机采井基础知识.ppt

第七采油厂工程技术大队,机 采 井 基 础 知 识,1,2,3,4,抽油机基础知识,抽油机井示功图,5,机采井分析及日常管理,系统效率,非常规举升工艺,6,目 录,机采井机杆泵设计,支架部分,平衡块,减速箱,游梁,驴头,悬绳器,配电箱,连杆,横梁,刹车装置,一、抽油机的结构组成及工作原理,曲柄,,,抽油机主要是由驴头、游梁、横梁、连杆、曲柄、平衡块、减速箱、支架、悬绳器、刹车装置、配电箱等组成,,驴头,原理：以游梁支架轴承为圆心，以游梁前臂长为半径而制得的 作用：保证光杆始终对 准井口中心位置 移开方式：侧转式、上翻式、可卸式,,1、 抽油机主要部件及其作用,游梁,横梁,连接游梁与连杆，动力通过横梁才能带动游梁上下摆动,,它装在支架轴承上，前端安装驴头，承受井下负荷，后端连接横梁、连杆、曲柄、减速箱传递电动机动力,,曲柄连杆机构,将电动机的旋转运动转化成驴头的往复运动，曲柄装在减速箱输出轴两端，共两个，曲柄上有4-8个孔，用来调节冲程,,减速箱,将电动机的高速转动，通过三轴二级减速变成抽油机曲柄的低速转动的装置,平衡块,装在抽油机游梁尾部或曲柄上，作用是：上冲程时平衡块向下运动，帮助克服驴头上的负荷，在下冲程时，电机使平衡块向上运动，储存能量，减少抽油机上、下冲程的负荷差别,,悬绳器,是连接光杆和驴头的柔性连接件,支架和底盘,支架是采用角钢焊成，起到支撑游梁和一个阶梯的作用，底盘是两根槽钢焊接制成，底盘用基础螺丝固定在混凝土基础之上，支架、减速箱、刹车支柱、电动机导轨等均用螺丝固定在底座上,,,,2、电机及配电箱,电机,配电箱,电机主要作用是将电能转化为机械能，带动抽油机运行。

配电箱主要作用是控制电机的启、停及保护等作用二、油井井口结构及其工作原理,,,,井口的主要工作原理： 悬挂油管，密封套管环形空间，最基本的部分是套管三通、油管三通和盘根盒,油压：油井在正常生产过程中，原油从井底流到井口的剩余压力 回压：原油在油管里流动摩擦压力 套压：油套管环形空间的气柱压力 取样：井口有专门的取样阀门，先放空，看见新鲜油后再取样，取样温度一般不超过40度,,油井井下管柱主要由油管、抽油杆及抽油泵等组成通过抽油机带动抽油杆及抽油泵活塞在油管内做上下往复运动，实现原油抽汲至地面,三、抽油泵工作原理,,抽油泵工作原理,,,,,,,下游动凡尔关闭,上游动凡尔关闭,,,,,固定凡尔关闭,,活塞停在下死点,,,,,,,,,,,,活塞从下死点开始上行,打开,关闭,关闭,,,,,,,,,,,,,活塞上行，将井筒中的液体抽吸到泵筒内,,活塞上行，将井筒中的液体抽吸到泵筒内,,,,,,活塞从上死点开始下行,,下游动 凡尔打开,,,,,,,活塞下行，以泵筒中的液体替换活塞内的液体，并将活塞内的液体替换到油管中，完成一次抽油过程活塞从下死点又开始新的上行,,,,,,,,,,,,,,,,上游动 凡尔关闭,下游动 凡尔关闭,固定凡 尔打开,,P,1,2,3,4,抽油机基础知识,抽油机井示功图测试,5,机采井分析及日常管理,系统效率,非常规举升工艺,6,目 录,机采井机杆泵设计,抽油机井测试资料是油田开发中必不可少的重要资料之一，它是研究油层特性，了解油田不同开发阶段的变化规律，掌握油层动态的一个重要依据。

