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1、抽油机井讲义,我们把凡是利用抽油杆柱上下往复运动进行采油的抽油设备称为有杆抽油设备。主要由以下部分组成。,抽油泵,油管,抽油机,抽油杆,井口,抽油机井机、杆、泵简介,抽油机井机、杆、泵简介,一、常用的抽油机结构,抽油机的铭牌,CYJ10-3-48(H)F(Y,B,Q),游梁式抽油机系列代号,悬点最大载荷,104牛,光杆最大冲程,米,减速箱曲柄最大允许扭矩,千牛.米,点啮合圆弧齿轮,平衡方式,F:复合平衡,Y:游梁平衡,B:曲柄平衡,Q:气动平衡,常用的抽油机技术参数,二、游梁式抽油机,具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点。技术参数符合中华人民共和国行业标准SY/T 5044游梁式抽油机和
2、美国石油协会API标准，技术成熟。主要特点：1、整机结构合理、工作平稳、噪音小、操作维护方便；2、游梁选用箱式或工字钢结构，强度高、刚性好、承载能力大；3、减速器采用人字型渐开线或双圆弧齿形齿轮，加工精度高、承载能力强，使用寿命长；4、驴头可采用上翻、上挂或侧转三种形式之一；5、刹车采用外抱式结构，配有保险装置，操作灵活、制动迅速、安全可靠；6、底座采用地脚螺栓连接或压杠连接两种方式之一。,异相抽油机,国内油田定型最早、使用最多的节能型抽油机。该种抽油机的曲柄销与曲柄轴孔中心连线对于曲柄自身的轴线有一个偏置角，并且当悬点位于上、下死点时，连杆间存在一个极位夹角，这种结构形式使得平衡块扭矩曲线的
3、相位提前，从而使得净扭矩曲线比较平坦，而且可在一定程度上消除负扭矩，因而使电动机电流波动减小，能量损失减少，抽油机地面效率提高。,异相抽油机,由于存在着极位夹角，上冲程所用的时间较长，下冲程所用的时间较短。上冲程时间变长既可以改善泵的充满程度，又可以减少惯性载荷，因此可使抽油机井下效率提高。这种抽油机自1986年问世以来，已在全国各油田得到了广泛应用。在相同工况条件下，异相曲柄平衡抽油机较常规抽油机节电达15%左右，系统效率提高34%。缺点是下行速度快，不适合稠油、聚驱等下冲程粘滞阻力大的情况使用。,异相抽油机,渐开线天轮抽油机,结构特点：渐开线抽油机采用渐开线轮式结构控制悬点和平衡力臂，实现
4、抽油机节能。天轮部件的小轮通过后钢丝绳与曲柄销相连，而大轮通过前钢丝绳与光杆相连。由于大小轮是固联在一起的，因此通过钢丝绳的软传动，实现了将减速器的旋转运动转变为提升光杆的上下垂直运动，天轮的小轮轮廓采用渐开线形状。为方便修井作业，本机两前轮采取左右对称布置，修井时不需进行让井作业，极大地方便了油井的维修。节能原理：由于天轮部件的小轮轮廓是采用渐开线形状，它的向径大小与转角有关，是按一定规律变化的，而大轮轮廓是一圆形，它的向径不与转角的变化而变化，因此在每一抽吸过程中，轮径比始终是变化的，而这种变化规律正好与悬点载荷的变化规律相吻合，因而降低了减速器输出轴扭矩峰值，改善运动和动力特性，实现节能
5、目的。性能特点：结构简单紧凑，整机重量轻。相对常规机，节电率25左右。,渐开线天轮抽油机,双驴头抽油机,通过改变抽油机扭矩因数的变化规律来加强平衡效果，达到节能目的。它是以常规机为基础模型，对其四杆机构进行了关键性的技术变革，采用了特殊曲线型的游梁后臂、游梁与横梁之间采用柔性连接结构，以得到摇杆（游梁后臂）长度、连杆长度随曲柄转角的变化而变化的特殊四杆机构，即变参数四杆机构，形成了一种能适应采油实际工况的新型动力传动的抽油机主结构。该机工作时，依靠其游梁后臂有效长度的有规律变化实现负载大时平衡力矩大，负载小时平衡力矩小的工作状态，从而加强抽油机的平衡效果，实现节能意图。,双驴头抽油机,偏轮游梁
