抽油机常见故障3

抽油机设备维护

保养与故障处理1抽油机的结构

主机由底座、减速箱、曲柄、平衡块、连杆、横梁、支架、游梁、驴头、悬绳器、刹车装置及各种连接轴承组成。辅机由电动机，电路控制装置组成，游梁式抽油机的工作原理

电动机将其高速旋转运动传给减速箱的输入轴，经中间轴后带动输出轴、输出轴带动曲柄作低速旋转运动，同时，曲柄通过连杆、横梁拉着游梁后臂上下摆动，驴头上下摆动，带动抽油杆、活塞上下往复运动，抽油出井。2

常规型抽油机结构示意图

1—悬绳器；2—驴头；3—游梁；4—横梁；5—横梁轴；6—连杆；7—支架轴；8—支架；9—曲柄平衡快；10—曲柄；11—曲柄销轴承；12—减速箱；13—减速箱皮带轮；14—电动机；15—刹车装置；16—电路控制装置；17—底座3一、抽油机的维护保养维修保养工作可以概括为八个字：“清洁、紧固、润滑、调整”。清洁——指清洁卫生，紧固——指紧固各部件间的连接螺丝，润滑——对各加油点（部位）定期添加润滑油脂，调整——指对整机的水平、对中、平衡、控制系统等为主的调整。抽油机的维修保养在生产实际中按级别可分为三个级别保养：即例行保养、一级保养和二级保养

4（一）例行保养例行保养是由采油工每班或每日进行的检查保养，其保养内容如下：（1）检查各部位紧固螺丝，用手锤击打一下主要部位的螺丝，应无松动、滑扣现象。也可采用划安全线的办法，检查时注意安全线是否错开位置。关键部位如曲柄销螺帽必须每次检查。（2）检查减速器、中轴、尾轴、曲柄销应无异常声响，不缺油、不漏油。（3）保持抽油机清洁、无油污。