尤其是示功图、动液面等数据，对指导油井合理开采、正常生产有重要意义，是进行油井分析的主要依据之一,一、理论示功图解释,,,,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，即悬点载荷同悬点位移之间的关系曲线图 ，纵坐标表示悬点载荷，横坐标为光杆位移示功图是目前检查抽油泵工作状况的有效方法之一利用示功图，能够直接反映出光杆的最大、最小负荷和冲程损失根据对示功图的分析，可以掌握泵的工作状态，判断砂、蜡、气等对抽油泵的影响、判断泵漏失、油管漏失、抽油杆断脱等井下故障,理论示功图：假设认为深井泵在理想情况下绘制的图形，即泵满足以下条件绘制的： 1、 认为泵及油管没有漏失，泵工作正常； 2、油层供液能力充足，泵充满程度好； 3、不考虑动载荷（摩檫阻力、惯性载荷、震动载荷、冲击载荷等）影响； 4、抽油泵不受砂、蜡、气、稠油影响，认为进入泵的液体是不可压缩的； 5、假设泵阀是瞬时关闭打开的，不连抽带喷,1、弹性抽油杆理论示功图,图中：P静(最大)――光杆（驴头）承受的最大负荷（KN）; P杆――抽油杆在液体中的重量（KN）; P液――抽油泵活塞以上液柱重量（KN）; λ―――冲程损失（m）; λ1――抽油杆伸缩长度（m）; λ2――油管在井中伸缩长度（m） AB为抽油机上行加载线（增载线），BC为活塞上行冲程线，CD为抽油机下行卸载线(减载线)，ABCD所圈闭的面积为泵做功的面积。

S光光杆行程，数值上代表地面实际冲程,2、静载、弹性变形的理论示功图,在实际生产中抽油杆要承受动载荷、静载荷和惯性载荷的影响动载荷受（惯性载荷、抽油杆运动时的振动和柱塞与泵筒的摩擦、液体粘滞力、接箍与油管的硬摩擦、冲数较高等）因素影响，使原本正常的图形按顺时针方向发生偏转，动载的大小与上下行程线与水平线的夹角成正比,,,,P,S,λ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,S活,S光,,,P大,P小,,,理论示功图,光杆 开始 下行 但活 塞还 未运 动的 瞬间 --光 杆卸 载,光杆和活塞都在上行,光杆和活塞都在下行,光杆 开始 上行 但活 塞还 未运 动的 瞬间 --光 杆加 载,P大：光杆（驴头）承受的最大负荷 P杆：抽油杆在油中的重量 P液：抽油活塞以上液柱重量 λ：冲程损失,,P杆,P液,P小=P杆,P大=P液+P杆,二、相关名词解释,游动阀（排出阀）：装在抽油泵柱塞上随柱塞作往复运动可将泵内液体排出的单向球阀 固定阀（吸入阀）：随泵筒固定在油管柱上，井内流体可通过它进入泵内的单向阀 阀罩：深井泵阀用于限制阀球运动范围的部件 防冲距：为防止深井泵工作过程中柱塞与固定阀发生碰撞，在下泵时将柱塞座于固定阀上，再上提抽油杆柱的距离。

