杆式抽油泵技术培训讲解

1、长庆油田公司机械制造总厂 2012年5月 杆式泵技术培训杆式泵技术培训 一、杆式泵基本知识介绍 二、长庆油田杆式泵的应用 三、杆式泵使用和维护要求 1、杆式泵原理 工作原理：杆式泵主要由内外两个工作筒和柱塞 组成，随着抽油杆下入到油管内的预定位置固定后进 行抽汲作业，又称为“插入式泵”，其抽汲工作原理 与整筒泵大至相同。 座封原理：下泵前先把支撑短节随油管柱下到预 定位置，再将泵随抽油杆柱下入井中，靠支撑短节固 定并密封。柱塞阀杆与抽油杆连接，柱塞在抽油杆带 动下作上下往复运动，实现抽汲功能。起泵时，上提 抽油杆，泵随之起出。起泵作业过程可实现不动油管 柱。 一一、杆式泵基本知识介绍杆式泵基本

2、知识介绍 2、技术优势 （1）检泵时不提油管，可节约作业时间，降低作业费用，同时减少 因上、卸扣造成的油管丝扣磨损。 （2）作业时只起出抽油杆柱，降低了作业风险。 （3）在封隔器隔采井中使用，可避免封隔器频繁座封解封。 3、API杆式泵分类及结构特点 API杆式泵按座封位置的不同分为： 定筒式顶部固定杆式泵 定筒式底部固定杆式泵 动筒式底部固定杆式泵 其固定装置按照材料的不同又分为：机械式和皮碗式两种。 一一、杆式泵基本知识介绍杆式泵基本知识介绍 一一、杆式泵基本知识介绍杆式泵基本知识介绍 杆式泵结构示意图杆式泵结构示意图 （1）API定筒式顶部固定杆式泵结构特点 支承密封装置固定在泵的顶部，

3、排出的 液体能够把顶部与油管间的沉砂及时冲刷干净， 可用于含砂井开采。 泵体可以绕顶部固定装置转动，在斜井 中有较好的自调能力。 在低产井和低液面井中比底部固定更能 适应井况。 泵筒受油液内涨压力作用，会增大泵筒 与柱塞的间隙，因此不适用于较深油井。 一一、杆式泵基本知识介绍杆式泵基本知识介绍 （2）API定筒式底部固定杆式泵结构特点 泵筒不会因液柱的作用而伸长，泵筒外 作用于油管静压，柱塞运动时，间隙不会增大， 因而适合在深井（2500m）中使用。 在固定支撑套和底部锁紧装置的环形空 间极易沉积砂粒，加大起泵作业难度，不易在 含砂井较多的井中使用。 由于底部固定，在工作时，泵的摆动幅 度较大

4、，加剧了阀杆和导向套的磨损，所以不 适合冲程较长的泵。 一一、杆式泵基本知识介绍杆式泵基本知识介绍 （3）API动筒式底部固定杆式泵结构特点 泵筒在抽油杆的带动下作往复运动，使 油液处于搅动状态，抽油泵附近砂粒不易沉积。 泵顶部阀罩停抽时会自动关闭，阻止了 井液中的砂砾沉积在泵内，特别适用于断续抽 油的油井。 在上冲程时，泵筒内腔不承受液柱压力， 不会产生内涨变大，使砂粒不易进入泵筒柱塞 间隙，达到防止砂卡的效果。 一一、杆式泵基本知识介绍杆式泵基本知识介绍 4、型号及表示方法 一一、杆式泵基本知识介绍杆式泵基本知识介绍 一一、杆式泵基本知识介绍杆式泵基本知识介绍 摘自“GB/T18607-2

5、008/API 11AX 抽油泵及其组件规范” 示例： 一台泵径为31.8mm(11/4 in)杆式泵，其厚壁泵筒长度为3.048m （10ft），上部加长短节长0.610m（2ft），下部加长短节长0.305m （1ft），柱塞长1.219m(4ft)。在60.3m(23/8 in)油管中工作并以底部 皮碗支承总成固定。 该泵代号表示为： 20125 RHBC 3.01.20.60.3 一一、杆式泵基本知识介绍杆式泵基本知识介绍 5、主要技术参数 一一、杆式泵基本知识介绍杆式泵基本知识介绍 泵径泵径 （mm） 柱塞长度柱塞长度 （m） 连接连接 抽油杆螺纹抽油杆螺纹 连接油管螺纹连接油管螺纹

6、 冲程冲程 （m） 27.027.01.21.23/43/4 2 3/8 2 3/8 2 7/82 7/8 2.1-62.1-6 31.831.81.21.23/43/4 2 3/8 2 3/8 2 7/82 7/8 2.1-62.1-6 38.138.11.21.23/43/42 7/82 7/82.1-62.1-6 44.544.51.21.23/43/42 7/82 7/82.1-62.1-6 50.850.81.21.23/43/42 7/82 7/82.1-62.1-6 57.257.21.21.23/43/43 1/23 1/22.1-62.1-6 一、杆式泵基本知识介绍 二、长庆