5（二）一级保养当抽油机运行一个月（800h）时，由大班工人在小队维修班的协助下进行一级保养，其保养内容如下：（1）进行例行保养的全部内容。（2）打开减速器上部视孔，检查齿轮啮合情况，并检查齿轮磨损和损坏情况，分析磨损和损坏原因。检查清洗呼吸器应卸开清洗。（3）检查减速器油面并加（补）足机油到规定位置：上液面不高于2/3位置，下液面不低于1/3位置，即齿轮齿刚浸没为宜。检查减速器是否有渗漏，判断渗漏原因，并维修或控制。6（4）各轴承处加注润滑油。要加足、加满，如果油脂变质应全部更换，如中央轴承座需要更换黄油。将黄油枪装在加油孔上，放开泄油孔（在泄油孔下面垫上擦布或其它东西接着旧油，旧油不要排到机身上），打黄油时应一直将旧黄油排出泄油孔并挤出新油时为加满。（5）检查抽油机的平衡情况。用钳形电流表测量电流，观察上行、下行电流峰值的变化情况。平衡率应大于85%以上才算合格，如达不到要求应进行平衡调节。7（6）检查抽油机的紧固情况。对各部位的紧固螺丝应逐一检查紧固，关键部位如曲柄销、中央轴承座、尾轴、底座紧固螺丝及减速器固定螺丝，必须紧固并划好新的安全检查线。（7）检查三角皮带，应无损伤。电机轮与减速器轮端面应在一条直线上，距离适当，各皮带的松紧应一致。（8）检查刹车片的磨损情况，检查刹车行程与刹车间隙，检查刹车可靠性。如果磨损严重、断裂等，应更换刹车片，并调节刹车的松紧度。刹车销锁死牙块应卡在刹车槽的1/3~2/3之间，不应太少或太多，以免刹车滑脱。8（9）检查驴头中心与井口中心对中情况。如不对中应进行调整。（10）检查毛辫子，有起刺、断股现象应更换；检查悬绳器，上下夹板应完好，绳辫子的断股在同部位断三丝的钢绳就需要更换。检查时发现钢绳粗细不均匀，应更换。检查时发现钢绳锈很多，应加油润滑钢绳或外部抹黄油润滑。（11）检查电机运行声音及温升，检查电机轴承、风扇，检查配电箱线路、启动器、过电流保护装置及仪表，检查接地装置及电缆等。（对于电器设备应由小队电工同步进行一级保养）9（三）二级保养当抽油机运转半年（4000h）时，由小队维修班进行二级保养，其保养内容如下：（1）进行一级保养的全部内容，也可与最后一次一级保养同时进行。（2）检查减速器齿轮和轴承的工作情况，检查油质是否符合要求，符合要求时放掉箱内润滑油，用煤油清洗箱内，并用磁铁吸出铁屑，清理箱内沉淀物。不符合要求时应更换机油。箱内齿轮应无严重磨损、剥伤和裂纹，如发现以上情况之一者应进行更换。轴承无严重磨损，径向间隙符合要求，沙架完好符合要求。更换密封圈、密封垫。中间轴左右旋齿无松动现象。破损严重的密封圈、垫应及时更换。各部紧固螺丝无松动。10（6）检查校正抽油机的纵向、横向水平应达到要求，如达不到要求应用斜铁找平，使其达到要求。调整时应松开固定螺栓，用千斤顶顶起底座再加斜铁，避免直接用斜铁硬打破坏下面的水泥基础。测量时应前、中、后分三个点找水平。（7）调整驴头对井口中心线，前、后、左、右可在中央轴承座，用顶丝进行调节，其误差不得超过标准要求。11（3）检查刹车情况。拆掉刹车毂，刹车毂应无严重磨损，否则更换刹车毂，检查刹车片的厚度是否能达到制动要求，凸轮在拉动刹车摇臂时是否动作一致，检查刹车蹄片的卡簧是否有破损及断裂现象，必要时进行更换。（4）检查曲柄销情况。黄油是否加足合格，轴承磨损情况，径向间隙是否合格，挡油胶圈磨损情况，必要时进行更换，冕型螺帽紧固无松动与连杆连接螺丝无松动现象。连杆销及紧固螺丝无松动，两连杆长度是否一致，误差不超过3mm。（5）检查中轴、尾轴润滑油质量、数量、固定螺丝应无松动现象，校正游梁在整机的中心线上。12（8）电器设备保养（由电工同步进行保养），检查电动机的接地线是否牢靠，电动机电气绝缘情况。大理石闸刀熔丝管、熔断片是否符合要求，磁力启动器的触点是否有烧蚀现象，如有烧蚀现象应用砂纸磨平，严重时应更换触点。清洁配电箱，电动机加注黄油。拉下皮带轮和风扇，卸掉端盖加二硫化钼。（9）校正电动机水平，并找好“四点一线”调整好皮带的松紧度。13（四）抽油机润滑点抽油机的润滑点共有9处，具体位置如图所示。图4－45抽油机润滑点1—电动机轴承；2—减速器三轴轴承3—减速器齿轮；4—曲柄销轴承；5—连杆上端销；6—横梁轴承；7—支架轴承；8—驴头销轴；9—刹车支座轴承14

抽油机的润滑点序号需润滑的部位润滑点所在位置润点数量润滑油耗量(千克)润滑时间加油时更换时加油更换1减速器齿轮减速器盖的舱口120130~300视需要半年一次2减速器输出轴承在内侧顶盖的油孔20.65视需要半年一次3中间轴轴承在边侧顶盖的油孔20.43.2视需要半年一次4输入轴轴承在边侧顶盖的油孔20.352.7视需要半年一次5曲柄销轴承在轴承座两侧盖处20.10.8视需要半年一次6横梁轴承在轴承座两侧盖处10.151.2视需要半年一次157连杆上端销在销子端面的油孔20.150.15视需要半年一次8支架轴承在轴承座外侧盖处20.21.2视需要半年一次9驴头插销轴上端在销轴上端10.30.3视需要半年一次10电动机轴承在轴承座上211视需要半年一次11刹车支座轴承在轴承座上10.150.15视需要半年一次序号需润滑的部位润滑点所在位置润点数量润滑油耗量(千克)润滑时间加油时更换时加油更换16二、抽油机设备常见故障处理（一）烧坏电动机的故障及预防1．故障的原因（1）接错线，三相电源缺相。（2）抽抽机负荷过大，电控箱内的保护原件失灵。（3）电控箱内电流调整值调得太大，长时间超载运转导致电动机烧坏（4）定子与转子相互摩擦。（5）定子绕组短路或绕组接地。172．预防故障的方法为防止电机烧坏，对长期不用、停用的电动机，在使用前必须检查相间绝缘和对地绝缘，用欧姆表测定其电阻值不得低于1MΩ，检查转子是否自由运转，接线是否正确，空运转声音是否正常，零部件是否齐全完整，螺丝是否紧固。18（二）电动机在运行时发生强烈振动的故障及处理1．故障的原因（1）电动机基础不平，安装不当。（2）电动机固定螺丝松动。（3）电机皮带轮松动。（4）转子与定子产生摩擦。（5）轴承损坏。2．处理故障的方法（1）将基础垫平，上紧电动机固定螺丝。（2）调整皮带轮至同心位置并固定紧皮带轮。（3）检查转子铁芯，校正转子轴。（4）转子与定子产生摩擦应送修理厂修理。（5）更换轴承。19（三）启动电动机时，电动机只发出嗡嗡响声而不转的故障及处理