其值必须大于杆柱自重伸长与冲程损失之和 余隙空间：深井泵柱塞在下死点位置时，固定阀与游动阀之间的泵内容积 抽空：抽汲参数过大，油井供液不足使泵排不出液的现象,冲程损失：深井泵工作时，由于抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩而引起的光杆冲程与柱塞冲程之差 泵漏失：进入泵内或排出泵外的液体重新漏入井筒或泵内的现象，主要发生在柱塞与泵筒间隙处及固定阀、游动阀的阀球与阀座之间 充满系数:实际进入泵筒的液体体积与柱塞自下死点运动到上死点在泵筒内所让出的容积之比 静载荷：抽油机在运动过程中，作用在抽油泵活塞上的液柱与抽油杆柱引起的载荷的统称 动载荷：抽油杆柱随悬点做变速运动所引起的惯性载荷和抽油杆柱振动引起的振动载荷的统称,三、实测示功图的特征,,,,任何事物都有其一定的规律和特殊性可循，示功图也不例外，测试仪器在正常的情况下其测出的同一类问题的不同油井的图形形状都是基本相似的不相似也只是载荷的大小与图形大小而已，是有它的规律可循的，这就是所谓的典型示功图，因为深井泵出现同一类问题的本身它都超越不出泵必然发生的工况范围，这一共性是产生图形相似的必然结果,,,,,,,,,,,P,λ,P大,P小,S,a.基本呈平行四边形 b.左上角和右下角负载线常有振动波纹 c.深井中，因力传递滞后及动载荷增大使示 功图顺时偏转γ,功图正常,,,,,,,,,S活,S光,,,,,,,,S,S活,S光,λ,,,,a.活塞下行先压缩气体，由于气体传递压力较 慢，使游动凡尔打开滞后，光杆卸载缓慢， 功图右下角出现弧状线，呈现刀把形状 b.下行负载线收缩越厉害，气体影响越大,,,,气体影响大,气体影响小,,P,P大,P小,气影响,,,,,,,,S,S活,S光,λ,,,,,a.减载线不能卸载只有活塞碰到液面才立即卸载 b.加载线和减载线平行 c.泵体内液面越低下行负载线越短，当上下负载 线接近重合时将因冲满系数为０而不出油,,,,,没 有 充 满,充 满 更 差,充 满 极 差,充 满 最 差,P,P大,P小,供液不足,,,,,,,,,S,S活,S光,λ,,,,,a.延长光杆加载过程，左下角尖、右上角呈 圆弧，曲率中心在示功图右下方 b.加载线夹角θ越大，上行线收缩越厉害， 漏失越严重,,,θ2,,,θ3,P,P大,P小,游动凡尔漏失,,,,,,,,S,S活,S光,λ,,,,,a.延长光杆减载过程，右上角尖、左下角 呈圆弧，曲率中心在示功图内或左上方 b.减载线夹角β越大，下行线收缩越厉害， 漏失越严重,,P,P大,P小,固定凡尔漏失,,,,,,,,S,S活,S光,λ,,,,,a.上下行均不能有效加载卸载，示功图 一般呈椭圆条带状位于理论值之间 b.漏失越严重示功图越窄,,,,,,P,P大,P小,吸入和排出都漏失,,,,,,,,S,S活,S光,λ,,,,,a.上下行均不能加载卸载，示功图一般呈水平 窄条形位于最小理论值以下 b.断脱点越浅示功图越低于最小理论值,断脱点深,断脱点浅,P,P大,P小,抽油杆断脱,,,,,,,,S,S活,S光,λ,,,,,,右上角载荷线严重下降 ,在右下角形 成不规则的环形“尾巴”,P,P大,P小,泵脱,,,,,,,,S,S活,S光,λ,,,,,在左下角形成不规则的环形“尾巴”,,,P,P大,P小,撞击固定凡尔罩,,,,,,,,S,S活,S光,λ,,,,,a.上下行负载线均出现不规则锯齿尖峰 b.加载线和减载线振动强烈 c.严重时将导致间歇过大而泵漏,,,P,P大,P小,出砂,,,,,,,,S,S活,S光,λ,,,,,a.上下行负载线均出现不规则圆弧波 b.上下行负载线均超过理论值 c.严重时上行负荷巨增巨减，下行负荷巨减巨增,,,P,P大,P小,结蜡,典型示功图特征,四边平行泵正常，左右斜率最重要， 高产稳产有保障；井筒提产有潜力 充满不好象菜刀，供液原因及时找， 调整制度不能忘；调层压裂是方向 油杆断脱黄瓜状，电流变化失平衡，井口无液载荷降， 验泵对扣再检泵 砂卡出现锯齿样，砂阻卡死不一样， 油层井筒把砂防；防砂方案要得当 图形斜直杆拉伸，活塞卡死不做功， 解卡无效速上修；原因查明措施订 双阀漏失象鸭蛋，漏失原因多方面， 碰泵洗井是手段；漏失严重要换泵 上阀漏失抛物线，增载缓慢卸载快， 漏失严重不出油；及时检泵莫耽误 下阀漏失泵效减，卸载缓慢增载快， 曲线上翘两边圆；洗井无效就检泵 油井结蜡图肥胖，上下行程波峰大， 峰点对称有规律；热洗加药快清蜡 油稠图形变肥胖，磨阻增大呈凸圆， 冲程速度中间快；电流正常不管它 油管漏失图形窄，容易隐藏不好辨， 憋压计量问题现；细查漏点换油管 碰泵左下出圆圈，及时调整防冲距， 上提高度图中显；调后测图再核实 上阀失灵图偏下，此图复杂难度大， 多方分析细排查；措施一般要检泵,下阀失灵图偏上，负荷提住不下降， 液面变化查现象；措施洗井再检泵 图形增胖曲线平，管堵闸门没改通， 措施解堵查流程；热洗管线找原 图形右上少一块，行程未完突卸载， 活塞脱出工作筒；计算下放问题无 上死点处长犄角，光杆驴头有碰挂， 井下碰挂要分清；管串数据重调配 增载正常卸载快，左右曲线不对称， 上行程处泵已漏；及时下放或换泵 上下左右不平行，泵已磨损间隙松， 疲劳磨损 超周期 ；据情适时换泵 玻璃钢杆图形怪，增程取决冲次快， 弹性较大图变形； 搞清原理需提高 气体影响卸载慢，泵内进气产量减， 调小余隙参数改； 控套加深多方面 气锁出现双曲线，泵已不出气充满， 加深防止泡沫段； 气油比高查油层 图形倾斜不要怕，这是惯性载荷大， 保持生产防断杆； 合理泵深与冲次 图形出现阻尼线，波峰由大到平缓， 冲次过大是因缘；未曾断杆属正常 修后完井不出液，此图出现原因多， 井口疑点要搞清； 综合分析结论 上下死点出圆圈，二级震动冲次快， 合理冲次防杆断， 保持泵效防断脱 抽喷图型有特点，增载卸载不明显， 产液较高憋压缓；制度调整再挖潜,功图代码表,,为提升测试仪器的精度，2012年初我厂对功图测试仪器进。