉升井液體的功率，其值等于抽油井的產(chǎn)液量與有效舉升高度的乘積。（51）排出系數(shù)：實際進入泵內的液體體積與活塞地面沖程的實際有效容積之比。排出系數(shù)的大小與沖程損失的大小成正比。實際代表抽油泵效的一個重要數(shù)值。（52）靜載荷扭矩：由光桿載荷減去游梁不平衡力所得到的純光桿載荷在曲柄軸上所產(chǎn)生的負載扭矩。（53）抽油參數(shù)優(yōu)選：根據(jù)油井流入動態(tài)（IPR）和設備能力，確定合理的下泵深度、泵徑、沖程、沖次和抽油桿組合的技術。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第8頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第8頁。四、單位換算名稱換算關系式長度1呎(1’)=12吋1海里=1.8537公里1呎(1’)=0.3048米1哩=1.609351吋(1”)=25.4毫米1碼=面積1碼2=9呎21碼2=1呎2=144吋21呎2=0.0029米體積1美桶=159升1英桶=1美加倫=3.785升1英加倫=1碼3=0.764559米31呎3重量1磅=0.4536公斤1英兩=1噸=0.9842英噸=1.1023美噸=2205流量1呎3/分=0.472升/秒1美加倫/分=0.0631升1米3/時=0.278升速度1呎/分=0.3048米/秒1哩/時=88呎/1公里/時=0.278米/壓力1磅/吋2=0.0703千克/厘米21磅/呎2=4.88247千克/1大氣壓=1.0332千克/厘米2=76毫米汞柱=10.332米水柱1巴=1.02千克/厘米21M=1000PSI=70.3atm1磅/吋2=1PSI1大氣壓=14.7磅/功率1英馬力=1.014馬力1馬力=0.735千瓦溫度華氏度=9/5×攝氏度+32°力1千克力=9.8牛頓10牛頓=1.021萬牛頓1.02噸力1噸力=0.98萬牛頓扭矩1磅.呎=0.138255千克力.米1千克力.米=9.8牛頓10牛頓.米=1.02千克力.米機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第9頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第9頁。五、常見物質密度機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第10頁。表5-1常見物質密度表機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第10頁。名稱密度g/cm3名稱密度g/cm3橡膠0.93石膏2.96硬橡膠1.8褐煤1.20-1.40純堿2.53核桃殼1.3燒堿2.13玻璃2.53氫氧化鈣2.348硫磺2.07丹寧1.69氯化鈉2.17氯化鈣2.5水1干砂2.6酒精0.79泥巖1.5-2.0石油0.84-0.86頁巖1.9-2.6汽油0.70-0.75砂巖2.0-2.7煤油0.79-0.82灰?guī)r2.6-2.8柴油0.86-0.87純水泥3.15機油0.90-0.91硅粉2.67硝酸(100%)1.513重晶石4.0-4.5硫酸(100%)1.83鋼7.85鹽酸(40%)1.2鉛11.3-11.9氫氟酸(40%)1.11-1.13鋁2.7甘油1.26黃銅8.5-8.6汞13.559水玻璃2-2.4凝析油0.68-0.79粘土1.6-2.9空氣0.00129枕木0.522天然氣0.000603杉木0.29硫化氫0.0011906生石灰2.8-3.4微硅2.1～2.2磚2.2六、常用套管、油管參數(shù)表6-1塔河常用套管數(shù)據(jù)表公稱尺寸inch20"133/8"公稱尺寸mm508339.77公稱重量lb/ft106.5686861壁厚mm12.712.1912.1910.92內徑mm482.6315.3315.3317.9橫截面積mm219762125451254511282內容l/m182.9278.0878.0879.37閉排l/m202.9690.890.890.8開排l/m20.0412.7212.7211.43鋼級J55J55N80P110NT80HENT110HENT80HENT110HE扣型梯圓梯梯梯梯梯梯接箍外徑mm533.4533.4365.1365.1365.1365.1365.1365.1通徑mm477.8477.8311.4311.4311.4311.4313.9313.9重量kg/m157.09157.610010010010090.2290.22緊扣扭矩N*M2465715043188361883618836188361883618836抗拉KN70954057703692416919924162238310抗擠MPa5.295.2915.5816.0721.1721.3615.4815.29抗內壓MPa15.9715.9734.547.5333.8133.8132.6333.81機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第11頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第11頁。表6-1塔河常用套管數(shù)據(jù)表（續(xù)表）公稱尺寸inch95/8"公稱尺寸mm244.5公稱重量lb/ft53.553.547壁厚mm13.8413.8411.99內徑mm216.8216.8220.5橫截面積mm210030100308756內容l/m36.9236.9238.19閉排l/m47.147.147.1開排l/m10.1810.1810.188.91鋼級P110NKT110SM110TSM110TTNT110HSNT150DSNKT140P110NKT110SM110TTNKT140NT110HSNT150DS扣型梯梯梯梯NSCC梯梯梯梯梯3SBNSCC梯接箍外徑mm269.9269.9269.9269.9269.9269.9269.9269.9269.9269.9269.9269.9269.9通徑mm212.8212.8212.8212.8212.8212.8212.8216.5216.5216.5216.5216.5216.5重量kg/m79.6779.6779.6779.6779.6779.6779.6769.8969.8969.8969.8969.8969.89緊扣扭矩N*M22079143961439614396143961439614396185611856118561185611856118561抗拉KN76342595762476057634100069359667466646635860466358742抗擠MPa54.6876.5474.0976.8373.1161.7477.8136.4553.4153.5155.0849.241.45抗內壓MPa63.1174.7763.1163.1163.1163.1195.1663.1164.7862.8282.3263.1163.11機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第12頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第12頁。