6、式抽油机,偏轮抽油机打破了原有四杆机构的局限，而是以游梁尾部的偏轮为中心，形成六杆机构。该型号抽油机机继承了常规四杆机的可靠性高、寿命长、维护保养方便等优点，其使用、安装、调试维修、作业等方面有了较大突破，与常规游梁抽油机比较平均单井节电30%50%，偏轮抽油机适用于稀油井、稠油井和含腊等各种状况的油井，它具有悬点最大线速度小，承载能力强，适应载荷差大的特点。该种抽油机电动机功率及减速箱扭矩较同型常规机减小30%50%，可提高抽油井系统效率20%50%。,偏轮游梁式抽油机,液压抽油机,液压抽油机是在常规式游梁抽油机的基础上发展生产的新一代抽油设备，它不仅保持了常规机的优点，还具有运行参数可调，
7、节能，系统效率高等特点，是一种新型节能抽油机。主要特点:1、能耗低。2、调参方便。3、体积小、重量轻、便于安装维修和搬运。4、平衡效果好5、具有超载和断载保护装置，并能自动停机报警。,液压抽油机,调径变矩系列节能抽油机,游梁实现偏置平衡，结构新颖。调整简单易行。驴头上死点时配重箱接近地面。很容易加减配重箱中小平衡块。平衡性好，针对载荷峰值位置精确调整平衡。调冲程时将游梁与支架锁住，改变了过去调冲程作业安全性差、劳动强度大并需吊车等辅助作业的现状。中小型机采用后置式结构，大型机采用前置式结构。,调径变矩系列节能抽油机,下偏杠铃系列节能抽油机,主要特点：利用下偏杠铃来平衡和削减抽油机峰值扭矩，可以
8、根据井况合理匹配下偏杠铃的位置和重量，继承了常规游梁式抽油机的全部优点，平衡效果好，性能可靠。,下偏杠铃系列节能抽油机,直线往复式抽油机,分别由长春长城石油机械厂和广田实业有限公司设计制造，在辽河、吉林等油田使用了142台。该种抽油机采用链轮换向系统，塔架式结构，16型8米冲程。与同规格常规机相比，大型机节约钢材1倍，中型机节约钢材13，小型机节约钢材3吨。电机配套功率减小3050%，节电率达40。,直线往复式抽油机,皮带抽油机,由胜利高原有限公司制造，适用于长冲程、大排量。该种抽油机是一种无游梁式塔架抽油机，纯链条皮带传动结构。由于扭矩臂仅0.46米，对动力扭矩需求低。与常规机相比，可减小减
9、速箱的等级和电机容量，节电率达1040%。采用长寿命重型皮带给抽油杆传递动力，其弹性缓冲作用降低了抽油机换向冲击对井下泵及抽油杆柱的不利影响。,1、皮实可靠，牢固耐用，能和抽油装置使用状况同步。2、维护费用低，维护操作简单，尽可能的做到免维护或低费用。3、节电率高：12型以上抽油机节电30%以上。4、调整容易，操作管理简单，调平衡、调参、维护保养操作方便，易于掌握。5、物美价廉，费用低，新型机最好不高于原抽油机价格（节能配件），费用最低年内从节能费中收回。,皮带抽油机五大要素,三、抽油泵工作原理,上冲程：泵内吸入液体,而井口排出液体。造成泵吸入的条件是泵内压力(吸入压力)低于沉没压力.下冲程:
10、泵向油管内排液的过程.造成泵排出液体的条件是泵内压力(排出压力)高于活塞以上的液柱压力.,抽油泵型号表示方法,CYB 38 R H A M 4.5-1.5-0.6,抽油泵代号,公称直径,mm,泵筒型式,R:杆式泵,H:厚壁泵筒,泵型式,T:管式泵,L:组合泵筒,W:薄壁泵筒,S:薄壁泵筒,P:厚壁泵筒,金属柱塞泵,软密封柱塞泵,定位部位(A定筒式,顶部定位;B定筒式,底部定位;C动筒式,底部定位),定位部件型式(C皮碗式;M机械式),泵筒长度,m,柱塞长度,m,加长短节长度,m,抽油泵的理论排量,每分钟排量Vm=fp s n,每次排量V=fp s,每天排量Qt=1400 fp s n=1/4D