1．故障的原因（1）一相无电或三相电源电压不平衡。（2）抽油机负荷过重。（3）抽抽机刹车未松开或抽油泵被卡。（4）磁力启动器触点接触不良或被烧坏。（5）电动机接线盒接线螺丝松动。202．处理故障的方法（1）接通缺相电源，待电压平衡后启动抽油机。（2）查明过载原因解除超载负荷。（3）松开刹车，进行井下解卡。（4）调整好触点弹簧或更换磁力启动器。（5）上紧电动机接线盒内接线螺丝。21（三）启动电动机时，电动机只发出嗡嗡响声而不转的故障及处理

1．故障的原因

（1）一相无电或三相电源电压不平衡。（2）抽油机负荷过重。（3）抽抽机刹车未松开或抽油泵被卡。（4）磁力启动器触点接触不良或被烧坏。（5）电动机接线盒接线螺丝松动。2．处理故障的方法（1）接通缺相电源，待电压平衡后启动抽油机。（2）查明过载原因解除超载负荷。（3）松开刹车，进行井下解卡。（4）调整好触点弹簧或更换磁力启动器。（5）上紧电动机接线盒内接线螺丝。22（四）抽油机整机振动的故障及处理1．故障的现象检查抽油机时，发现支架摆动，底座和支架震动，电动机发出不均匀噪声。2．故障的原因（1）底座原因：主要有地基建筑不牢固、底座与基础接触不实有空隙、支架底板与底座接触不实。（2）负荷与对中原因：主要有驴头——井口对中误差大、悬点负荷过重超载、平衡率不够、井下抽油泵刮卡现象或出砂严重、减速器齿轮打齿。3．处理故障的方法（1）如基墩与底板预埋件开焊，可挖出基墩至底板预埋件重新焊接。（2）基墩与底座的连接部位不牢时，可重新加满斜铁，重新找水平后，紧固各部螺栓，并备齐止退螺帽。将斜铁块点焊成一体，以免斜铁脱落。（3）支架与底座有缝隙时，可用金属垫片找平，重新紧固。（4）驴头——井口不对中时，应及时调整对中。（5）严重超载时，应及时调小冲程、冲数，或换小泵径，或更换大机型等。23（6）平衡率不够时，应及时调整平衡，平衡率应不小于85%以上。（7）发现碰泵现象时，应及时调整防冲距；发现刮卡现象时，应将抽油杆调整一个位置，直至不刮卡为止。（8）如减速器齿轮打齿，应立即更换。左右旋齿松动应及时更换，否则会造成更大的损坏。（五）曲柄销在曲柄圆锥孔内松动或轴向外移拔出的故障及处理

1．故障的现象检查抽油机时，能听到周期性的轧轧声。严重时，地面上有闪亮的铁屑，发生掉游梁的事故（也叫翻机事故）2．故障的原因（1）曲柄销上的止退螺帽松动或开口销末插，使冕型螺母退扣。（2）销轴与销套的结合面积不够，或上曲柄销时锥套内有脏物。（3）销轴与销套加工质量不合格。（4）曲柄销套的圆锥已被磨损。243．处理故障的方法重新安装曲柄销，将旧销打出冲程孔，检查锥套是否磨损。检测曲柄销轴与锥套的配合情况。在锥套里抹上黄油，将曲柄销轴插入锥套内压紧，再拉出来看销轴上有多少面积粘有黄油，即可看到销与锥套的结合面积有多少，加工合格的锥套其结合面积应能达到65%以上。如果结合面积很小，可视为加工不合格应更换。重新安装曲柄销时，应按操作规程和技术要求装配。（六）连杆刮碰曲柄旋转平衡块的故障及处理1．故障的现象有规律的声响。当抽油机运转到某一位置时发生声响，连杆和平衡块发生摩擦的部位有明显的痕迹。2．故障的原因（1）游梁安装不正，游梁中心线与底座中心线不重合（2）平衡块铸造不符合标准，凸出部分过高。3．处理故障的方法25（1）调整游梁位置，使其与曲柄完全一致。游梁中心线应与底座中心线重合在一条线上，可用中央轴承座的前后4条顶丝调节（2）削去平衡块上突出过高的部分，可采用手提砂轮机磨掉多余部分。（七）减速器漏油的故障及处理1．故障的现象（1）减速器发热，油箱温度高。（2）油从减速器上盖和底座的合口处或从输入轴、中间轴、输出轴的油封处一滴一股地流出。2．故障的原因（1）减速器内润滑油加得过多。（2）合箱口不严，螺丝松或没抹合箱口胶。（3）减速器回油槽堵。（4）油封失效或唇口磨损严重。