表6-1塔河常用套管數(shù)據(jù)表（續(xù)表）公稱尺寸inch7"公稱尺寸mm177.8公稱重量lb/ft35壁厚mm12.65內徑mm152.5橫截面積mm26563內容l/m18.27閉排l/m24.88開排l/m6.61鋼級P110V150NKT110NKT140SM110TSM110TTNT110HSNT150DSNKT110KO110扣型圓梯梯梯梯梯NSCC梯3SBFOX接箍外徑mm194.5194.5194.5194.5194.5194.5194.5194.5194.5194.5通徑mm149.3149.3149.3149.3149.3149.3149.3149.3149.3149.3重量kg/m51.7651.7651.7651.7651.7651.7651.7651.7651.7651.76緊扣扭矩N*M13446139941399413994139941399413994139941399413994抗拉KN4430612548715841487148714871623350084980抗擠MPa89.57111.82109.27118.09108.39109.47104.66111.82109.27104.37抗內壓MPa65.56128.6779.87101.5379.7779.7780.1681.2479.8751.35機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第13頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第13頁。表6-1塔河常用套管數(shù)據(jù)表（續(xù)表）公稱尺寸inch7"公稱尺寸mm177.8公稱重量lb/ft32壁厚mm11.51內徑mm154.8橫截面積mm26011內容l/m18.82閉排l/m24.88開排l/m6.06鋼級NKT110NKT140NT110HSNT150DSKO110TSM110TSM110TTP110V150扣型梯3SB3SBNSCC梯FOX梯梯梯梯接箍外徑mm194.5194.5194.5194.5194.5194.5194.5194.5194.5194.5通徑mm151.6151.6151.6151.6151.6151.6151.6151.6151.6151.6重量kg/m47.547.547.547.547.547.547.547.547.547.5緊扣扭矩N*M11995119951199511995119951199511995119951199511995抗拉KN4557492945574557608645614557455746756086抗擠MPa75.3694.7799.8693.4989.6793.193.395.0674.1989.77抗內壓MPa79.8779.8779.8780.1681.2451.3579.7779.7785.85117.01機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第14頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第14頁。表6-1塔河常用套管數(shù)據(jù)表（續(xù)表）公稱尺寸inch7"51/2"5"公稱尺寸mm177.8139.7127公稱重量lb/ft292018壁厚mm10.369.179.19內徑mm157.1121.4108.6橫截面積mm2545137603403內容l/m19.3811.589.26閉排l/m24.8815.3612.69開排l/m5.53.783.43鋼級NKT140NT110HSNT150DSSM110TP110P110KO110TNT110HS扣型梯NSCC梯梯TM圓FOXNSCC接箍外徑mm194.5194.5194.5194.5153.7141.3141.3141.3通徑mm153.9153.9153.9153.9118.2105.4105.4105.4重量kg/m43.1543.1543.1543.1529.7226.926.9126.91緊扣扭矩N*M10300106331030010300-7203--抗拉KN-4126552741262852219521272577抗擠MPa81.4479.1887.1278.8976.1592.61106.7299.96抗內壓MPa-77.3281.2476.9384.8796.0470.3695.94機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第15頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第15頁。表6-1塔河常用套管數(shù)據(jù)表（續(xù)表）公稱尺寸inch75/8"51/2"5"公稱尺寸mm193.7139.7127公稱重量lb/ft33.72018壁厚mm10.929.179.19內徑mm171.9121.4108.6橫截面積mm2627137603403內容l/m23.2111.589.26閉排l/m29.5815.3612.69開排l/m6.373.783.43鋼級P110P110P110KO110TNT110HS扣型X-LineTM圓FOXNSCC接箍外徑mm203.5153.7141.3141.3141.3通徑mm168.7118.2105.4105.4105.4重量kg/m49.2129.7226.926.9126.91緊扣扭矩N*M--7203--抗拉KN47502852219521272577抗擠MPa54.176.1592.61106.7299.96抗內壓MPa74.984.8796.0470.3695.94機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第16頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第16頁。表6-2塔河常用油管數(shù)據(jù)表油管外徑（in）壁厚（mm）外徑(mm)內徑(mm)內容積(L/m)排代量(L/m)鋼材橫斷面積公稱重量（kg/m）接箍外徑（mm）抗內壓力Mpa抗擠強度Mpa抗拉強度(KN)EUE油管27/8"5.5173623.024.191168.69.393.297.588.386331/2"6.4588.9764.546.211670.713.4114.393.785.11233.6BGT油管27/8"5.5173623.024.191168.69.53688.9100.18100.3288631/2"6.4588.9764.546.211670.713.708107.9586.4683.291493FOX油管27/8"5.5173623.024.191168.69.53688.997.588.388631/2"6.4588.9764.546.211670.713.69107.9593.785.11493表6-2塔河常用油管數(shù)據(jù)（續(xù)表）名稱外徑(mm)壁厚(mm)內徑(mm)扣型重量（kg/m)千米容積（m3）31/2"88.96.4576.00平式13.414.5431/2"88.96.4576.00外加厚13.844.5427/8"735.5161.98平式9.523.0227/8"735.5161.98外加厚9.673.02機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第17頁。