采油工程第4章无杆泵采油

1、第一节第一节 电动潜油离心泵采油电动潜油离心泵采油第二节第二节 水力活塞泵采油水力活塞泵采油第三节第三节 水力射流泵采油水力射流泵采油举升动力传输的方式不同举升动力传输的方式不同有杆泵采油有杆泵采油气举采油气举采油人工举升采油人工举升采油地面能量通过地面能量通过抽油杆抽油杆提供给抽提供给抽油泵，将井底原油举升至地面油泵，将井底原油举升至地面的采油方式。的采油方式。利用气举气体的膨胀使井筒利用气举气体的膨胀使井筒中的中的混合液密度混合液密度降低。将流降低。将流到井内的原油举升到地面到井内的原油举升到地面无杆泵采油无杆泵采油地面能量地面能量不通过抽油杆不通过抽油杆提供给提供给抽油泵，将井底原油举升

2、至地抽油泵，将井底原油举升至地面的采油方式。面的采油方式。第一节第一节 电动潜油离心泵采油电动潜油离心泵采油(1) (1) 能量传递过程能量传递过程潜油电机潜油电机保护器保护器分离器分离器多级离心泵多级离心泵潜油电缆潜油电缆井下机组部分井下机组部分变压器变压器控制屏控制屏接线盒接线盒地面控制部分地面控制部分泄油阀泄油阀单流阀单流阀电力传电力传输部分输部分(2) (2) 地层流体举升过程地层流体举升过程电潜泵举升方式的主要优点：电潜泵举升方式的主要优点：(1) (1) 排量大；排量大；(2) (2) 操作简单，管理方便；操作简单，管理方便；(3) (3) 能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油

3、；能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油；(4) (4) 在防蜡方面有一定的作用。在防蜡方面有一定的作用。电潜泵举升方式的主要缺点：电潜泵举升方式的主要缺点：(1) (1) 下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制；下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制；(2) (2) 比较昂贵，初期投资高；比较昂贵，初期投资高；(3) (3) 作业费用高和停产时间过长；作业费用高和停产时间过长；(4) (4) 电机、电缆易出现故障；电机、电缆易出现故障；(5) (5) 日常维护要求高。日常维护要求高。第一节第一节 电动潜油离心泵采油电动潜油离心泵采油( (一一) ) 潜油电机潜油电机一、

4、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置作用：产生旋转磁场。作用：产生旋转磁场。(2) (2) 转子系统：转子系统：转子铁芯、转子绕组、转轴、扶正轴承、短路环转子铁芯、转子绕组、转轴、扶正轴承、短路环(3) (3) 止推轴承：止推轴承：作用：承受电机的轴向力。作用：承受电机的轴向力。(4) (4) 润滑油循环系统：润滑油循环系统：轴孔、定转子间隙、通油孔轴孔、定转子间隙、通油孔(1) (1) 定子系统：定子系统：定子铁芯、定子绕组、电机壳体定子铁芯、定子绕组、电机壳体作用：产生感应电流而受力转动，并输出机械扭矩。作用：产生感应电流而受力转动，并输出机械扭矩。作用：电机运行时，润滑油从空心轴内流入，从轴

5、承处各通油作用：电机运行时，润滑油从空心轴内流入，从轴承处各通油孔流出，润滑各轴承；然后进入定转子间隙。由于转子的高速孔流出，润滑各轴承；然后进入定转子间隙。由于转子的高速旋转，润滑油获得离心力以及润滑油重力作用，从而使润滑油旋转，润滑油获得离心力以及润滑油重力作用，从而使润滑油下降到电机底部，补充到空心轴内反复循环，起到下降到电机底部，补充到空心轴内反复循环，起到润滑和冷却润滑和冷却作用。作用。主要主要结构结构组成组成及其及其作用作用(2) (2) 外廓尺寸细长；外廓尺寸细长；(3) (3) 转子和定子分节；转子和定子分节；(4) (4) 保证潜油电机的严格密封；保证潜油电机的严格密封；(5

