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文檔簡介
1、有桿采油裝備與無桿采油裝備目前,機械采油的型式很多。通常按照是否用抽油桿來傳遞動力,可將機械采油分為兩大類:1、有桿泵采油是指地面動力通過一系列的機械傳動帶動抽油桿柱,再由抽油桿柱帶動井下抽油泵活塞上、下往復運動,將井內原油抽至地面的采油方法。有桿泵采油設備主要包括:游梁式抽油機抽油泵裝置和無游梁式抽油機抽油泵裝置。其中無游梁式抽油機抽油泵裝置又分為鏈條式抽油機,液壓式抽油機,頂部電機驅動式抽油機和直線電機驅動抽油機。2、無桿泵采油利用不借助于抽油桿柱來傳遞動力的抽油設備來進行的機械采油的方法統(tǒng)稱為無桿泵采油。目前,無桿泵采油設備主要有:水力活塞泵,電動潛油離心泵,電動潛油單螺桿泵,射流泵和振
2、動泵等。一、有桿采油裝備游梁式采油裝備是國內外應用最廣泛的采油設備,它出現(xiàn)較早,結構簡單、制造容易、維護方便。該裝置主要由三部分組成:1)地面部分游梁式抽油機,它由電動機、減速箱和四連桿機構組成。2)井下部分抽油泵。它懸掛在套管中油管的下端。3)聯(lián)系地面和井下的中間部分抽油桿柱,它由一種或幾種直徑的抽油桿和接箍組成。為了提高效率,采用了前置型游梁式抽油機和異相式曲柄平衡抽油機,有效的改善了游梁式抽油機的平衡效果,可以降低抽油桿中的應力,節(jié)約能源,提高設備的使用壽命,同時,保留了游梁式抽油機的特點。隨著井深和產量的不斷增加,同時隨著油井開采復雜條件的經常出現(xiàn)(如高粘、多蠟、多砂、多氣、水淹和強腐
3、蝕性等條件),游梁式抽油機抽油泵裝置的缺點就很明顯,主要是抽油機的重量增大,在生產中抽油桿的事故增多而抽油泵的排量降低。為了減輕抽油機的重量,采用無游梁式抽油機。它的特點是保留抽油桿,維持有桿抽油設備的工作方式。無游梁式抽油機,特別是液壓式抽油機的采用,可以降低抽油桿柱中的應力和改善它的工作條件,因而擴大了有桿抽油設備的使用范圍。1、基本型游梁式抽油機基本型游梁式抽油機最常用,它主要由游梁、驢頭、橫梁、連桿、曲柄、平衡重、減速箱、制動機構、支架等組成。驢頭的作用是將游梁前端的往復圓弧擺動變?yōu)閼尹c的垂直直線運動,以滿足抽油桿的運動需要。橫梁的作用是連接連桿與游梁,將兩側連桿上的動力傳遞給游梁。曲
4、柄在游梁式抽油機中的主要作用是將減速箱輸出的動力扭矩傳遞給連桿,其次是安裝平衡重。為了使上、下沖程發(fā)動機做功相同,采用了平衡重。減速箱多為兩級齒輪式,一般小功率時采用斜齒,大功率時采用人字齒,目前,點嚙合雙圓弧人字齒輪傳動在我國各油田的得到了廣泛的應用。剎車機構在結構型式上有內漲式和外抱式兩種,通常安裝在減速箱輸入軸的另一端。支架用來支承游梁,固定游梁的工作位置。目前,國內外游梁式抽油機的抽汲工況主要分為五種:正常的、長沖程的、短沖程的、高沖次的和低沖次的。由于各地區(qū)的地下狀況不同,所采用的抽汲工況應有所側重。在我國油田上,多數(shù)抽油機采用正常抽汲工況,在80年代初以前,也有相當一部分采用短沖程