表6-3油套環(huán)空容積（m3/Km）機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第17頁。套管尺寸27/8"油管31/2"油管5"（壁厚9.19mm）5.0510.227"（壁厚10.36mm）15.1613.1295/8"（壁厚11.05mm）34.6232.58133/8"（壁厚10.92mm）75.1873.16七、機械舉升工藝1．抽油泵系列1.1有桿泵系列抽油泵是有桿泵抽油系統(tǒng)中的主要設備，作業(yè)時安裝在下井油管柱的下部，沉沒在井液中，通過抽油機、抽油桿傳遞的動力直接進行油井內液體的抽汲。隨著采油工藝不斷發(fā)展，同時為了滿足采油工藝的要求，形成了針對不同井筒、油藏條件的有桿抽油泵系列。表7-1常規(guī)泵各零部件材質統(tǒng)計表泵型采用材質性能參數(shù)柱塞（本體）凡爾球球座閥罩（固定/游動）泵筒常規(guī)有桿泵鋼45-鍍鉻（832HV100-1160HV100）/噴焊(≥595HV200)不銹鋼（9Cr18Mo）58-65HRC不銹鋼(6Cr18Mo）52-56HRC鋼45/鋼45、3Cr13Mo（調質硬度55-62HRA）鋼45-鍍鎳（66-99HRC）/鉻（900-1160HV100）浸入式抽稠泵不銹鋼（9Cr18Mo）58-65HRC不銹鋼(6Cr18Mo）52-56HRC液壓反饋抽稠泵不銹鋼（9Cr18Mo）58-65HRC不銹鋼(6Cr18Mo）52-56HRC側流減載泵碳化鎢硬質合金(88-89HRA)碳化鎢硬質合金88-89HRA側流深抽泵碳化鎢硬質合金（88-89HRA）碳化鎢硬質合金88-89HRA階梯泵碳化鎢硬質合金（88-89HRA）碳化鎢硬質合金88-89HRA雙層泵不銹鋼（9Cr18Mo）（88-89HRA）不銹鋼（6Cr18Mo）自動補償泵不銹鋼/碳化鎢硬質合金（88-89HRA）不銹鋼/碳化鎢硬質合金（88-89HRA）備注：接箍、接頭、短節(jié)、閥桿等均采用鋼45材質，調質硬度55-62HRAHRA、HRC:洛氏硬度符號；HV：維氏硬度符號1.1.1桿式泵機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第18頁。結構原理：桿式抽油泵除泵筒和柱塞兩大部分外，還設計有泵定位密封部分（支承鎖緊密封總成和支承接頭），一般設計泵徑較小，泵排量較小。作業(yè)時只需起出抽油桿就可將泵帶至地面進行檢修，不需要動油管柱，作業(yè)工作量小。一般用于液面較低、產(chǎn)量較小的深井。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第18頁。下泵前先把支撐短節(jié)隨油管柱下到預定位置，再將泵隨抽油桿柱下入井中，靠支撐短節(jié)固定并密封。柱塞閥桿與抽油桿連接，柱塞在抽油桿帶動下作上下往復運動，實現(xiàn)抽汲功能。起泵時，上提抽油桿，泵隨之起出。如圖所示，由四部分組成。圖7-1桿式泵結構簡圖1）固定裝置由導向套、支撐芯軸、座圈、皮碗接頭等組成；2）泵筒；3）柱塞總成：由上下出油閥和閥座，上下出油閥罩，閥桿和閥桿異徑接箍組成，其余部件與管式泵具有相同的性能要求；4）固定閥總成：由固定閥罩、固定閥球、泵筒閥罩異徑接頭組成，異徑接頭的下部螺紋供連接防砂管用。適用條件：氣油比小于200m3/m3、泵入口粘度小于4000mPa.s，解決稀油井動液面大于2000m間開生產(chǎn)等問題。1.1.2管式泵結構原理：管式泵主要由上接箍、泵筒、出油閥、柱塞和進油閥等組成。在工作時，柱塞總成隨抽油桿一起往復運動。上沖程，出油閥受油管內液柱壓力作用而關閉，柱塞下面的泵腔體積增大，壓力降低，進油閥在沉沒壓力的作用下打開，井下油液進入泵筒。柱塞上方的油液被排出泵筒，通過油管進入井口管道；下沖程時，進油閥關閉，泵腔體積減小，壓力增大，出油閥打開，泵腔內油液進入到柱塞上方空間。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第19頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第19頁。圖7-2常規(guī)管式泵工作原理圖1-游動閥；2-活塞；4-襯套；4-固定閥技術參數(shù)：表7-2管式泵性能參數(shù)表泵徑（mm）泵筒長度(m)柱塞長度（m）聯(lián)接油管規(guī)格(in)聯(lián)接抽油桿螺紋規(guī)格泵常數(shù)K323~9.00.627/8CYG19.11.16380.91.63441.22.19561.5CYG19.13.547031/2CYG22.25.54834CYG25.47.79適用條件：管式抽油泵的泵筒直接接在油管柱的下端，柱塞隨抽油桿下入泵筒內。管式泵只有泵筒和柱塞兩大部分，故泵徑可以設計的較大，理論排量大。一般用于供液能力強、產(chǎn)量較高的淺、中深油井，但作業(yè)時必須起出全部油管。1.1.3螺桿泵機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第20頁。圖7-3螺桿泵工作原理圖結構原理：地面驅動采油螺桿泵是一種新型的采油機械，主要由地面驅動裝置和井下螺桿泵兩部分組成。井下機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第20頁。圖7-3螺桿泵工作原理圖桿反轉扭矩，防止脫扣。地面驅動裝置包括驅動電機（向外傳送動力）。1.1.4液壓反饋式抽稠泵結構原理：該泵主要由上泵筒、上柱塞、下泵筒、下柱塞、中心管、進出油閥、抽油桿接頭及泵筒接頭等組成管式泵，上、下柱塞由中心管連接，上、下泵筒由泵筒接頭連接，進出油閥均裝在柱塞中。上行程時，出油閥關閉，上柱塞以上油管內的原油被排出，上下柱塞之間的環(huán)形腔容積增大，形成低壓腔，進油閥打開，環(huán)形腔充油，下行程時，進油閥關閉，承受整個油管柱油液的重量，幫助抽油桿下行，環(huán)形腔容積減小，形成高壓腔，高壓環(huán)形腔中的原油頂開出油閥，進入油管內。該泵主要靠抽油桿帶動上、下柱塞運動，引起環(huán)形腔容積變化而分別形成低、高壓腔、使迅速打開或關閉，下行程時，油管液柱重量座在進油閥上，形成液壓反饋力，幫助抽油桿下行，解決了抽油桿在稠油井中下行困難問題，也提高了泵效，克服了球閥滯后關閉現(xiàn)象。圖7-4液壓反饋式抽稠泵結構圖7-5懸掛浸入式抽稠泵結構圖技術參數(shù)：表7-3液壓反饋式抽稠泵性能參數(shù)表泵徑(mm)柱塞長度(m)泵筒長度(m)沖程范圍(m)聯(lián)接油管規(guī)范(in)聯(lián)接抽油桿規(guī)范泵常數(shù)56/380.60.91.22.7-6.61.8-6.027/8CYG191.9170/383CYG223.9170/443CYG223.3583/4431/2CYG255.683/5631/2CYG254.25機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第21頁。適用條件：氣油比小于200m3/m3、泵入口粘度小于4000mPa.s，解決稠油井動液面大于2000m間開生產(chǎn)的問題機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第21頁。