6、) (5) 润滑油循环系统比较特殊。润滑油循环系统比较特殊。(1) (1) 两极、三相鼠笼式异步感应电机；两极、三相鼠笼式异步感应电机；潜油电机主要结构特点：潜油电机主要结构特点：一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置( (二二) ) 多级离心泵多级离心泵1.1.泵的结构泵的结构 潜油多级离心泵结构示意图潜油多级离心泵结构示意图上接头上接头壳壳 体体叶叶 轮轮导导 轮轮转转 轴轴轴轴 套套下接头下接头泵吸入口泵吸入口一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置结构特点结构特点：(1) (1) 直径小、级数多、长度大；直径小、级数多、长度大；(2) (2) 轴向卸载、径向扶正；轴向卸载、径向扶正；(3)

7、(3) 泵吸入口装有特殊装置，如油气、油砂分离器等；泵吸入口装有特殊装置，如油气、油砂分离器等；(4) (4) 泵出口上部装有单流阀和泄油阀。泵出口上部装有单流阀和泄油阀。一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置 潜油多级离心泵的工作原理与地面离心泵相同。潜油多级离心泵的工作原理与地面离心泵相同。当充满在叶轮流道内的液体在离心力作用下，从叶当充满在叶轮流道内的液体在离心力作用下，从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮四周时，轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮四周时，液体受叶液体受叶片的作用，使压力和速度同时增加，片的作用，使压力和速度同时增加，并经导轮的流并经导轮的流道被引向次一级叶轮，这样，逐级流过所有的叶

8、轮道被引向次一级叶轮，这样，逐级流过所有的叶轮和导轮，进一步使液体的压能增加获得一定的扬程。和导轮，进一步使液体的压能增加获得一定的扬程。2.2.泵的增压原理泵的增压原理一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置3.3.泵的工作特性泵的工作特性离心泵的特性曲线：扬程、功率和泵效随排量的变化关系曲线。离心泵的特性曲线：扬程、功率和泵效随排量的变化关系曲线。潜油离心泵特性曲线图潜油离心泵特性曲线图一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置泵的工作特性曲线的校核：泵的工作特性曲线的校核：纯水纯水油、气、水混合物油、气、水混合物(1)(1)水、油、气混合物有效运动粘度的校核水、油、气混合物有效运动粘度的校核wow

9、wo3wggww/of )1(f11)H1()H21(wow3wggoo/wf )1(1f11)H1()H21(一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置泵的工作特性曲线的校核：泵的工作特性曲线的校核：(2)(2)泵排量、压头和效率的校核泵排量、压头和效率的校核QwmnQKHKKwmwHmwQmKHKHQKQnmQw潜油离心泵粘度校正诺谟图潜油离心泵粘度校正诺谟图 一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置( (三三) ) 保护器保护器 保护器是利用井液与电机油的密度差异，以保护器是利用井液与电机油的密度差异，以防止井液进入电防止井液进入电机机造成短路而烧毁电机的装置。主要是通过隔离腔连接井液与电造成短路

10、而烧毁电机的装置。主要是通过隔离腔连接井液与电机油来完成这一功能。机油来完成这一功能。保护器类型：保护器类型：连通式、沉淀式和胶囊式保护器连通式、沉淀式和胶囊式保护器( (四四) ) 油气分离器油气分离器 油气分离器安装在泵的液体吸入口处，当混气流体进入多级油气分离器安装在泵的液体吸入口处，当混气流体进入多级离心泵之前，先通过分离器，把自由气体分离出来，防止和减少离心泵之前，先通过分离器，把自由气体分离出来，防止和减少气体进泵，保证电潜泵具有良好的工作特性。气体进泵，保证电潜泵具有良好的工作特性。常用的分离器有两种：常用的分离器有两种：沉降式和旋转（离心）式沉降式和旋转（离心）式一、电潜泵采油