11、2 s n,K=1440D2/4,不同泵径的系数K,泵径32 K=1.16,泵径38 K=1.63,泵径44 K=2.19,泵径56 K=3.54,泵径70 K=5.54,泵径83 K=7.79,泵径95 K=10.2,整筒泵金属柱塞与泵筒间隙分5种,公称直径 级 级 级 级 级,柱塞与泵筒配合间隙范围,整筒泵柱塞泵筒配合间隙与漏失量关系,泵径32 200 420 760 1255 1920,泵径38 235 495 905 1490 2280,泵径44 270 575 1050 1725 2640,泵径56 350 730 1335 2200 3370,泵径70 550 1170 2140
12、3530 5420,泵径83 650 1390 2540 4190 7350,泵径95 750 1590 2910 4790 7380,公称直径 级 级 级 级 级,单位ml/min;试验压力10MPa,抽油机井管理指标,真诚的技术服务 永恒的质量追求,抽油机井主要管理指标,利用率时率正抽率泵效热洗周期检泵周期检泵率,利用率：指开井生产井数占总井数与计划关井数之差的比率，；有效生产时率：指统计期内统计井的日历时数之和与无效生产时数之和的差占日历时数之和的比率，；正抽率：指正抽井数占统计井数（上图井数）的比率。泵效：指单井实际产液量占抽油泵理论产液量的比率。检泵周期：单井检泵周期指油井最近两次检
13、泵作业之间的实际生产天数，有效检泵周期指检下泵投产之日至本次抽油泵装置失效之日的间隔天数；热洗周期：指油井最近两次热洗之间的实际生产天数。检泵率：指检泵井次占总井数的比率，；,抽油机井动态控制图实际上就是地层的流动压力与抽油泵泵效之间的协调关系图。流压反映供液状态，泵效反映排液状态，二者的组合即可反映出供、排协调关系。通过动态控制图，可以直观地知道哪口井在合理状态下工作，哪口井有问题，明确自己应做的工作。在日常生产管理中，也可按各岗位工人所管井在图中的分布情况，判断岗位工人的技术素质高低及责任心，便于进行调整，减少工作的盲目性。生产管理部门和技术管理部门可从控制图中直观地看出采油队的管理水平，
14、为生产挖潜找准目标。,研制应用了三个抽油机井动态管理图,抽油机井动态控制图,该图共分五个区：泵况合理区、参数偏大区、参数偏小区、断脱漏失区及待落实区。事实上，抽油机井动态控制图的合理区就是供排协调区，而参数偏小区、参数偏大区和断脱漏失区就是不同类型的供排不协调区。,参数偏大区：该区域内的井流压低、泵效低，表现为供液不足或气体影响，反映出抽汲参数过大。参数偏小区：该区域内的井流压高、泵效高，表明供液能力强，供液大于排液，可以挖潜上产。该区也称为潜力区。断脱漏失区：该区域内的井流压高，但泵效低，表现为抽油泵失效（断脱或漏失）。待落实区：该区域内的井流压低，但泵效很高，需要核实资料才能定论。应用抽油
15、机井动态控制图的优势在于，能够直接有效地指导生产管理，即借助动态控制图查找出供采不协调的井，通过配套措施的有效实施，抽汲参数的合理优化，尽可能将不在合理区的井调整进入合理区，使抽油机井有一个良好的抽汲工况，以利于生产管理。,抽油机井泵况评比是依据抽油机井动态控制图进行综合评分。上图率：指上图井数与应上图井数的比率，%；应上图井数总井数免评井数 应上图井数上图井数漏测井数 免评井数计划关井数套漏井数待大修井数当月投产新井井数措施（试验）失效井数抽喷免评井数 合理率：指合理区井数占上图井数的比率，%。,对泵况评比中免评井的暂行规定 1.当月新投井无资料，只列为当月免评不参加评比；2.因堵水失效、大
16、修、试验、压裂、措施无效返工等情况，当月或目前可列为免评不参加评比；3.含水92%、泵效60%控制区的抽喷井，当月或目前可列为免评不参加评比；4.因设备故障停产在一周内应及时修复并补测资料，否则为漏测，不能免评；5.为确保资料的齐、全、准和同步资料的真实性和权威性，采油矿队补测资料原则上不能采用或借用上图；6.聚合物驱抽油机井免评条件暂与水驱井相同；上述各项未列到而需免评的抽油机井，由工程技术大队机采室把关，不能随意免评，以保持相对稳定。,抽油机井动态控制图填报评比标准 1.用同步测试的示功图、流压、泵效，把井号点入图框中对应位置；2.“正抽”包括“平行四边形”图形，“供液不足”图形，“气体影