5、抽汲工況。近年來,長沖程抽汲工況逐漸的得到廣泛的應用。另外,從采油工藝角度來說,增加沖程長度(在保證一定產量的條件下,可降低懸點的沖程次數(shù))會帶來一系列的好處。尤其對于我國油田的粘油井和多氣井的抽油,采用增加沖程長度,降低沖程次數(shù)的抽汲方式更為合理。2、鏈條式無游梁抽油機鏈條式無游梁抽油機是我國設計、制造成功的一種獨特的無游梁抽油機,目前在部分油田已有一定規(guī)模的應用。鏈條式無游梁抽油機由下列五個系統(tǒng)組成:(1)動力傳動系統(tǒng)包括電動機、皮帶傳動裝置和減速箱。(2)換向系統(tǒng)包括主動鏈輪、上鏈輪、軌跡鏈條、主軸銷、滑塊、往返架和導軌等。(3)平衡系統(tǒng)包括平衡鏈條、平衡鏈輪、平衡柱塞、平衡缸、儲能氣包
6、等。(4)懸掛系統(tǒng)包括懸繩器、上鋼絲繩和滑輪。(5)機架底座系統(tǒng)包括機架、底座等。3、液壓式抽油機液壓式抽油機是用液壓油為動力介質,用液壓油缸直接帶動抽油桿,繼而帶動抽油泵的一種無游梁式抽油機。它與游梁式抽油機相比主要有下列優(yōu)點。(1)適用于長沖程、低沖次的工況,沖程長度可達12m;(2)可以實現(xiàn)沖程長度和沖程次數(shù)的無級調節(jié);(3)在一定泵排量的條件下,液壓式抽油機還可以減輕抽油桿的作用載荷,降低抽油桿的工作應力;(4)結構緊湊、重量輕;比如一種液壓式抽油機,懸點載荷100KN,沖程長度2.53m,總重量只有800900Kg。(5)可由較多的液壓元件組成,簡化了設計和制造過程。液壓式抽油機由于
7、液壓原件性能的限制,應用范圍還不夠廣泛。隨著科學技術發(fā)展,這種有較多優(yōu)點的機型將越來越引起人們的重視。無桿采油裝備1、水力活塞泵水力活塞泵是一種液壓傳動的無桿泵抽油設備,系統(tǒng)效率高、功率大、使用壽命長、泵掛深度和產量的適應范圍廣,調參方便,可以液力起下泵,修井作業(yè)間隔長。經國內外油田多年來的礦場使用證明,水力活塞泵在斜井、彎曲井及海上采油、含高蠟井、高揚程井、大排量井及各種復雜條件的油井開采中,有特殊的優(yōu)越性。水力活塞泵主要由三部分組成:地面部分、井下部分和連接地面井下的中間部分。 地面部分由地面動力液罐、三缸高壓泵、控制管匯、井口控制閥和井下泵組成,起著供給和處理動力液的作用。井下部分是該系
8、統(tǒng)的核心部件,由沉沒泵、泵筒、固定閥三個部分組成,起著抽油的主要作用;中間部分包括將動力液從地面部分送到井下機組的中心油管,以及將抽取的原油和工作過的廢動力液一起排出地面的專門通道。 對比其他型式的抽油設備,水力活塞泵的一個重要優(yōu)點是具有較高的效率,而且隨著油井動液面的降低,它的效率減小不多,在中深井和深井中的總效率,一般可達0.570.68,水力活塞泵的基本工作參數(shù)排量和壓頭可在大范圍內平滑的調節(jié),而其效率也沒有多大變化。自由安裝式水力活塞泵可利用動力液進行起下操作,使操作機械化,不僅大大減輕了體力勞動,而且減少了停井時間。另外,水力活塞泵的主要工作部件標準化程度高,它的采用便于實現(xiàn)礦場操作
9、自動化。水力活塞泵特別適用于下列油田開采:(1)深井和超深井的開采水力活塞泵在深井和超深井中能高效率的工作,隨著動液面的變化,排量與效率改變不顯著。(2)斜井與方向井的開采水力活塞泵在斜井和方向井開采中也很有效,甚至在井斜為70度的情況下它的工作和起下操作也無多大困難。由于它的地面設備很緊湊,平衡性好,適用于固定式平臺等海上油井的開采。(3)小井眼油井的開采(4)粘油井的開采粘油井的開采,用有桿泵抽油設備有時候難度很高。采用水力活塞泵時,可利用熱動力液對原油進行加熱,粘度可降低幾十倍,也可采用其它方法降低原油的粘度。(5)多蠟井的開采實踐證明,用水力活塞泵開采多蠟井時,發(fā)現(xiàn)油管壁上石蠟的沉積量