11、装置一、电潜泵采油装置( (五五) ) 潜油电缆潜油电缆潜油电缆结构特点：潜油电缆结构特点： 要求便于起下，且不易损坏；要求便于起下，且不易损坏； 要求耐油、气、水，耐高温、高压；要求耐油、气、水，耐高温、高压； 电缆终端有与电机插配的特殊密封接头电缆终端有与电机插配的特殊密封接头电缆头；电缆头； 为满足油井对机组尺寸的要求，潜油电缆一般采用圆型和为满足油井对机组尺寸的要求，潜油电缆一般采用圆型和扁型，扁型和扁型联接在一起的复合结构；扁型，扁型和扁型联接在一起的复合结构； 要能适应施工和环境温度，进行起下作业时，电缆保护套层要能适应施工和环境温度，进行起下作业时，电缆保护套层不破裂。不破裂。作

12、用：地面向井下机组传输电力。作用：地面向井下机组传输电力。一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置二、电潜泵油井生产系统设计二、电潜泵油井生产系统设计节点系统分析方法节点系统分析方法（一）电潜泵油井生产系统组成（一）电潜泵油井生产系统组成(1) (1) 油层系统油层系统(2) (2) 井筒流动系统井筒流动系统(3) (3) 潜油离心泵系统潜油离心泵系统流入动态（流入动态（IPRIPR）气气液多相管流流动规律液多相管流流动规律H HQ Q和和Q Q特性曲线特性曲线（二）电潜泵油井生产系统设计方法（二）电潜泵油井生产系统设计方法1.1.设计任务设计任务 确定下泵深度，选择泵型、电机、电缆和地面设备等。

13、确定下泵深度，选择泵型、电机、电缆和地面设备等。2.2.目标目标 满足配产要求，效率最高、能耗最小。满足配产要求，效率最高、能耗最小。3.3.约束条件约束条件(1) (1) 泵的实际排量在所选泵的推荐范围内；泵的实际排量在所选泵的推荐范围内；(2) (2) 下泵深度不大于油层中部深度；下泵深度不大于油层中部深度；(3) (3) ；pcDD(4) (4) 进泵气液比进泵气液比 。%8piR二、电潜泵油井生产系统设计二、电潜泵油井生产系统设计4.4.设计内容设计内容(10) (10) 电潜泵抽油井生产工况参数的预测与优化。电潜泵抽油井生产工况参数的预测与优化。(2) (2) 抽油设备的初选，包括离

14、心泵、电机、电缆等；抽油设备的初选，包括离心泵、电机、电缆等；(7) (7) 计算设计排量和扬程下所需要的泵的级数；计算设计排量和扬程下所需要的泵的级数；(1) (1) 油层产能分析；油层产能分析；(3) (3) 井筒流体压力、温度、流体物性分布计算；井筒流体压力、温度、流体物性分布计算；(4) (4) 下泵深度的确定；下泵深度的确定；(6) (6) 泵的增压要求量计算；泵的增压要求量计算；(5) (5) 离心泵特性曲线的校正；离心泵特性曲线的校正；(8) (8) 电缆电压降计算，确定地面电压，选择控制屏；电缆电压降计算，确定地面电压，选择控制屏；(9) (9) 计算变压器的容量，确定变压器的

15、型号和规格；计算变压器的容量，确定变压器的型号和规格；二、电潜泵油井生产系统设计二、电潜泵油井生产系统设计1.1.含气液体对电泵工作特性的影响含气液体对电泵工作特性的影响（三）影响电泵工作特性的因素分析（三）影响电泵工作特性的因素分析 扬程、排量及效率下降；扬程、排量及效率下降； 游离气体过多时，叶轮流道的大部分空间被气体占据，游离气体过多时，叶轮流道的大部分空间被气体占据，将会使离心泵停止排液。将会使离心泵停止排液。2.2.液体粘度对电泵工作特性的影响液体粘度对电泵工作特性的影响 液体粘度大使得泵的举升功率增加；液体粘度大使得泵的举升功率增加； 同时泵的扬程、排量和效率也有所下降。同时泵的扬

16、程、排量和效率也有所下降。二、电潜泵油井生产系统设计二、电潜泵油井生产系统设计3.3.温度对电泵工作特性的影响温度对电泵工作特性的影响4.4.砂、蜡等对电泵工作特性的影响砂、蜡等对电泵工作特性的影响 流体温度对电机和电缆的绝缘程度有较大的影响；流体温度对电机和电缆的绝缘程度有较大的影响； 流体温度高需要选择耐温等级高的电机和电缆，增加采油成本。流体温度高需要选择耐温等级高的电机和电缆，增加采油成本。 电泵生产要求含砂小于电泵生产要求含砂小于0.05%0.05%； 蜡沉积堵塞叶导轮蜡沉积堵塞叶导轮流道，井液阻力增加。流道，井液阻力增加。电机负荷增加，严重时过载停机。电机负荷增加，严重时过载停机。