7、油田杆式泵的应用 三、杆式泵使用和维护要求 1、概况 杆式泵在国外应用较多，其良好的适用性、作业方便性及对油管的保 护性得到了证明，并收到了良好的经济效益。在国内正逐步推广使用 2010年按照油田公司要求，开始在油田内推广使用杆式泵。2010年 主要使用的是长庆机械总厂、咸阳宝石、山东威马、玉门和大港新世纪 五个厂家的机械顶部固定杆式泵，全年推广使用近300台。单座封结构的 杆式泵使用中暴露了拉杆腐蚀和磨损的问题；座封故障率高问题；新井 投产，地层压力高情况下，下泵时发生井喷问题；杆式泵设计和制造标 准不统一的问题。2011年，针对单座封杆式泵使用中暴露出问题的基础 上，完善了杆式泵的结构并统

8、一了杆式泵设计制造标准，全年计划使用 了杆式泵1000台，2012继续加大了杆式泵推广力度全年计划使用3000台 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 2、杆式泵结构 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 如右图所示，该泵由如右图所示，该泵由五部分五部分组成。组成。 （1 1）支撑座封装置。）支撑座封装置。包含与油管一起下包含与油管一起下 井的支撑装置，由机械支撑上接头、密封座井的支撑装置，由机械支撑上接头、密封座 圈和机械支撑下接头组成；泵上联接，随泵圈和机械支撑下接头组成；泵上联接，随泵 一起下井的座封装置，由机械顶部支撑芯轴、一起下井的座封装置，由机械顶部支撑芯轴、

9、支撑座环、机械支撑卡套、支撑皮碗芯轴、支撑座环、机械支撑卡套、支撑皮碗芯轴、 支撑皮碗、支撑皮碗压座圈、支撑皮碗压帽支撑皮碗、支撑皮碗压座圈、支撑皮碗压帽 等组成。等组成。 （2 2）柱塞总成。）柱塞总成。包含阀杆，阀杆异径接包含阀杆，阀杆异径接 头，上、下出油阀罩，上、下出油阀球和阀头，上、下出油阀罩，上、下出油阀球和阀 座，下出油阀座接头，柱塞。座，下出油阀座接头，柱塞。 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 （3 3）泵筒总成。）泵筒总成。包含泵筒及加长接箍。包含泵筒及加长接箍。 （4 4）进油阀总成。）进油阀总成。包含泵筒闭式阀罩、包含泵筒闭式阀罩、 进油阀球、进油阀座、泵筒

10、异径接头。进油阀球、进油阀座、泵筒异径接头。 （5 5）杆式泵防喷器总成。）杆式泵防喷器总成。包含接箍、包含接箍、 外管、防喷器推杆和杆式泵防喷器。防喷外管、防喷器推杆和杆式泵防喷器。防喷 器的作用是防止下入油管时井筒发生溢流器的作用是防止下入油管时井筒发生溢流 或井喷事故，防喷泄油器的使用应根据井或井喷事故，防喷泄油器的使用应根据井 筒状况确定，在不发生井涌、井喷的油井筒状况确定，在不发生井涌、井喷的油井 可不使用防喷泄油器。可不使用防喷泄油器。 3、规格及基本参数 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 规格规格 （mmmm） 柱塞长度柱塞长度 （m m） 连接油管螺纹连接油管螺纹

11、 配合抽油杆配合抽油杆 （inin） 泵常数泵常数 (m(m3 3/d)/d) 冲程长度范围冲程长度范围 （m m） 28281.21.22 23 3/ /8 8TBGTBG3/43/40.8860.8862.1-62.1-6 28281.21.22 27 7/ /8 8TBGTBG3/43/40.8860.8862.1-62.1-6 32321.21.2 2 27 7/ /8 8TBGTBG3/43/41.1401.1402.1-62.1-6 38381.21.22 27 7/ /8 8TBGTBG3/43/41.6421.6422.1-62.1-6 4、杆式泵主要技术工艺 （1）柱塞采用喷

12、焊工艺，表面硬度HV200595，涂层厚度大于0.25mm ， 具有优良的防腐性和耐磨性。 （2）泵筒采用镀铬工艺，镀铬层厚度 0.076mm，硬度HV100900 1160，具有优良的防腐性和耐磨性。 （3）凡尔座材质为6Cr18Mo，表面硬度HRC52HRC56，具有非常高 的耐磨性和耐腐蚀性；凡尔球材质为9Cr18Mo, 表面硬度HRC58HRC65， 球座之间经过研磨处理，密封性经真空试验合格。 （4）柱塞上部阀罩材料为不锈钢（3Cr13）调质处理，防腐性、耐 磨性和柔韧性均优于合金钢，可有效提高阀罩强度，避免了柱塞上部阀 罩断裂。 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 4、

