毕业论文（设计）-深井泵采油技术.doc

石油大学毕业设计（论文）题 目： 深井泵采油技术深井泵采油作为现场采油不可缺少的技术，在近几年通过不断的研究和改进.已经 取得了很大的成就•但在深井泵采油的过程中仍存在很多难题，这色插设备口身和地层 本身两大方而.本文主要从设备自身分析存在的问题，由于深井泵使用条件的复杂性，我们从该泵 不断的发展中找出存在的问题及相关的解决方案•不同类型的深井泵的特点及适用条 件.中心词：深井泵性能结构 管式泵杆式泵 降粘第1章前言 1第2章深井泵技术发展进程及工作原理 22. 1深井泵技术的发展进程 22.2深井泵工作原理 32. 3深井泵工作特点 3第3章深井泵类型及表示方法 53.1深井泵类型 53. 2深井泵基木参数 53.3深井泵的性能及结构 5第6章无间隙密封抽油泵 206. 1研制情况 206. 2技术要点 20第7章胜坨 237. 1概述 237. 2有杆泵失效形式分析 237.3采取的技术措施及取得的初步成果 26第8章结论 30致谢 31参考文献 32第1章前言本文对深丿I：泵的发展过程及其结构和T作原理做了简要明确的介绍，深井泵的分类 和各类的结构，组成，主要部件的原材料都涉及到.由于不同的深井泵有不同的结构和性 能,再由于其工作环境的特殊性•所以不同的泵都有他的优点和缺点.本文通过人量的实验数据和现场的实际操作资料，总结出了常规泵和特殊用途泵的 不同使用情况.并对其结构特点的性能做出评述，对容易出现的问题提出解决方案.我们 还对九区采用深井泵采油所采取的降粘措施做出介绍.通过对深井泵的研究，希望可以不断改进采油设备不断提高采收率.第2章深井泵技术发展进程及工作原理2.1深井泵技术的发展进程发明深井泵后很长…段时间技术发展不快，到了 20世纪中叶开始研究整筒深井泵 和衬套式深井泵同时牛产，关于深井泵技术丄有争论的两大问题：…是整筒深井泵好， 还是衬套式深丿I：泵好；二是柱塞丄是有防沙槽好，还是没有防沙槽好。

直到20世纪80 年代，由于整筒深井泵显著提高了泵效，一般比衬套式深井泵约提高了 10%,延长了柱 塞泵副的使用寿命，并可节约40%左右优质钢材，逐步取代了衬套式抽油泵，美国API 有关深井泵的规定中已淘汰了衬套式深井泵，这是近年來深井泵主要技术进步之一为了适应采油工艺的需求，多年来除了标准深井泵（管式泵和杆式泵）夕卜，还开发 出各种特殊类型的深井泵，如适用于大排液量的双作用泵；适用于高汽油比的沏极金缩 抽油机泵和机械起闭阀深井泵等防气泵；适用于稠油的流线型深井泵和液爪反馈式泵； 适用于岀沙井的润滑式防沙泵，仲缩式三管防沙泵和防沙卡等防沙泵；适用于深井抽 油的过桥泵；使用于斜井抽油的斜井深井泵；适用于过泵测试或加热的空心泵；为减小 沉没度的有杆射流增床泵等为了延长深丿I：泵的使用寿命，在改进深丿I•泵零部件方面，主要采取提高泵筒活塞副 的耐久性和阀组的可靠性泵筒采用了多种原材料和热处理T艺，除渗氮外，还发展了 碳氨共渗以及镀路工艺柱塞除采用镀锯工艺外，还发展了喷焊鎳基合金和喷涂陶瓷工 艺值得注意的是，为了提高泵筒——柱塞副的耐久性，要根据油井的特点合理匹配泵 筒和柱塞的材料，高阀组为了提高可靠性和抗腐蚀性，常用高碳锯不锈钢和铸钻等材料 替代一般的不锈钢。