17、泵排量下降。泵排量下降。5.5.其它如沉没度、井下压力等与气体影响有关。其它如沉没度、井下压力等与气体影响有关。二、电潜泵油井生产系统设计二、电潜泵油井生产系统设计开式水力活塞泵采油系统开式水力活塞泵采油系统第二节第二节 水力活塞泵采油水力活塞泵采油一、水力活塞泵采油系统举升原理一、水力活塞泵采油系统举升原理高压泵机组高压泵机组高压控制管汇高压控制管汇动力液处理装置动力液处理装置计量装置计量装置地面管线地面管线地面流程地面流程井口井口井下器具管柱结构井下器具管柱结构水力活塞泵井下机组水力活塞泵井下机组油井装置油井装置液马达液马达抽油泵抽油泵滑阀控制机构滑阀控制机构工作原理：工作原理：动力液地面

18、加压；动力液地面加压；油管或专用动力液管输送；油管或专用动力液管输送；动力液被传至井下液马达处；动力液被传至井下液马达处；滑阀控制机构换向；滑阀控制机构换向；动力液驱动液马达；动力液驱动液马达；液马达做往复运动；液马达做往复运动；液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复运动；液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复运动；原油被增压举升。原油被增压举升。一、水力活塞泵采油系统举升原理一、水力活塞泵采油系统举升原理开式水力活塞泵采油系统开式水力活塞泵采油系统适适应应条条件件主要缺点：主要缺点：油层深度与排量范围大；油层深度与排量范围大；含蜡；含蜡；稠油；稠油；井斜。井斜。(1) (1) 机组结构复杂，加工精度要求

19、高；机组结构复杂，加工精度要求高；(2) (2) 地面流程大，投资高地面流程大，投资高( (规模效益规模效益) )；一、水力活塞泵采油系统举升原理一、水力活塞泵采油系统举升原理(2) (2) 按动力液循环分类按动力液循环分类(3) (3) 按动力液性质分类按动力液性质分类水力活塞泵采油系统类型分类水力活塞泵采油系统类型分类：(1) (1) 按系统井数分类按系统井数分类乏动力液不与产出液混合。乏动力液不与产出液混合。乏动力液与产出液混合。乏动力液与产出液混合。单井流程系统；单井流程系统； 多井集中泵站系统；多井集中泵站系统； 大型集中泵站系统。大型集中泵站系统。闭式循环方式：闭式循环方式：开式循

20、环方式：开式循环方式：原油动力液水力活塞泵采油系统原油动力液水力活塞泵采油系统水基动力液水力活塞泵采油系统水基动力液水力活塞泵采油系统一、水力活塞泵采油系统举升原理一、水力活塞泵采油系统举升原理(4) (4) 按井下泵的安装方式分类按井下泵的安装方式分类固定式安装：固定式安装：整个泵随油管下入井内，优点是泵径大、整个泵随油管下入井内，优点是泵径大、排量大，缺点是起泵必须起油管。排量大，缺点是起泵必须起油管。插入式安装：插入式安装：泵工作筒随大直径油管下入井内，而沉没泵工作筒随大直径油管下入井内，而沉没泵机组则用小直径油管下入，插到泵工作筒内。泵机组则用小直径油管下入，插到泵工作筒内。投入式安装

21、：投入式安装：又分单管封隔式和平行管柱式，泵工作筒又分单管封隔式和平行管柱式，泵工作筒随油管下至井底，沉没泵机组则从油管中投入，使用液力随油管下至井底，沉没泵机组则从油管中投入，使用液力下泵和起泵，优点是起下泵方便，缺点是泵径受到限制，下泵和起泵，优点是起下泵方便，缺点是泵径受到限制，排量较小。排量较小。一、水力活塞泵采油系统举升原理一、水力活塞泵采油系统举升原理最常用的三种水力活塞泵抽油装置最常用的三种水力活塞泵抽油装置(1) (1) 开式循环单管封隔器投入式水力活塞泵采油系统；开式循环单管封隔器投入式水力活塞泵采油系统；一、水力活塞泵采油系统举升原理一、水力活塞泵采油系统举升原理(2) (