13、技术特点 （1）采用了双座封结构（机械+皮碗），相比单座封结构可靠性更高， 座封力更大，能够减少座封装置接触部位的磨损，减少座封故障。 （2)拉杆表面必须采用镀铬处理工艺，提高拉杆的防腐和耐磨性，提 升拉杆整体性能，防止磨损断裂问题的发生。 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 （3）配套了杆式泵防喷器，提高了杆式泵的适用范围，降低了修井 作业的安全风险隐患。 （4）支撑皮碗采用特殊合成材料，耐油、耐酸、耐碱、耐高温达 150以上。皮碗加工方式选用磨具成型，提高了皮碗尺寸制造精度。 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 （5）制定了杆 式泵定型技术规范， 基本统一了各泵厂

14、家杆式泵结构和基 本尺寸，为今后各 厂家杆式泵的互换， 提供了技术支持。 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 自2011年9月开始陆续下井，因下井时间短，长期效果还有待进 一步观察，短期总体使用效果较好。采用了双座封结构下井一次座封 成功率明显提高；采用了镀铬处理的拉杆耐磨和防腐性能更好，更能 满足油井使用工况；所配套的杆式泵防喷器结构简单、工作可靠性高， 进一步扩大了杆式泵的适用范围。但是，使用中还是暴露的一些问题， 这些问题集中表现在卡泵造成座封装置的解封、进油阀座接头上下密 封面的刺漏、拉杆脱扣及防喷器易被落物堵塞问题。 杆式泵应用情况表杆式泵应用情况表（截止（截止2012.

15、022012.02） 使用单位使用单位采油三厂采油三厂 虎狼峁虎狼峁 采油三厂五采油三厂五 里弯一区里弯一区 采油三厂郝坨采油三厂郝坨 梁作业区梁作业区 采油三厂盘采油三厂盘 古梁作业区古梁作业区 采油二采油二 厂厂 采油采油 六厂六厂 超二项超二项 目部目部 发货数量发货数量 220220808040405050 下井数量下井数量96967 73 38 8434314142020 正常工作正常工作86738 8393914142020 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 5、应用情况 卡泵造成座封装置易解封问题卡泵造成座封装置易解封问题 主要原因：主要原因： （1）卡泵是导致座封

16、失效的主要原因。其实，卡泵问题在管式 使用中也是集中出现的一个主要问题。这主要是由于井下工况复杂， 砂卡、垢卡、蜡卡问题比较普遍，再加之杆式泵结构均为单根泵筒的 整筒泵结构，使用中易受到井斜度的影响，易出现卡泵问题。 （2）顶部支撑的双卡杆式泵，仅以上端支撑部位将整个抽油泵 与油管固定，支撑部位以下的泵体始终处于自由悬空状态，泵在工作 中，会随这个支点摆动，造成密封部位偏磨、机械卡抓断脱、松脱的 问题，导致座封失效。 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 6、存在问题及解决方案 （3）杆式泵设计间隙目前执行的是国标中的1号间隙。我们认为 间隙过小也是导致卡泵易解封的主要原因。 解决方

17、案：解决方案： （1）使用单位应加强日常井筒的维护和管理措施。如杆式泵的 选井尽量为直井和选取出砂、结垢、接蜡轻微的油井，做好日常维护 工作，减少卡泵问题。 （2）杆式泵配合间隙选取介于1号间隙和2号间隙之间的配合间 隙，增大间隙量，减少卡泵风险。 （3）在杆式泵下端增加一个杆式泵的扶正套，减少使用中泵的 偏摆，减少偏摆引起的解封。这项工作可对泵下防喷器的结构做部分 改动后实现。 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 进油接头端面刺漏的问题进油接头端面刺漏的问题 原因分析：原因分析： （1）进油阀座接头在加工过程有质量缺陷或尺寸误差，在组件 装试压过程问题未能完全暴露出来，及时发现，

18、待下井使用一段时间 后，才表现为密封端面的刺漏问题。 （2）杆式泵进有阀座接头密封端面接触面积偏小（相比管式泵 而言），接触面积小增大了端面发生刺漏的风险。 解决方案：解决方案： （1）可在进油阀密封端面处增加紫铜垫圈或进油阀座外径表面 增加“O”型橡胶密封圈。 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 （2）产品的生产制造过程，要提高零部件加工精度，加强产品 质量的检验，严格按照规程进行总装试压。 进油阀结构改进图进油阀结构改进图 二二、长庆油田杆式泵的应用长庆油田杆式泵的应用 一、杆式泵基本知识介绍 二、长庆油田杆式泵的应用 三、杆式泵使用和维护要求 1、杆式泵下泵作业程序 下泵前：