（5）减速器的呼吸器堵，使减速器内压力增大，从油封处漏油。263．处理故障的方法（1）打开减速器放油孔，放掉减速器内多余的润滑油，箱内的油面应在油面检视孔的1/3~2/3部位之间即可。（2）箱口不严可重新进行组装。组装时应抹合箱口胶，如无合箱口胶时，可用密封脂替代。如是箱口螺丝松动，可紧固箱口螺丝。（3）检查回油槽是否有脏物堵塞，清理干净。因现场采用的减速器润滑方式是飞溅式润滑和重力式润滑的混合式润滑，油道堵后油不能退回到箱内造成合箱口渗油、漏油。（4）油封在运转一段时间之后应在二级保养时更换，但有时不能更换，造成了油封的唇口磨损严重而漏油，应更换新油封。（5）减速器呼吸器堵塞造成漏油，拆洗清理呼吸器。（八）减速器内有不正常的敲击声的故障及处理1．故障的原因（1）抽油机严重不平衡，冲次太快。（2）轴上齿轮与轴的配合松弛，发生位移。27（3）齿轮制造不正确，齿轮过度磨损或折断。（4）轴承磨损或损坏。2．处理故障的方法（1）调整平衡，使上、下冲程的平衡度达到平衡的要求。（2）调慢冲次。（3）送修理车间修理或更换。（4）更换减速器。（5）更换新轴承。（九）减速器轴承发热或有不正常响声的故障及处理1．故障的原因（1）润滑油不足或太脏。（2）轴承盖或密封部分松动产生摩擦。（3）轴承损坏或磨损，滚珠破碎。（4）齿轴制造不精确，三轴线不平行。（5）轴承跑外圈。2．处理故障的方法（1）加足润滑油或更换为干净的润滑油。（2）拧紧螺丝固定好轴承盖及密封部位。（3）更换轴承。（4）送修或更换成标准减速器。（5）用垫片调整好间隙。28（十）减速器大皮带轮松滚键的故障及处理1．故障的现象在运转时减速器大皮带轮晃动，有异常声响。2．故障的原因（1）大皮带轮端头的固定螺栓松，使皮带轮外移。（2）大皮带轮键不合适。（3）输入轴键槽不合适。3．处理故障的方法（1）紧固大皮带轮的端头螺丝，锁紧止退锁片。（2）更换大皮带轮键，检查输入轴键槽是否有损坏，如有损坏应更换输入轴。如果键槽是好的，即可根据键槽重新加工键。29（四）抽油机整机振动的故障及处理1．故障的现象检查抽油机时，发现支架摆动，底座和支架震动，电动机发出不均匀噪声。2．故障的原因（1）底座原因：主要有地基建筑不牢固、底座与基础接触不实有空隙、支架底板与底座接触不实。（2）负荷与对中原因：主要有驴头——井口对中误差大、悬点负荷过重超载、平衡率不够、井下抽油泵刮卡现象或出砂严重、减速器齿轮打齿。3．处理故障的方法（1）如基墩与底板预埋件开焊，可挖出基墩至底板预埋件重新焊接。（2）基墩与底座的连接部位不牢时，可重新加满斜铁，重新找水平后，紧固各部螺栓，并备齐止退螺帽。将斜铁块点焊成一体，以免斜铁脱落。（3）支架与底座有缝隙时，可用金属垫片找平，重新紧固。（4）驴头——井口不对中时，应及时调整对中。（5）严重超载时，应及时调小冲程、冲数，或换小泵径，或更换大机型等。30（6）平衡率不够时，应及时调整平衡，平衡率应不小于85%以上。（7）发现碰泵现象时，应及时调整防冲距；发现刮卡现象时，应将抽油杆调整一个位置，直至不刮卡为止。（8）如减速器齿轮打齿，应立即更换。左右旋齿松动应及时更换，否则会造成更大的损坏。（五）曲柄销在曲柄圆锥孔内松动或轴向外移拔出的故障及处理