22、2) 闭式循环平行管柱投入式水力活塞泵采油系统；闭式循环平行管柱投入式水力活塞泵采油系统；平行旁通管为乏动力液的流道。平行旁通管为乏动力液的流道。一、水力活塞泵采油系统举升原理一、水力活塞泵采油系统举升原理(3) (3) 开式循环平行管柱投入式水力活塞泵采油系统。开式循环平行管柱投入式水力活塞泵采油系统。 平行管通到封平行管通到封隔器下部，以排放隔器下部，以排放封隔器下部聚集的封隔器下部聚集的气体。气体。一、水力活塞泵采油系统举升原理一、水力活塞泵采油系统举升原理 开式水力活塞泵采油系统开式水力活塞泵采油系统 闭式水力活塞泵采油系统闭式水力活塞泵采油系统一、水力活塞泵采油系统举升原理一、水力活

23、塞泵采油系统举升原理二、水力活塞泵井下机组二、水力活塞泵井下机组(1) (1) 液马达：液马达：将动力液的压能转换为机械能带动泵工作。将动力液的压能转换为机械能带动泵工作。(2) (2) 泵：泵：将液马达传递给它的机械能转换成液体的压能，将液马达传递给它的机械能转换成液体的压能，用来提高油层产出液的压能。用来提高油层产出液的压能。(3) (3) 主控滑阀：主控滑阀：利用液压差动原理控制液马达和泵柱塞利用液压差动原理控制液马达和泵柱塞做往复运动的换向控制机构。做往复运动的换向控制机构。单单作作用用泵泵工工作作原原理理示示意意图图三、水力活塞泵油井生产系统设计三、水力活塞泵油井生产系统设计(2)(

24、2)决定开式或闭式系统；决定开式或闭式系统；(3)(3)决定油井气体全部泵出，还是放气；决定油井气体全部泵出，还是放气；(4)(4)选择合适的井下装置；选择合适的井下装置；(5)(5)系统工况参数确定；系统工况参数确定；(6)(6)决定建设泵站还是单井系统；决定建设泵站还是单井系统；(7)(7)选择地面泵组；选择地面泵组；(8)(8)设计动力液系统。设计动力液系统。(1)(1)油井产能分析；油井产能分析；井筒流体物性分布井筒流体物性分布下泵深度下泵深度井筒压力分布井筒压力分布井筒温度分布井筒温度分布动力液排量动力液排量泵效泵效功率与举升效率功率与举升效率第三节第三节 水力射流泵采油水力射流泵采

25、油一、水力射流泵采油系统一、水力射流泵采油系统高压泵机组高压泵机组井下器具管柱结构井下器具管柱结构井口井口高压控制管汇高压控制管汇计量装置计量装置动力液处理装置动力液处理装置地面管线地面管线系统组成系统组成油井装置油井装置地面流程地面流程射流泵射流泵 通过注入井内的高压动力液的能通过注入井内的高压动力液的能量传递给井下油层产出液。量传递给井下油层产出液。水力射流泵举升原理水力射流泵举升原理一、水力射流泵采油系统一、水力射流泵采油系统射流泵采油井下系统示意图射流泵采油井下系统示意图优点：优点：(1)(1)没有运动部件，结构紧凑，泵排量范没有运动部件，结构紧凑，泵排量范围大。围大。(2) 可利用动

26、力液的热力及化学特性，适可利用动力液的热力及化学特性，适用于高凝油、稠油、高含蜡油井。用于高凝油、稠油、高含蜡油井。(3) 对定向井、水平井和海上丛式井的举对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性。升有良好的适应性。 井下射流泵工作示意图井下射流泵工作示意图二、水力射流泵工作特性二、水力射流泵工作特性( (一一) )射流泵工作原理射流泵工作原理动力液地面加压；动力液地面加压；油管或专用动力液管输送；油管或专用动力液管输送；动力液被传至井下喷嘴；动力液被传至井下喷嘴；通过喷嘴将压能转换动能；通过喷嘴将压能转换动能；嘴后形成低压区；嘴后形成低压区；动力液与油层产出液在喉管中混合；动力液与油