现在有一种注采两用、现场操作简单、维修方便，已经在油出大面积推广使用的 新型抽油泵经过油田现场运用后，使用效果显著，并得到了使用单位的好评截止到FI 前该新型抽油泵已经在油田现场运用252井次，结果该泵应用现场注气、转抽施工成功 率达到100%,同时现场使用的质量合格率也达100%这项技术就是由新疆石油管理局 采油工艺研究院科研人员自行研制的多功能长柱塞抽油泵技术多功能长柱塞抽油泵技术是新頗石油局采研院科研人员2004年投入研究的科研项 冃，该项FI研究是这个院科研人员为了进行系统分析调研，FI前应用丁稠油热采的各种 稠油泵，并结合了稠油油田注蒸汽开采的特点而展开进行研究攻关工作的该院科研人 员通过两年多的不断探索，最终项Fl的研究攻关工作获得了成功在随后的现场实验的过程中，多功能长柱塞抽油泵技术又得到了改进，同时新疆石 油局采研院科研人员根据油［□现场的需要，又分别完成了直径为38. 44、57三种规格 的多功能长柱塞抽油泵的设计工作，设计图纸40多张，并按照国家抽油泵室内试验标 准，进行了数I•次的室内试验，结果经过试验抽样合格率达到了 100%该技术在先期试验中取得成功的基础上，新疆石油局采研院的科研人员开展了大而 积的油田现场推广工作，并取得了较好的成绩，同时该技术的成功运用，得到了油田单 位用户的好评。

截止到FI前，多功能长柱塞抽油泵已经在新疆油田采油厂运用252井次, 最长的使用时问有超过一年的，其中在低效油出应用直径为44的多功能长柱塞抽油泵 近白台，直径38的多功能长柱塞抽油泵118台；在新強油田重油公司现场运用35台通过油田现场的大面积推广与使用，多功能长柱塞抽油泵实现了科研人员预期的构 想，达到了预定的冃标多功能长柱塞抽油泵改变了传统的长柱塞抽油泵的结构与形式，采用的是整体泵筒 结构新研制的多功能长柱塞抽油泵技术可满足注采两用、现场操作简单、维修方便， 同时还可满足丛式井、定向丿I：、斜井和水平井抽油的需要，还可实现转抽后可进行不爪 井作业，特别是针对油层能量较高的稠油F1喷井，这样既节省了床井作业的费用，也避 免了进行用井作业对油层的破坏H前该技术已经申请了国家专利2・2深井泵工作原理深井泵的工作原理与往复泵相同其结构主要由油泵筒、柱塞、进油阀（也称I占I定 阀）和出油阀（也称游动阀）组成为柱塞由下死点丄行时出油阀在重力作用下关闭， 上方原油随着柱塞丄行沿管柱排出地面，同吋泵筒容积增大，爪力下降，直到泵筒爪力 低于沉没床力时，I古I定阀被沉没圧力顶开，此时泵筒开始进油直到上死点。

半柱塞由上 死点下行时，同定阀在重力作用下关闭，泵腔容积减小，压力丄升，直到泵内压力超过 柱塞丄部液柱床力时顶开游动阀，泵腔内的原油排到柱塞以上，深丿I：泵完成了一次循环 同理，周而复始将原油抽到地面2. 3深井泵工作特点由于深井泵工作环境和条件复杂，因此要求深井泵满足以下条件：1）深井泵是在井下套管内工作的，其泵径收受套管尺寸的限制，如51/2in//套管 貝能使用95mm以下的深井泵，7i门可以使用100血和120mm 径的深井泵由于受套管 尺寸限制，只能采用立式结构增加排量时靠增加泵径，提高冲速和加长冲程来实现， 但是，这三方面都有局限性：加大泵径受套管尺寸和和液柱动载限制；提高冲速，增加 动载和惯性载荷，影响抽油系统寿命；加长冲程游梁式抽油机减速箱扭矩増人，抽油机 尺寸和重虽急剧增加，泵筒和活塞都要加长，经济上不合算制造技术难以实现2） 深井泵扬程较高，■-般是下到3000〜4000m,柱塞上、下压差很大，即要保持柱 塞副的密封性，乂要保证使用寿命，除了减小泵筒之间的间隙，采用耐磨材料和加工艺 外，最简单的办法是加长柱塞长度3） 深井泵是一种细长拉杆的往复泵，其拉杆直径小于1英寸，血长度达3000〜4000 米，这种往复运动传递到柱塞，受抽油杆变形和震动的影响，使得柱寒有效冲程长度和 发组运动规律界常。