10、很小,這是因為井中原油已在水力活塞泵井下機組的出口處與乏動力液混合,降低了單位體積液體的含蠟量和含氣量。石蠟的影響因而減輕。另外,若采用熱動力液或往動力液中加入石蠟溶劑,可以完全消除石蠟的影響。我國從1966年開始在礦場試驗水力活塞泵。多年來的生產實踐表明,水力活塞泵有較高的經濟效益和較好的使用性能。2、電動潛油離心泵電動潛油離心泵是應用較廣泛的一種無桿泵抽油設備,尤其在我國目前部分油田的開采已到中后期,油井含水量比較高,為了保證原油的產量,這種大排量的抽油設備已得到了足夠的重視。電動潛油離心泵(簡稱電潛泵)是一種在井下工作的多級離心泵,用油管下入井內,地面電源通過潛油泵專用電纜輸入井下潛油電
11、機,使電機帶動多級離心泵旋轉產生離心力,將井中的原油舉升到地面。 電潛泵由井下部分、地面部分和聯(lián)系井下地面的中間部分組成。井下部分主要是電潛泵的機組,它由多級離心泵、保護器和潛油電動機三部分組成,起著抽油的主要作用。地面部分由變壓器組、自動控制臺及輔助設備 (電纜滾筒、導向輪、井口支座和掛墊等) 組成。自動控制臺用來控制電潛泵工作,同時保護潛油電動機,防止電動機電纜系統(tǒng)短路和電動機過載。變壓器組用以將電網(wǎng)電壓變換成潛油電機工作的電壓。中間部分由電纜和油管組成。將電流從地面部分傳送給井下部分,采用的是特殊結構的電纜 (圓電纜和扁電纜)。在油井中利用鋼帶將電纜和油管柱、泵、保護器外殼固定在一起。電
12、動潛油離心泵對于強水淹井、高產井、淺井和中深井、深井以及方向井的開采有著很好的效果。由于電泵所消耗的部分功率轉變?yōu)闊崮埽咕自图訜嵘郎丶s524攝氏度,因而減少了石蠟的析出。加以電泵的排量均勻,在油管中造成足夠的油流速度,使其具有較強的攜砂能力和攜蠟能力,因此電泵在多砂和多蠟井中能有效地工作。用塑料或其它耐腐蝕材料制造葉輪和導輪等零件以及在泵進口處安裝油氣分離器和氣泡破碎器等輔助設備,使電泵能在含腐蝕性液體和多氣井(或低動液面和高飽和蒸汽壓井)中順利工作。電泵的地面設備簡單,使它在某些地區(qū)條件下(如地面下沉,沼澤地區(qū)等)具有獨特的作用。特別值得指出的是,從國內外使用情況看,與其它抽油設備相比,電泵的使用壽命是最長的。 3、電動潛油單螺桿泵在我國的一些油田中,粘油開采是相當突出的問題。粘油開采中伴隨著出砂、含氣現(xiàn)象使油井工作條件更加復雜。在開采高粘度、高含砂量和含氣量的原油時,電動潛油單螺桿泵具有獨特的作用。它是一種容積式泵,運動件很少(只有一個螺桿);沒有閥件和復雜的流道,油流擾動小,這樣使水力損失大大降低;由于鋼螺桿在橡膠襯套表面的運動帶有滾動加滑動的性質,使油液中沙粒不易沉積,由于螺桿襯套副間容積均勻變化而產生的抽汲和推擠作用,使油氣混輸?shù)男Ч己?。此外,和其它無桿抽油設備相比,單螺桿泵的突出優(yōu)點是:尺寸小、重量輕、制造容易和維護方便。電動潛油單螺桿泵裝置與電動潛油離心
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