27、层产出液在喉管中混合；经扩散管动能转换成压能；经扩散管动能转换成压能；混合液的压力提高后被举升到地面。混合液的压力提高后被举升到地面。 井下射流泵工作示意图井下射流泵工作示意图水力射流泵排量、扬程取决于喷嘴面积与喉管面积的比值。水力射流泵排量、扬程取决于喷嘴面积与喉管面积的比值。二、水力射流泵工作特性二、水力射流泵工作特性（二）射流泵基本方程（二）射流泵基本方程(1) (1) 井筒流体温度分布计算：井筒流体温度分布计算：(2)(2)泵效：泵效：)()(211323PPqPPqHME(3) (3) 喷嘴与喉管直径：喷嘴与喉管直径：1311/ )(06082. 0PPqAn/2nnAd RAAnt

28、/2ttAd 与水力活塞泵井筒流体温度分布计算相同。与水力活塞泵井筒流体温度分布计算相同。地层液与动力液得失能量之比。地层液与动力液得失能量之比。喷嘴喷嘴: :喉管喉管: :面积比面积比二、水力射流泵工作特性二、水力射流泵工作特性 环空过流面积越小，油井产出流体流过该面积的环空过流面积越小，油井产出流体流过该面积的速度就越高。流体的压力随其流速增加而下降，在高速度就越高。流体的压力随其流速增加而下降，在高流速下压力将下降到流体的蒸汽压，导致蒸汽穴的形流速下压力将下降到流体的蒸汽压，导致蒸汽穴的形成，该过程称之为气蚀。成，该过程称之为气蚀。(4)(4)气蚀气蚀气蚀气蚀节流作用节流作用气蚀损害气蚀

29、损害极限环空过流面积极限环空过流面积12n113A5 .1214qPP二、水力射流泵工作特性二、水力射流泵工作特性 井下射流泵工作示意图井下射流泵工作示意图射流泵无量纲特性曲线射流泵无量纲特性曲线（三）射流泵特性曲线（三）射流泵特性曲线13qqM )PP()PP(H2132二、水力射流泵工作特性二、水力射流泵工作特性三、水力射流泵油井生产系统设计三、水力射流泵油井生产系统设计(7) (7) 水力水力射流泵油井工况参数预测。射流泵油井工况参数预测。(2) (2) 从井底向上计算井筒压力分布，由泵的泵入口压力确从井底向上计算井筒压力分布，由泵的泵入口压力确定下泵深度定下泵深度( (考虑到极限气蚀泵

30、吸入口压力的影响考虑到极限气蚀泵吸入口压力的影响) )。(4) (4) 井筒流体温度分布计算。井筒流体温度分布计算。(3) (3) 根据根据泵特性曲线的最佳点确定动力液的排量。泵特性曲线的最佳点确定动力液的排量。(5) (5) 由混合液井口压力计算泵的混合液出口压力。由混合液井口压力计算泵的混合液出口压力。(6) (6) 由混合液出口压力计算动力液的井口压力。由混合液出口压力计算动力液的井口压力。(1) (1) 油层油层IPRIPR曲线计算，并确定设计产液量下的井底流压。曲线计算，并确定设计产液量下的井底流压。 在油田开发过程中，越来越多的油井自身能量不足在油田开发过程中，越来越多的油井自身能

31、量不足以将原油从井下举升到地面，需要人工地补充举升能量。以将原油从井下举升到地面，需要人工地补充举升能量。人工举升的目的人工举升的目的就是人为地为油藏流体补充能量、维持就是人为地为油藏流体补充能量、维持一个低的井底流压，使得油层能够提供所要求量的流体一个低的井底流压，使得油层能够提供所要求量的流体( (特别是油量特别是油量) )，并将其举升到地面。，并将其举升到地面。 目前矿场应用的人工举升方法多种多样，选择一个合目前矿场应用的人工举升方法多种多样，选择一个合适的方式对油井和油田的长期效益是非常重要的。适的方式对油井和油田的长期效益是非常重要的。常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的