17、响”图形及因惯性影响的以上三种图形的变态相似图形列为正抽图形；3.用统计井数作底数统计各区井数所占的百分数。合理区及区中的优质区只统计“正抽”井数；综合考虑各项指标在泵况评比中的重要性，确定不同的系数，计算其得分排名次，公式为：得分正抽率1.5优质率0.8一类率0.7二类率0.6控制率0.5（上图率98.0）检泵率0.2,按照“稳油控水”的原则，我们对原来的机采井动态控制图进行了细化，通过统计、分析、比较发现，原来在合理区、潜力区的井有相当一部分已经变得不合理、不具备潜力，主要是因为它们含水较高，动态控制图的挖掘决策作用受到了限制。因此，我们在实践中总结、摸索、研制出稳油控水宏观控制图。该图以
18、机采井动态控制图为基础，将合理区、潜力区中的井，建立油井含水产液关系图。根据油田开发要求的含水界限及措施目标要求划分不同区域，达到分类目标管理和挖掘要求。根据油井产液、含水、产油在图中的分布状态及所在区域，制定针对性措施以满足“稳油控水”的要求,研制应用了三个抽油机井动态管理图,稳油控水宏观控制图,一是对油井实行ABC目标管理。依据稳油控水宏观控制图，按照油井产油量的高低对油井进行ABC目标管理，提高油井特别是高产井的利用率、时率，减少产量损失。二是提高宏观分析措施潜力，确保提液措施的效果。三是以控制图为手段，制定控水措施方案，提高控水稳油措施成功率。对于含水高达90%以上的喇嘛甸油田来说，控
19、水效果直接关系到稳油工作的成败。,研制应用了三个抽油机井动态管理图,抽油机设备控制图,抽油机设备动态管理图是针对喇嘛甸油田“八五”期间设备损坏严重而提出的。原油生产任务一紧张，每年都采取了大量的挖潜增油措施(包括调大参数、换大泵、加深泵挂、换大机型等)，长此以往造成设备超载井逐年增多，虽然厂里每年都更换一批新机，但还远远不能满足生产的需要，致使设备损坏情况日趋严重。因此结合生产实际，经过反复实践、探索，总结绘制出“抽油机设备动态管理图”。,悬点最大载荷、曲柄轴扭矩、电机实耗功率是能够反映抽油机地面设备运转的主要特性参数。在长期的生产管理中我们发现，衡量抽油机负荷是否超载，最主要的参数是扭矩，其
20、次再看负荷；而衡量电机是否匹配合理，其一看电机功率利用率，其二还要看抽 油机负载情况；我们把负荷、扭 矩和电机功率利用率建立起座标 关系，负荷扭矩利用率能 反映出目前抽油机、减速箱实际承载情况，而负荷功率利用率则能反映出目前抽油机、电机的实际承载情况。,该图为抽油机井日常设备管理、分析和决策提供了可靠依据。,抽油机井诊断技术,为及时、准确地了解抽油机井的工作状况，明确存在的问题，抽油机井诊断的技术非常重要，犹如医生对病人进行诊断，弄清病根后再确定下步采取的措施，是服药、打针还是得做手术。抽油机井是进行地面处理、小修还是检泵。常用的方法有：示功图诊断法和井口憋压法。,真诚的技术服务 永恒的质量追
21、求,抽油机井诊断技术,抽油机井示功图实际上就是抽油机井在一个完整冲程中的光杆负荷图，横轴代表光杆位移，纵轴代表负荷。示功图是目前检查抽油泵工作状况的有效方法。在示功图上可以直接反映出光杆的最大负荷、最小负荷和冲程损失等。根据对示功图的分析，可以判断泵的工作是否正常、油井的供液能力，判断各种载荷的组成情况，判断油井产量，判断砂、蜡、气等对抽油泵的影响和泵漏失、油管漏失、抽油杆断脱等故障。示功图法是将实测示功图与理论示功图相比较，观察实测示功图各部分的缺失情况来判断。,利用示功图诊断,抽油机做功体现在上、下冲程悬点的负荷不一样大，理论的示功图是一个矩形，考虑到冲程损失，理论示功图就成为一个平行四边