1.1.5懸掛浸入式抽稠泵結構原理：浸入式抽稠泵的進油、排油順序與普通抽油泵相反，即下沖程泵腔進油、上沖程泵腔排油。下行程時，環(huán)形泵腔體積增大壓力減小，上部出油閥在管柱載荷作用下關閉，進油閥在慣性力的作用下打開，下泵筒下腔的原油置換到環(huán)形泵腔，由于下柱塞很短，內孔相對較大，而且原油相對油套管環(huán)空不流動，沒有摩擦阻力，因此，泵進油阻力很小。上行程時環(huán)形泵腔體積減小，壓力升高，先后使下部進油閥關閉，上部出油閥打開，原油通過上泵的長柱塞內孔排出泵腔，由于此時環(huán)形泵腔與管柱連通，壓力平衡，泵腔內原油延上泵柱塞內腔高速流出，此時，也會產(chǎn)生一定的流動阻力，但這個阻力相對液壓反饋抽油泵進油時的負壓阻力小得多，因此，對懸點載荷影響較小。在環(huán)形泵腔排油的同時。井筒內的原油也進入下泵筒的下腔。技術參數(shù)：表7-4懸掛浸入式抽稠泵性能參數(shù)泵徑mm柱塞長度m泵筒長度m沖程范圍m聯(lián)接油管規(guī)范in聯(lián)接抽油桿規(guī)范泵常數(shù)最大外徑mm上柱塞下柱塞上泵筒下泵筒38/563.3-7.50.90.93.3-7.51.8-6.027/8CYG191.9110744/7031/2CYG223.3511444/8331/2CYG255.6114適用條件：氣油比小于200m3/m3、泵入口粘度小于4000mPa.s，解決稠油井動液面大于2000m間開生產(chǎn)的問題。1.1.6自動補償泵結構原理：自動補償高效環(huán)封抽油泵結構等同與普通抽油泵，采用高效密封環(huán)代替普通泵筒。采用長柱塞、短高效密封套泵筒結構。該泵主要由以下三部分組成：①長柱塞；②自動補償高效環(huán)封泵筒；③固定閥總稱。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第22頁。圖7-5自動補償泵結構圖該泵與常規(guī)抽油泵相比，具有明顯的優(yōu)勢和特點：機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第22頁。圖7-5自動補償泵結構圖1）高泵效：自動補償高效環(huán)封抽油泵是由金屬柱塞和軟環(huán)之間密封，基本無間隙，所以與常規(guī)抽油泵相比泵效高；2）防砂：由于柱塞和密封軟環(huán)是緊密封，無間隙，砂礫不能進入到柱塞和軟環(huán)之間，加上密封套上下兩端各有一組彈性節(jié)流阻砂環(huán)來阻止砂礫落物進入密封段，所以能防砂卡與砂磨；3）適深抽：因其密封性能好，承受壓力高，在深抽生產(chǎn)壓差大的情況下仍能正常生產(chǎn)，保持較高的泵效，提高油井的產(chǎn)液量。技術參數(shù)：表7-5自動補償泵主要技術參數(shù)型號柱塞密封套底閥總成試壓MPa長度m直徑mm最大外徑mm油桿扣型長度mm最大外徑mm連接管型（平式）長度m連接管型（平式）φ323.6-7.532503/4”3058973mm1.573mm25φ383.6-7.538.1503/4”3058973mm1.573mm20φ443.6-7.544.5503/4”5708973mm1.573mm20φ573.6-7.557.1583/4”60010473mm1.573mm20適用條件：適合于氣油比小于200m3/m3，泵入口粘度小于2000mPa.s的油井，可解決該類井深抽條件下脹泵、漏失、因動液面大于3000m1.1.7側流深抽泵結構原理：側流深抽泵上沖程時，側流閥關閉，油閥打開，套管中油液入泵腔內；下沖程時，進油閥關閉，側流閥打開，下柱塞下部的泵腔內油液被推入泵上油管內。技術參數(shù)：機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第23頁。表7-6側流深抽泵性能參數(shù)機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第23頁。泵徑(mm)泵筒長度(m)柱塞長度(m)連接油管規(guī)格(in)連接抽油桿螺紋規(guī)格泵常數(shù)K最大外徑(mm)最大下泵深度（m）323~100.91.21.527/8CYG22.21.16114540038CYG25.41.63114510044CYG22.22.19114470056CYG25.43.541144700圖7-7側流減載泵結構圖7-6側流深抽泵結構圖7-7側流減載泵結構圖7-6側流深抽泵結構適用條件：氣油比小于150m3/m3、泵入口粘度小于2000mPa.s、7″回接，解決稀油井動液面大于3200m間開生產(chǎn)的問題1.1.8側流減載泵結構原理：側流減載泵采用兩泵串聯(lián)結構，上部為小泵，下部為大泵。上沖程時，側流閥關閉，油閥打開，套管中油液入下柱塞下部的泵腔內；同時，上柱塞與下泵筒間環(huán)空的油液排入套管中。此時，抽油機載荷為抽油桿柱載荷加小泵液柱載荷。下沖程時，油閥關閉，側流閥打開，下柱塞下部的泵腔內油液被推入泵上油管內；同時，套管內油液入上柱塞與下泵筒間環(huán)空中。技術參數(shù)：表7-7側流減載泵性能參數(shù)表（規(guī)格型號：CYB-32/38TH1.5/9.6-11.1/1.5(F4)）上泵筒長下泵筒長上柱塞長下柱塞長泵總長沖程范圍聯(lián)接抽聯(lián)接油管尾管最大外徑泵常數(shù)mmmmmmmmmmm油桿扣inmm150010800111001500138008.1CYG2231/227/8φ1181.63適用條件：氣油比小于150m3/m3、泵入口粘度小于2000mPa.s、7″回接，解決稀油井地面載荷大、深抽脹泵、動液面大于3200m間開生產(chǎn)等問題1.1.9雙層泵機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第24頁。結構原理：該泵型的工作原理與常規(guī)管式泵相同，該泵型采用1.5m噴焊金屬光滑圓柱面柱塞，Φ28、Φ32、Φ38、Φ44、Φ57等五種泵徑“厚壁雙層泵筒”機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第24頁。技術特點：（1）雙層泵筒可有效解決液柱壓力的脹泵問題，從而克服疲勞破壞；（2）采用小間隙配合，可有效減少泵筒的漏失，從而提高泵效；（3）外筒強度高，使作業(yè)更安全；（4）泵筒處于不受力的自由狀態(tài)，避免了因管柱受力而造成泵筒彎曲所引起的卡泵問題。技術參數(shù)：圖7-8雙層泵結構圖表7-8雙層泵性能參數(shù)表名稱參數(shù)單位泵型28、32、38、44、57mm柱塞長度1.5m允許最大泵掛4500m耐壓45MPa沖程6m沖次2～6次/min配合間隙等級Ⅰ級適用條件：氣油比小于200m3/m3、泵入口粘度小于2000mPa.s，解決稀油井動液面大于31.1.10氣液混抽泵結構原理：上沖程時，柱塞上行，游動閥關閉，固定閥開啟進油，柱塞到達上泵筒，換氣腔和下部泵筒腔室連通，柱塞下部的氣體替換到換氣腔內，換氣腔中的液體進入下泵筒，柱塞下部充滿液體；下沖程時，柱塞下行時，固定閥關閉，游動閥打開進油，換氣腔與油管連通，這時存在于換氣腔內的氣體排出并上升到油管內，同時氣腔管被井液充滿，消除了油藏氣對泵效的影響，避免了水擊現(xiàn)象的發(fā)生。