4） 深井泵在井下工作环境恶劣，受含气，含沙，腐蚀，结垢，黏度，高温，高压 影响第3章深井泵类型及表示方法3.1深井泵类型深井泵分为管式泵和杆式泵两人类符合抽油泵标准设计和制造的抽油泵称为常规 抽油泵，对具有专门用途的抽油泵如稠油泵、防气泵、防沙泵、防腐泵和耐磨泵等，称 为特殊用处的深井泵深丿I•泵有整筒泵和组合泵之分，整筒泵的泵筒是由•个整体无缝 钢管加工而成，组合泵是外筒内製由许多节衬套组成的泵筒整筒泵有许多优点，是国 内外抽油泵的发展方向H前我国两种泵同时使用，但组合泵已处于被淘汰的趋势3. 2深井泵基本参数国内外常规深丿I：泵的基本参数见表2-1 o农2-1深井泵基本参数基 本 形 式泵的山径柱塞 长度 系列m加长短节长度m连接汕管外径柱塞冲程长度范围m理论排最连接抽丁 螺纹直径，公称口径基本山径3231.848. 3, 60. 31.2 〜6.014~6923.8133838. 160. 3, 70. 31・2~6.020〜11221.988杆0. 60.370.01・2~6.027~13826. 988式4444.50. 91. 2泵5150.82. 50.673.01.2~6.035^17326. 9881. 85757.22. 10.98& 91.2~6. 044~22026. 98863. 588. 91.2 〜6.054~25930. 1633. 3深井泵的性能及结构3. 3.1管式泵它頁接连接在油管底部，由泵筒总成，柱塞总成，固定阀总成，固定阀固定装置和 固定阀打捞装置组成。

管式抽油泵是因泵筒装置（包括泵筒，加长接头等）靠螺纹直接联接到油管丄并成 为油管」部分而得名管式泵又可分为固定阀可拔式和不可拔式两种可拔式结构可在必要吋利用抽油杆 直接将柱塞和I古I定阀提出井外不必将油管柱起出，因此可以减少维修时间，降低停泵损 失管式泵有如下优点：(1) 在油管尺寸相同的情况下，适用的管式泵泵径大于杆式泵泵径，因此适用于大排 量井2) 结构坚固，流道面积大，可以提取粘稠的原油3) 推荐用于含石膏的井中由于抽油杆柱的强度及弹性拉伸的限制，这种泵通常用于排量较大的深井中，它不 适用于含气井和特深井3. 3・2强启闭稠油泵这种泵的特点是依靠机械力的作用迫使雏形阀开卅和关闭，解决了在抽汲稠油时， 阀球不能及吋开启，与阀座不能形成可靠密封和球在阀罩中阻止稠油流动的一系列问 题该泵不是依靠爪差开启锥形阀，所以能较好的解决热采转轴的蒸汽锁和般飞锁问 题，极大的提高了抽油泵的容积效率另外，锥形阀的倒装，连接器与柱塞头的刮砂作 用，也使这种泵在含砂较多的稠油井能正常使用3. 3. 3防砂泵防砂抽油泵采用长柱塞、短泵筒及双通接头进油结构进油通道与沉砂通道分开， 由于工作时柱塞两头均在泵筒外，加之漏失液的作用，阻止砂粒进入柱塞与泵筒之间的 密封间隙，减轻了泵筒与柱塞的磨损，使表面强化层不易被破坏。

在油井停抽时，下沉 的砂料经沉砂球沉入泵下尾管，不会像常规泵那样在泵上聚积，避免了砂埋抽油杆，能 人大的延长抽油泵的栓泵周期在下到砂埋油层的情况下，可实现携砂生产，其使用寿 命比常规泵长3-5倍，是FI前国内较先进的适用于出砂油井的抽油泵，其特点是：防砂 卡、防砂埋、防砂磨、防腐蚀、寿命长，减轻杆管偏磨，使用维修方便3. 3. 4液力反馈抽稠油泵规格型号公称泵 径(mm)柱塞长 度(mm)加长短节长度(mm)接汕管尺寸(m)泵常数(m2)联接抽 汕杆尺 寸(m)神程范囤(m)25-175HM44.451220609.91427/8EU2.2353/41.8〜3O-275HM69.851220609.91431/2EU5.5187/825-225HM57.151220609.91427/8 EU3.6。