22、形。,理论示功图,理论示功图,3m冲程常规抽油机示功图,示功图诊断泵况方法是观察实测示功图各部分的缺失情况，用经验来判断。以下是几种常见示功图的典型示例：,1排油阀漏失：左上角拐点圆钝或缺角、缺失，表明上行程排油阀漏失，柱塞和杆柱提升的油管内液柱重量有损失。,2进油阀漏失(或关闭不严)：若右下角拐角圆钝或缺失，则表明进油阀关闭不严；左下角在正常情况下是清晰的锐角，当下行线的后半程上翘以至于左下角圆钝或缺失，表明进油阀漏失。,结蜡凡尔漏失,抽油杆结蜡,3供液不足 右下角缺失，呈现“刀把”型缺角的示功图可定性为供液不足。,4气体影响：近似于三角形刀把的示功图可定性为气体影响。与供液不足示功图相比，
23、两者的共性是下行程减载慢，卸载线偏左斜处均是从右上角开始的，向左下方斜势大，有拐点，但气体影响示功图的拐点一般在“十”字线的下方。,5脱泵或完全无泵效:当脱泵或完全无泵效时，也能测出与自喷井相似的示功图，但它与泵量小或自喷井示功图的明显差别是无液量。,6.柱塞拔出泵筒：卸载线有直拐点且突然下移则可认为是“柱塞拔出泵筒”，造成卸载现象。,7.自喷功图 当接近自喷时，功图呈“柳叶”型或窄叶平行四边形。,8.碰泵功图：“碰泵”的示功图左下角向左下方突出一鸟嘴尖，光杆接箍上行终点顶盘根盒时，功图右上角也出现向上突出的尖峰,9.“砂卡”功图,10.泵套乱功图,11.油管漏失功图,12.发生气锁不出油功图
24、,抽喷功图,脱泵功图,真诚的技术服务 永恒的质量追求,抽油机井诊断技术,这种方法是往油管中打入液体，根据泵压的变化来判断抽油泵故障。一种是把活塞放在工作筒内试泵，如果泵压下降或没有压力，则为活塞及游动凡尔、固定凡尔均漏失；另一种是70及以下抽油泵，把活塞拔出工作筒，打液试泵，如果没有压力或压力下降，则为固定凡尔严重漏失。,试泵法诊断,真诚的技术服务 永恒的质量追求,抽油机井诊断技术,抽油机井憋压诊断方法是用憋压时所取得的油管井口压力与憋压时间的关系曲线来分析泵况的方法。它是在抽油机运转和停抽状态下，通过关闭回压阀憋压的方式，各测一条压力与时间的关系曲线来判断泵况。,井口憋压法,当抽油泵正常工作
25、时，油管漏失量与凡尔漏失量相比很小。显然，在抽油机工作正常的情况下，抽憋压力是憋压时间的线性函数。,1抽油泵工作正常,当存在以上某一种情况时，抽油泵不起作用，此时憋压曲线为一水平线。,2杆、管断脱，双凡尔 失灵，柱塞未进入工作筒,3.游动凡尔和固定凡尔漏失憋压曲线,游动凡尔漏失,固定凡尔漏失,4油井抽喷憋压曲线,若油井有自喷能力，则在停机憋压时，压力会随时间延续而上升。,参数优选的方法较多，如图表法、API法、模糊数学法。这几种方法适用条件是在油井新检泵或下泵中应用的，虽然很好，但在实际生产中，由于供液关系的变化，泵况好的油井不可能进行检泵实施优化，并且上述方法计算工作量大，可操作性不强，不利
26、于普通管理人员进行决策。实际生产中我们制定参数优化主要以抽油机井设备动态控制图、抽油机井动态控制图和抽油机井稳油控水图为依据，对超载区和参数偏大区的井分析制定调整措施，并对检泵井实施优化泵挂深度设计，采取上提泵挂措施，理论依据以合理开采流压3.0MPa，套压控制在1.0 MPa左右。,抽油机井合理参数优选,合理沉没度可按下列经验公式计算：当fw0.70时，Hs=263.4+597.1 fw-661.3 fw2 当fw0.70时，Hs=361（1.019-0.027 fw）143.9 得到沉没度，可进行泵挂深度的重新确定。超载区：扭矩利用率 95.0%或负载利用率 95.0%；参数偏大区：流压 3 MPa，功图反映供液不足及气影响。,抽油机井负载、扭矩技术指标的计算表达式如下：1.负载利用率 抽油机井负荷利用率：f=2.减速箱扭矩利用率：,谢谢大家,