補償腔既能補償下部工作泵筒中的液體空缺，又容納上沖程抽吸過程中分離出的氣體，既排除了氣體的干擾，增加了泵效，也平衡了系統(tǒng)的穩(wěn)定，延長了撿泵周期。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第25頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第25頁。圖7-9氣液混抽泵結構示意圖技術參數(shù)：表7-9氣液混抽泵技術參數(shù)表品種管式抽油泵規(guī)格φ32φ38φ44φ50φ57標稱直徑mm31.838.144.550.857.2柱塞長度mm1600、1800泵工作筒長度m3.3-6.63.3-6.6最大沖程長度m5.15.1最大外徑mm898989102102連接油管螺紋27/827/827/827/827/8連接抽油桿螺紋3/43/43/43/43/4備注：φ57泵ZTQY氣液混抽泵氣液置換腔技術參數(shù)：氣液置換腔長度：1200mm；氣液置換腔外徑：102mm；氣液置換腔內徑：90mm。適用條件：氣油比小于200m3/m3、泵入口粘度小于2000mPa.s，解決稀油井動液面大于31.2無桿泵系列無桿泵采油與有桿泵采油的區(qū)別在于動力傳遞方式不同，無桿泵采油是用電纜或高壓液體將地面能量傳輸?shù)骄拢瑤泳聶C組工作把原油抽至地面。常用的無桿泵包括電動潛油離心泵、水力活塞泵和水力射流泵等。1.2.1潛油電泵機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第26頁。結構原理：潛油電泵裝置的井下部分實質上是變形細化了的一套多級離心泵裝置。分為固定部分和轉動部分。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第26頁。固定部分：潛油電機、保護器、分離器和離心泵定子及外殼，連同油管由螺栓或螺紋固連在一起。轉動部分：電機轉子軸、保護器軸、分離器軸、離心泵葉輪軸分別用花鍵套連接在一起。電機通電后轉子旋轉，帶動離心泵葉輪旋轉，將井下液體吸進，并通過油管排出地面。結構組成：潛油電泵采油裝置由三部分組成：井下部分、地面部分和聯(lián)系井下、地面的中間部分。a井下部分：是電泵的主要機組，圖7-10潛油電泵原理圖自下而上由潛油電機、保護器、分離器和多級離心泵四個主要部件組成；b、中間部分：主要由潛油電纜、油管組成。其作用是將電流從地面部分傳送給潛油電機，將離心泵的排出液導出地面。c、地面部分：主要由控制屏、變壓器、接線盒和采油井口裝置等組成。其作用是自動或手動控制井下電泵的工作，防止電路系統(tǒng)短路和電機過載或欠載運行；將電網(wǎng)電壓提高到保證電機工作所需要的計算電壓（應考慮到電纜中的電壓降）；監(jiān)測電泵的流量、壓力、電流等工作參數(shù)，掌握井下機組的工作情況，取得各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)；保證安全生產(chǎn)。適用條件：氣油比小于30m3/m3、泵入口粘度小于4000mPa.s，解決稠油井動液面大于2500m間開生產(chǎn)的問題1.2.2深抽抗稠油電潛泵結構原理：深抽抗稠潛油電泵工作與原理與常規(guī)潛油電泵相似，實質上是變形細化了的一套多級離心泵裝置，針對常規(guī)電泵在稠油開采中存在入泵難度大、過載停機、稀稠油混合不均勻、電機啟動困難、電纜電機耐溫級別低、易燒機等問題，在常規(guī)電潛泵基礎上進行結構上的技術改進，形成了適合于稠油開采的抗稠油電潛泵。技術特點：圖7-11抗稠油電潛泵原理結構圖機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第27頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第27頁。1）導流罩設計：提高散熱能力；2）改變葉輪結構：寬度從4.2mm增加到6.6mm；3）強磁降粘技術：保證流道暢通；4）抗高溫：150℃適用條件：氣油比小于30m3/m3、泵入口粘度小于4000mPa.s，解決稠油井動液面大于2500m間開生產(chǎn)的問題1.2.3水力噴射泵結構原理：水力噴射泵是一種應用射流原理工作的非容積泵如圖4，即高壓流體(動力液)從油套環(huán)形空間進入泵內，通過一小尺寸(噴嘴)縮徑端面時，其速度能顯著增加，導致出口附近壓能顯著降低，從而在端面周圍形成“相對低壓”區(qū)，產(chǎn)生抽吸作用，地層液從封隔器下部進入泵內，與動力液經(jīng)喉管混合，再經(jīng)擴散管擴散，逐步恢復壓能，該壓能完成混合液的舉升與輸送。圖7-12噴射泵原理結構圖技術特點：該工藝射流泵射流元件與泵設計為一體，泵本身沒有任何運動件；可根據(jù)油井工作狀況，入井前進行地面參數(shù)調整；關鍵部件采用特殊耐磨、耐腐材料制成，使用壽命長，工作的可靠性高；對動力液的質量要求“不高”，只要求固體顆?；蚶w維狀物質不堵塞噴嘴和喉管流道；依靠液力傳遞能量，較易發(fā)揮動力液的載體潛能，可在動力液中添加降粘或防垢等藥劑；下入深度范圍大適用條件：適用于高凝固點井、含蠟井、斜井（有桿泵下至直井段)、水平井、稠油井、出砂井(含量≤0.3%）或常規(guī)油井、有一定供液能力、含硫化氫高及腐蝕性強、有桿泵管柱偏磨井等，對現(xiàn)有采油設備難以開采等特殊油藏，具有較強的適應能力，還適用于套管變形側鉆后的小直徑井筒油井。1.3復合舉升工藝機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第28頁。1.3.1機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第28頁。結構原理：復合舉升系統(tǒng)舉升原理如圖1所示。對于某一具體的油井，在給定配產(chǎn)Qo下，根據(jù)油井流入動態(tài)可得到相應的井底流壓Pwf。井底流體首先在井底流壓Pwf的作用下流至電潛泵的吸入口，流體經(jīng)過電潛泵獲得一定的揚程，接著流體以電潛泵的出口壓力Poe沿油管向上流動，流至有桿泵的吸入口，流體經(jīng)過有桿泵又獲得一定的揚程，接著流體又以有桿泵的出口壓力Por沿油管向上流動，直至流出井口，并沿地面管線流入計量間。有桿泵—電潛泵復合舉升系統(tǒng)井下管柱結構如圖2所示，由電泵系統(tǒng)、防氣裝置、有桿泵、蓄能裝置、復合井口等組成。圖7-13電潛泵-管式泵復合舉升結構示意圖圖7-13電潛泵-管式泵復合舉升結構示意圖圖7-14系統(tǒng)結構示意圖1.3.2抽稠泵-水力噴射泵復合舉升結構原理：動力液從環(huán)空進入泵內，通過噴嘴縮徑端面速度增加，導致出口附近在端面周圍形成“相對低壓”區(qū)，產(chǎn)生抽吸作用，地層液進入泵內，與動力液經(jīng)喉管混合，再經(jīng)擴散管擴散，逐步恢復壓能，該壓能將混合液舉升至抽稠泵泵掛深度，與抽稠泵共同完成稠油的舉升，達到深抽的目的。技術特點：圖7-15圖7-15水力噴射泵-抽稠泵復合舉升示意圖2）對動力液的質量要求“不高”；3）依靠液力傳遞能量，可在動力液中添加藥劑；4）下入深度大，與抽稠泵組合，實現(xiàn)稠油深抽。適用條件：機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第29頁。