19、 （1）检查杆式泵是否有损坏和因保管不当而引起的锈蚀现象，各部 连接螺纹是否已拧紧； （2）进行柱塞拉动灵活性检查； （3）所有油管需经过清洗和通径规检测，清洁抽油杆表面和接箍内 外表面； （4）仔细阅读作业指导书，并严格执行。 下泵时： （1）按作业指导书的设计，下入该井要求长度的尾管、筛管、丝堵 等； 三三、杆式泵使用和维护要求杆式泵使用和维护要求 （2）连接杆式泵的密封支撑接头，含防喷器组件； （3）把泵的密封支撑接头（注意方向）随油管下到设计深 度； （4）根据泵挂深度下入相应数量的油管，座封井口； （5）将杆式泵提起，使泵随抽油杆下到泵挂深度，接近密 封支撑接头时要放慢下行速度，当抽

20、油杆不再下行时，在杆上 做标记，这时抽油杆与泵总长之和应和设计深度吻合； （6）将抽油杆上提，上提长度为3米左右，下放碰泵，使 泵座封于密封支撑接头内； （7）根据泵挂深度、冲程、泵长、杆柱等计算防冲距和短 节长度； 三三、杆式泵使用和维护要求杆式泵使用和维护要求 杆式泵密封支撑接头 （8）提出最后两根抽油杆，再下入短节，更换光杆，安装防喷盒； （9）将光杆上提，上提高度为23米左右，快速下放杆柱碰泵，重 复1 2次，确保使泵座封于密封支撑接头内； （10）调整防冲距，连接方卡子，挂抽； （11）按作业指导书要求起抽憋压，检查泵效； （12）如该井检泵时，上提抽油杆，将杆式泵提上至20-30m

21、m停止上 提抽油杆，使油管内的油流入井底后再提抽油杆，将泵提出井口。 三三、杆式泵使用和维护要求杆式泵使用和维护要求 杆式泵泵体 2、杆式泵使用注意事项 （1）保证可靠锁紧，到位的泵在支撑装置处镦击2-3 次，但力量不 要太大，以免损坏泵，然后提起抽油杆缓慢活动2-3 次，座封无疑后， 再用游动滑车上提下放十余次，观察抽油泵工作状况，如工作状况良好， 方可上紧防喷盒，对好防冲距，以不碰泵为准，卡好方卡子。 （2）杆式泵不能超冲程使用，杆式抽油泵的柱塞不能伸出泵筒，即 只能在泵筒内上下移动，在选择泵筒长度时，应使之满足冲程及防冲距 的要求，一般规定：（泵筒长度+上、下部加长接箍总长）( 冲程+柱

22、塞 组件长度+防冲距总长)。 （3）下泵当中需使用抽油杆扶正器时，其下面的扶正器应尽可能靠 近抽油泵，以保证抽油泵和油管对中，从而使起下泵顺利。 三三、杆式泵使用和维护要求杆式泵使用和维护要求 （4）进行下泵作业的井场，井口周围应保持整洁，以免砂石或异物 在下泵过程中掉入井内，影响泵的正常工作。 （5）在下井前把抽油杆及油管用蒸汽刺洗干净。 （6）油管必须用直径不小于49mm（2-3/8油管）或60mm（2-7/8 油管），长度不小于2m 的通径规全部通过。 （7）下泵前先把与油管相连的支撑装置及防喷泄油器（需下入防喷 泄油器时）随油管柱下到预定位置。 （8）在杆式抽油泵的工作过程中，由于轻微

23、砂卡等原因，杆式抽油 泵有可能从密封支撑接头处脱开，应采取活动抽油杆柱、进行反洗井、 重新座泵等措施。 （9）为了发挥杆式抽油泵的优势，应使用优质油管、抽油杆，进行 管柱、杆柱优化设计，并加强管理（如清蜡、防砂等措施），以达到延 长检泵周期，增加泵效，作业不起管柱的目的。 三三、杆式泵使用和维护要求杆式泵使用和维护要求 3、杆式泵维护和保养 （1）当抽油泵规定检泵期，或井下发生故障而地面无法排除时，应 及时起出抽油泵予以保养与维护。 （2）从井下起出的抽油泵应清除外部结蜡、油垢、沙石等污物，用 蒸汽或热水刺化抽油泵内外的油蜡，严禁火烤、敲打。泵应置于支架上， 切勿随地乱放。 （3）拆卸抽油泵时应采用不至于咬伤金属表面的摩擦钳或专用扳手 进行操作，严禁敲打，锤击和使用管钳拆卸。 （4）检泵时，若发现阀球和阀座磨损刺坏