32、综合对比分析 方法指标游梁式抽油机有杆泵采油电潜泵采油水力活塞泵采油水力喷射泵采油气举采油系统示意图组成抽油机抽油杆抽油泵井下部分地面部分中间部分动力元件执行元件控制装置辅助装置地面部分喷射泵地面部分气举管柱工作原理略略略略略能量传递电网电机曲柄轴驴头抽油杆井下泵流体电网电缆潜油电机离心泵流体动力液液马达井下泵流体动力液喷射泵混合室喉管流体高压气气举凡尔流体基本参数冲程、冲数、泵径、下泵深度、泵效、载荷、扭矩、功率、能耗排量、扬程、效率、下泵深度、泵效、功率、能耗动力液注入压力、注入量、下泵深度、泵效、功率、能耗动力液注入压力、注入量、下泵深度、泵效、功率、能耗注气点深度、注入气液比、注入压力

33、、效率、能耗常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析 方法指标游梁式抽油机有杆泵采油电潜泵采油水力活塞泵采油水力喷射泵采油气举采油油井流入动态、多相管流规律、井筒温度场设计理论抽油杆柱设计，载荷、扭矩、功率、泵效计算电缆电机发热对温度的影响，泵效、功率、能耗计算动力液对温度的影响，动力液量、功率、效率计算动力液对温度的影响，泵型确定，动力液量、气蚀、沉没铝、功率、效率计算注气点、气举产量确定，注入参数计算，管柱设计基建费用机杆中等抽油泵低地面低泵价高地面高泵价中等地面高泵价低压缩机高其它低典型情况效率5 0 6 0

34、 %5 0 %3 0 4 0 %1 0 3 0 %5 3 0 %参数调整易；可改变冲程、冲数、泵径和工作时间难；需谨慎设计易；改变动力液排量易；调节动力液排量易；改变注入气量斜井适应性差适应性较好适应性好适应性好适应性好海上应用差好较好较好好污染防喷盒漏油噪音较高较小较小较小油井处较小压缩机噪音高管理水平要求一般高高高一般维护要求一般高高一般一般常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析 除了表中指标外，还可以进行各种采油方式对排量、下泵深除了表中指标外，还可以进行各种采油方式对排量、下泵深度、原油粘度、含砂、含蜡、气油比、腐蚀、结垢、检泵作业、度、原油粘度、含砂、含蜡、气油

35、比、腐蚀、结垢、检泵作业、占地大小、故障诊断等指标的对比分析。占地大小、故障诊断等指标的对比分析。美国推荐的采油方式适应性图版 常 规 有 杆 泵 电 动 潜 油 离 心 泵 水 力 活 塞 泵 产 液 量 下 泵 深 度 常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析BlaisBlais等等(1986)(1986)提出的柱塞气举、有杆泵、气举和电潜泵举升最佳使用范围提出的柱塞气举、有杆泵、气举和电潜泵举升最佳使用范围 常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析0.11101001000100000100020003000400050006000泵深(m)产量(

36、m3/d)水力活塞泵水力射流泵BlaisBlais等等(1986)(1986)提出的水力活塞泵和水力射流泵举升最佳使用范围提出的水力活塞泵和水力射流泵举升最佳使用范围 常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析 (1) 基于抽油机井、电动潜油离心泵井、地面驱动螺杆泵井基于抽油机井、电动潜油离心泵井、地面驱动螺杆泵井3种种机械采油方式的生产参数优化设计理论与方法，对这机械采油方式的生产参数优化设计理论与方法，对这3种采油方式分种采油方式分别进行优化设计，使油井即要能充分发挥油井的产能，又要实现产别进行优化设计，使油井即要能充分发挥油井的产能，又要实现产量等技术指标，并进行举升设备工况指标预测和工作参数的优化。量等技术指标，并进行举升设备工况指标预测和工作参数的优化。 (2) 相对日运行费用是衡量油田油井单井经济效益的一