1）高凝固點井、含蠟井、出砂井(含量≤0.3%)；機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第29頁。2）斜井、水平井、稠油井、側鉆井或常規(guī)油井；3）腐蝕性強、高含硫化氫井、有桿泵管柱偏磨井。2．抽油桿系列2.1剛性抽油桿表7-10H級剛性抽油桿性能參數(shù)桿徑dr截面積Ar每米抽油桿重力單位長度質量彈性常數(shù)接箍mminmm2N/mkg/m10－5kN－1外徑mmLmin方頸長mm131/2126.45110.5081.13.728165/8198.06416.4911.72.379238.1101.631.8193/4285.16123.7892.41.654241.3101.631.8227/8387.74132.3993.31.215846.0101.631.8251506.45142.3234.30.931155.6101.638.12911/8641.28953.5615.50.736260.3114.341.32.2連續(xù)抽油桿連續(xù)抽油桿截面成圓形，材料是優(yōu)質低碳合金鋼，其經(jīng)過特殊的加工工藝后強度高、柔性好、伸長率高，成品是經(jīng)過特殊的焊接工藝將不同規(guī)格的連續(xù)桿組焊成一根(長度根據(jù)油井泵掛而定)，其與普通桿最大的區(qū)別是連續(xù)抽油桿沒有接箍。焊接部位經(jīng)力學試驗表明，其性能與母體相同，抗拉強度可達1060MPa，疲勞壽命可達107次（最大應力406Mpa，應力比為0.1）。圖5-1連續(xù)抽油桿表7-11連續(xù)抽油桿規(guī)格性能參數(shù)連續(xù)桿號碼名義尺寸（mm）重量（Kg/m）最小截面積（mm2）最大直徑（±0.5mm）最小直徑（±0.5mm）備注LG828.65.0264239.918.9橢圓型LG727.04.4957236.318.9橢圓型LG625.43.9850732.018.8橢圓型LG523.83.5044528.318.5橢圓型LG422.23.0538825.517.8橢圓型LG320.62.6333423.916.5橢圓型LG219.12.2428522.115.2橢圓型機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第30頁。表7-12連續(xù)抽油桿機械性能參數(shù)表機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第30頁。等級化學成分機械性能抗拉強度σbMPа屈服強度σ?MPа最小伸長率δ%硬度HRCD鉻鉬合金鋼>794>690>1826-32H鉻鉬合金鋼>910>790>1526-32圖7-17現(xiàn)場作業(yè)示意圖圖7-16連續(xù)抽油桿實物示意圖圖7-17現(xiàn)場作業(yè)示意圖機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第31頁。與普通抽油桿相比連續(xù)桿具有優(yōu)越的使用性能：①大幅度降低抽油桿失效頻率：普通抽油桿連接部分（接箍、螺紋接頭、鍛造部分和鍛造加熱過渡區(qū)）的失效數(shù)占總失效數(shù)的65-80%，而鋼質連續(xù)抽油桿的設計中間取消了連接件，從而可以大大減少抽油桿的失效頻率；②減少抽油桿與油管的磨損：抽油桿桿柱和油管摩擦造成的磨損與相互間的垂直壓力、承壓面積、相互接觸的長度和時間有關。連續(xù)抽油桿能夠減少磨損，是因為它與油管在整個長度上都是均勻接觸，而普通抽油桿的接箍則是局部接觸。這樣，每9.14m長的連續(xù)桿與油管就有9.14m的接觸長度，而普通抽油桿接箍與油管的接觸長度僅為100-112mm，兩者的承壓面積之比為90:1。承壓面積的增大使磨損大大減少，尤其是斜井和定向井，效果更為顯著；③降低抽油桿的工作應力：由于連續(xù)桿沒有了接箍和絲扣，并根據(jù)每口井的井況設計成錐形，可比同樣長度的普通桿重量輕8-10%，其次，在較小的油管中，可以使用比普通抽油桿更大尺寸的連續(xù)桿，從而降低抽油桿的應力。如在普通抽油23/8"油管中，只能使用7/8"的普通抽油桿，而采用連續(xù)桿時可使用1"抽油桿，負荷相同時，連續(xù)桿的應力減少了23%；④提高油井產(chǎn)量：連續(xù)桿沒有接箍，消除了普通抽油桿接箍的活塞效應，使桿柱下降速度加快，增加了泵柱塞的沖程長度，彈性伸長也增加了沖程，因而使每沖次的出液量增加。另外，由于連續(xù)桿可以下井深度比普通桿要大，在低滲透井中使用連續(xù)桿，可以變間開井為常開井，增加的產(chǎn)量更為可觀；⑤提高作業(yè)速度、減輕勞動強度：每口井所用的為一根連續(xù)抽油桿桿柱，利用連續(xù)桿作業(yè)車，其安裝和提升速度為25-30m/min，與普通抽油桿相比，其速度提高3倍以上，勞動強度降低90%；⑥降低減速箱扭矩：由于連續(xù)抽油桿柱較普通抽油桿柱輕，因此可減輕抽油機減速箱扭矩10%左右。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第31頁。2.3玻璃鋼桿玻璃鋼抽油桿最大特點是強度高、重量輕、抗腐蝕能力強，特別是對于深度超過4500m以上的油井，玻璃鋼抽油桿具有明顯的優(yōu)勢。且玻璃鋼桿具有較大的彈性張力和相對伸長量，在能量的吸收和釋放的過程中會使柱塞產(chǎn)生“超沖程效應”主要技術特點：1）單位重量輕，既加深泵掛，又可降低地面設備載荷，還能節(jié)減耗電費用。表7-131000米玻璃鋼抽油桿與鋼桿重量對比徑桿重桿型桿徑桿重桿型桿1000米1"抽油桿1000米7/8"抽油桿玻璃鋼抽油桿12.2KN9.3KN鋼抽油桿42KN32KN2）玻璃鋼抽油桿的彈性大，合理的沖次與沖程配合，可產(chǎn)生共振，實現(xiàn)超沖程。玻璃鋼抽油桿彈性模量為49600Mpa，鋼桿彈性模量為201300MPa。3）防腐，可以延長桿柱的使用周期，降低作業(yè)成本。圖7-18玻璃鋼桿本體示意圖圖7-19玻璃剛桿接箍示意圖機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第32頁。表7-14玻璃鋼桿主要技術參數(shù)機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第32頁。抽油桿mm(英寸)22(7/8″)25(1″)32(1.25″)桿體直徑(mm)(±0.127）21.97125.14631.496每米桿重量(kg/m)25′(7.62m)0.98471.31632.077930′(9.14m)0.94681.26731.997337.5′(11.43m)0.90901.21851.9166API接頭規(guī)格mm(英寸)19(3/4″)22(7/8″)25.4(1″)接頭直徑(mm)(+0.127)(-0.000)384051API板手尺寸25.4(1″)25.4(1″)28.6(1.125″)API吊卡尺寸25.4(1″)25.4(1″)特種最大抗拉及屈服強度(MPa)793793793最大工作負載(KN)89120187最大工作應力(MPa)241241241最大短時負載(KN)140182289最大短時應力(MPa)365365365最大設計溫度(℃)115115115表7-15玻璃鋼桿機械性能參數(shù)首次失效循環(huán)數(shù)許用應力范圍桿體工作溫度℃許用應力范圍5×106104%71(160)100%7.5×106100%82(180)98%10×10692%93(200)95%15×10685%104(220)88%30×10680%115(240)80%2.4加重桿防治抽油桿柱失穩(wěn)彎曲變形的基本方法有兩種，即使用扶正器或加重桿。扶正器可修正桿柱彎曲變形，增強穩(wěn)定性，但受到井下工具使用的限制，一般不使用。而加重桿可以減輕或避免下部抽油桿柱受壓應力作用發(fā)生彎曲，減少運行中發(fā)生的桿柱振動，從而改善抽油桿柱工作狀況，提高抽油桿的工作壽命和泵效。圖7-20加重桿接箍示意圖圖7-21加重桿本體（帶扶正器）示意圖機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第33頁。表7-16加重桿主要技術參數(shù)機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第33頁。加重桿規(guī)格（mm）單位長度重力（kN/m）適用的最小油管外徑（mm（in））適用的抽油桿吊卡（mm）34.930.07348.3（3/2）2238.10.087660.3（2）2550.80.156188.9（3）293．抽油機系列3.1游梁式抽油機游梁式抽油機的工作過程是由動力機（通常為電動機或柴油機、天然氣發(fā)電機）經(jīng)傳動皮帶將高速旋轉運動傳遞給減速器，經(jīng)三抽兩級減速后，由曲柄連桿機構將旋轉運動變?yōu)橛瘟旱纳舷聰[動。掛在驢頭上的懸繩器通過抽油桿帶動抽油泵柱塞作上下往復運動，將井液抽汲至地面。主要性能特點：1）結構簡單，可靠耐用，故障率低。常規(guī)游梁式抽油機整機結構簡潔、可靠耐用的優(yōu)點，運行平穩(wěn)可靠、能夠適應各種惡劣氣候和環(huán)境，具有獨特的游梁偏置配重，懸點提升能力強，載荷適應范圍大，可靠性高；2）整機運轉平穩(wěn)，噪聲小。電機裝機功率下降26%，啟動電流比同型號常規(guī)機降低30%以上，平衡錘重量減少57%，便于調平衡作業(yè)，整機運轉平穩(wěn)，噪聲小，節(jié)能效果顯著；3）適用于稠油開采。采用游梁復合平衡方式，懸點提升能力強，載荷適應范圍大，極適用于稠油油藏的開采。如應用于超稠油油藏的開采，可將電機更換為12極電機，最小沖次可降至2次或2次以下；④人性化程度較高。維護點都設置了操作平臺，符合人機最佳配合，便于抽油機的安裝調試，使得抽油機操作、維護安全簡便。圖7-22抽油機系統(tǒng)基本原理示意圖圖7-23CYJQ14-5-73圖7-22抽油機系統(tǒng)基本原理示意圖圖7-23CYJQ14-5-73H型游梁式抽油機機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第34頁。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第34頁。圖7-25CYJQ18-7.3-75HPF圖7-25CYJQ18-7.3-75HPF型游梁式抽油機圖7-24CYJQ16-5.5-75HPF型游梁式抽油機抽油機型號抽油機參數(shù)CYJQ12-5-53HYCYJQ14-5-73HYCYJ14-5.4-73HPFCYJQ16-5.5-75HPFCYJ18-7.3-105HPF懸點最大載荷KN120140140160180最大扭矩KN.m53737389105電動機功率KW373775/555575沖程m最大沖程5.05.05.45.57.3最小沖程3.03.44.04.24.8沖次r/min最大沖次5.05.07.0/5.05.04.0最小沖次3.03.05.0/3.03.01.5平衡方式游梁平衡調徑變矩游梁平衡下偏杠鈴復合平衡下偏杠鈴復合平衡下偏杠鈴復合平衡3.2無游梁式抽油機3.2.1機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第35頁。（1）運動規(guī)律：電動機通過皮帶傳動和減速箱減速后，驅動主動鏈輪（下鏈輪）旋轉，傳動鏈條在抽油機塔架內垂直布置，分別掛在上下鏈輪上，傳動鏈條在主動鏈輪和從動鏈輪（上鏈輪）間做環(huán)形循環(huán)運動，曲拐軸的頭部實際上充當著軌跡鏈條的一個特殊鏈節(jié)，其圓軸部插入滑車架，可以在滑車架內轉動。滑車架可以在往返架內沿導軌橫向移動，曲拐軸也隨著作環(huán)形運動，當曲拐軸隨軌跡鏈條的直線部分上行時，曲拐軸帶動滑車架，滑車架帶動往返架，往返架只能沿著塔梁內壁作縱向運動，此時滑車架與往返架相對靜止，往返架的運動速度與鏈條的運動速度相等，整個往返架向上運動。當曲拐軸運動到軌跡鏈條的圓弧部分即鏈輪部分時，它繼續(xù)帶動往返架向上運動，同時帶動滑車架沿導軌橫向移動，到達最高點后曲拐帶動往返架改變方向向下運動。因此，往返架（懸點）在直線運動部分與鏈條具有相同的速度和加速度。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第35頁。圖7-26皮帶式抽油機結構圖圖7-27皮帶式抽油機實物圖（2）主要技術特點：①重負荷、長沖程、低沖次；a：減少了抽油泵柱塞的沖程損失，提高泵效增加產(chǎn)量，降低成本；b：降低單位產(chǎn)油量所需抽油泵的往復循環(huán)次數(shù)，減少了桿柱的疲勞磨損，延長了桿柱的使用壽命和油井的免修期；c：可消除氣鎖現(xiàn)象，適合稠油井的含氣；d：適合于小泵深抽，大排量提液。②全機為機械結構，潤滑系統(tǒng)簡單，整機易損件少，使用壽命長；③因采用柔性膠帶作為負載元件，能有效的降低峰值載荷，減緩換向沖擊力，從而能實現(xiàn)平衡換向；④采用重塊平衡，簡化了平衡結構，使平衡易于調整，平衡率可達90%以上；⑤配有多種安全保護裝置，欠載或過載時可自動停機剎車，光桿斷脫或卡阻時可自行保護；⑥沖程長，沖次低，換向少，減少了沖程損失，減輕了管桿泵的磨損，從而可提高泵效，延長檢泵周期；機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第36頁。⑦純機械傳動，效率高，要求減速器額定扭矩僅為37kN·m；只需45kW普通電動機(常規(guī)16型抽油機需75kW普通電動機)，節(jié)能10%～40%；機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第36頁。⑧載荷大，可滿足大排量深抽；⑨采用長壽命重型膠帶給抽油桿柱傳送動力，其彈性緩沖作用降低了抽油機換向沖擊對井下泵及抽油桿柱的不良影響，有利于降低峰值載荷、扭矩與電流。表7-18皮帶式抽油機性能參數(shù)抽油機型號抽油機參數(shù)1100型1000型900型800型700A型700B型600型500型懸點最大負荷22.7t20t16.31t14.0t12.0t12.0t10.0t8.0t減速箱扭矩37kN.m37kN.m37kN.m26kN.m26kN.m26kN.m18kN.m13kN.m電動機功率75kW75kW55kW45kW37kW37kW22kW18.5kW沖程長度8.0m8.0m7.3m7.0m6.0m6.0m5.0m4.5m最高沖次44444455最低沖次可以非常小平衡箱重量6.1t4.6t4.17t2.7t2.4t2.4t1.9t1.7t最大附加平衡重8.6t9.0t7.2t8.6t7.1t6.4t4.8t3.5t抽油機自重(不含基礎)26.5t24.0t19.5t16.5t15.5t15.5t12.0t11.0t3.2.2機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第37頁。圖7-28長沖程智能抽油機24型長沖程智能抽油機采用塔架式結構實現(xiàn)長沖程，采用調速換向電機、傳動帶軟傳動，徹底拋棄四連桿機構，縮短動力傳動路線，提高系統(tǒng)效率；采用平衡塊砝碼式配重，實現(xiàn)精確平衡；結合IT、自動控制技術，實現(xiàn)抽油機的機電一體化設計和工作參數(shù)的智能無級調整、控制。主要技術特點：①啟動電流小，當啟動轉矩達額定轉矩的150%時，啟動電流為額定電流的30%；②控制系統(tǒng)屬可逆閉環(huán)調速系統(tǒng)，機械電氣時間常數(shù)小，機械動平衡狀態(tài)好；③系統(tǒng)效率高，比常規(guī)游梁機提高1倍以上，特別是能在轉速和負載轉矩均較大范圍變化時保持高效率；④節(jié)能效果好，比常規(guī)游梁機節(jié)能40%以上；⑤沖程、沖次可由1人1分鐘內不停機無級調整，且不需要任何輔助機械的配合，大大地節(jié)省了生產(chǎn)成本，這是游梁式抽油機無法實現(xiàn)的；⑥控制系統(tǒng)操作簡單，可靠性高，具有20多種保護功能，可自動判斷故障類型并處理；⑦適用于惡劣環(huán)境下工作，風雨雪沙均不影響其正常工作，不存在皮帶打滑問題；⑧控制系統(tǒng)具有多個擴展接口，可實現(xiàn)遠程無線控制、監(jiān)視、報警、油井數(shù)據(jù)實時采集、連成網(wǎng)絡；機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第37頁。圖7-28長沖程智能抽油機表7-19長沖程智能抽油機技術參數(shù)參數(shù)JPCYJD14-7JPCYJD16-7JPCYJD18-7JPCYJD20-7JPCYJD24-7懸點最大負荷（kN）≤140≤160≤180≤200≤240最大沖程（m）≤7≤7≤7≤7≤7最大沖次（1/min）≤4≤4≤4≤4≤4平衡方式砝碼式平衡電動機型號L225AL250AL280AL280BL315A額定功率（kw）30/3737/4545/5555/6575/90轉速(r/min)1000減速器型號ZSY315ZSY355ZSY400ZSY400ZSY450額定扭矩（KN.m）4040606080最大懸點負荷差(kN)7090110130160外型尺寸（mm）長*寬*高3500*2500*9000（10000，11000，13600）整機質量（t）1415171820注：1、其中沖程和沖次為無級調節(jié)；2、整機質量不含配重。八、常用井口參數(shù)1．70型、105型井口采油樹自噴井和電潛泵井采油樹主要有70型和105型，表示采油樹承壓級別為105MPa和70MPa，主通徑均為78mm，旁通徑65mm。采油樹主體主要由油管小四通、套管大四通及13個功能不同的閘門組成，采用法蘭連接方式。各部件主要作用如下：防噴管：用63mm（21/2’’）油管制成，外部套Φ89mm（31/2’’）管環(huán)空，內循環(huán)蒸汽或熱水（油）保溫（也可不保溫，不外套），在自噴井中有兩個作用：一是在清蠟前后起下清蠟工具及熔化刮蠟片帶上來的蠟；二是各種測試、試井時的工具起下。電動潛油泵井中也有兩個作用：一是在電動潛油泵井測流、靜壓時便于起下工具用；二是在給電動潛油泵井清蠟時起下工具、放空用。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第38頁。測試閘門：測壓、試井用。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第38頁。小四通：用以連接閘門與總閘門及左右生產(chǎn)閘門。它是油井出油、水井測試等必經(jīng)通道?？傞l門：開關井以及在總閘門以外設備的維修時切斷井底壓力。大四通：它是油管套管匯集分流的主要部件。通過它密封油套環(huán)空、油套分流。外部是套管壓力，內部是油管壓力，下部接套管短接。套管短接：上部與四通下法蘭螺紋連接，下部與套管連接，并可根據(jù)井場的高低，作業(yè)施工時調整套管短接來達到要求。圖8-170型井口采油樹及法蘭結構圖2．250機抽井口采油樹主要用于地層能量較低的機抽井，卡箍式連接結構，拆裝方便，配有三個閥門，整個采油樹體積小、重量輕，主要技術參數(shù)為：工作溫度：-29℃～121圖8-2250機抽井口采油樹主通徑：65mm；圖8-2250機抽井口采油樹懸掛油管：27/8〞、31/2〞；懸掛套管：41/2〞、51/2〞、71/2〞。3．350機抽井口采油樹機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第39頁。350井口采油樹承壓35MPa，主通徑80mm，旁通徑65mm。機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第39頁。圖8-3350機抽井口采油樹4．偏心井口圖8-3350機抽井口采油樹圖8-4機抽偏心井口采油樹該井口具有采油和測試通道，機抽與測試可同時進行。主要有油管頭、上法蘭、旋轉體、閘閥、三通、采油短節(jié)、測試短節(jié)、測試閥門等組成。承壓本體可采用鑄件和鍛件，閥門可采用法蘭和卡箍兩種連接方式。圖8-4機抽偏心井口采油樹工作原理：偏心井口較普通井口增加一測試孔，這就使該井口裝置能夠在油井正常生產(chǎn)狀態(tài)下對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行動態(tài)錄取。帶有測試孔的轉動油管接箍，其油管中心軸線相對于套管中心軸線具有一定的偏心，油管和測試孔可以圍繞套管中心軸線同步旋轉360°，因此可以改變測試孔方位以及解除起下儀器過程中的“阻、卡、纏”等故障。表8-1偏心井口主要技術參數(shù)公稱壓力強度試壓工作介質工作溫度25MPa50MPa原油、水﹣20~150測試孔徑適用套管規(guī)格適用四通大四通重量外徑40mm95/8"、7"250型井口56Kg5．塔河常用機采井口機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第40頁。圖8-8電泵井口圖8-7簡易井口圖8-5新型350井口圖8-6簡易250井口機械采油技術手冊全文共62頁，當前為第40頁。圖8-8電泵井口圖8-7簡易井口圖8-5新型350井口圖8-6簡易250井口九、井下配套設備1．井下高效混配器工作原理：稠油降粘井下高效混配器其原理遵循能量守恒定律，在地層壓力、供液能力不變的前提下，經(jīng)螺旋葉輪的旋轉作用，提高液體瞬間線速度，將壓能轉變?yōu)閯幽?，加快液體流動速率，改變液體流態(tài)，增強混合效果，同時降低摩阻、減少壓力損失，當稠油、稀油或降粘劑溶液等流動介質進入混配器后，在流體壓力和螺旋葉輪的作用下，旋轉上升，使油、氣、水等介質充分混合。圖9-1井下高效混配器結構示意圖結構主要包括上接頭、支撐座、限位套、外筒、軸承、