1．故障的现象检查抽油机时，能听到周期性的轧轧声。严重时，地面上有闪亮的铁屑，发生掉游梁的事故（也叫翻机事故）2．故障的原因（1）曲柄销上的止退螺帽松动或开口销末插，使冕型螺母退扣。（2）销轴与销套的结合面积不够，或上曲柄销时锥套内有脏物。（3）销轴与销套加工质量不合格。（4）曲柄销套的圆锥已被磨损。313．处理故障的方法重新安装曲柄销，将旧销打出冲程孔，检查锥套是否磨损。检测曲柄销轴与锥套的配合情况。在锥套里抹上黄油，将曲柄销轴插入锥套内压紧，再拉出来看销轴上有多少面积粘有黄油，即可看到销与锥套的结合面积有多少，加工合格的锥套其结合面积应能达到65%以上。如果结合面积很小，可视为加工不合格应更换。重新安装曲柄销时，应按操作规程和技术要求装配。（六）连杆刮碰曲柄旋转平衡块的故障及处理1．故障的现象有规律的声响。当抽油机运转到某一位置时发生声响，连杆和平衡块发生摩擦的部位有明显的痕迹。2．故障的原因（1）游梁安装不正，游梁中心线与底座中心线不重合（2）平衡块铸造不符合标准，凸出部分过高。3．处理故障的方法32（1）调整游梁位置，使其与曲柄完全一致。游梁中心线应与底座中心线重合在一条线上，可用中央轴承座的前后4条顶丝调节（2）削去平衡块上突出过高的部分，可采用手提砂轮机磨掉多余部分。（七）减速器漏油的故障及处理1．故障的现象（1）减速器发热，油箱温度高。（2）油从减速器上盖和底座的合口处或从输入轴、中间轴、输出轴的油封处一滴一股地流出。2．故障的原因（1）减速器内润滑油加得过多。（2）合箱口不严，螺丝松或没抹合箱口胶。（3）减速器回油槽堵。（4）油封失效或唇口磨损严重。

（5）减速器的呼吸器堵，使减速器内压力增大，从油封处漏油。333．处理故障的方法（1）打开减速器放油孔，放掉减速器内多余的润滑油，箱内的油面应在油面检视孔的1/3~2/3部位之间即可。（2）箱口不严可重新进行组装。组装时应抹合箱口胶，如无合箱口胶时，可用密封脂替代。如是箱口螺丝松动，可紧固箱口螺丝。（3）检查回油槽是否有脏物堵塞，清理干净。因现场采用的减速器润滑方式是飞溅式润滑和重力式润滑的混合式润滑，油道堵后油不能退回到箱内造成合箱口渗油、漏油。（4）油封在运转一段时间之后应在二级保养时更换，但有时不能更换，造成了油封的唇口磨损严重而漏油，应更换新油封。（5）减速器呼吸器堵塞造成漏油，拆洗清理呼吸器。（八）减速器内有不正常的敲击声的故障及处理1．故障的原因（1）抽油机严重不平衡，冲次太快。（2）轴上齿轮与轴的配合松弛，发生位移。34（3）齿轮制造不正确，齿轮过度磨损或折断。（4）轴承磨损或损坏。2．处理故障的方法（1）调整平衡，使上、下冲程的平衡度达到平衡的要求。（2）调慢冲次。（3）送修理车间修理或更换。（4）更换减速器。（5）更换新轴承。（九）减速器轴承发热或有不正常响声的故障及处理1．故障的原因（1）润滑油不足或太脏。（2）轴承盖或密封部分松动产生摩擦。（3）轴承损坏或磨损，滚珠破碎。（4）齿轴制造不精确，三轴线不平行。（5）轴承跑外圈。2．处理故障的方法（1）加足润滑油或更换为干净的润滑油。（2）拧紧螺丝固定好轴承盖及密封部位。（3）更换轴承。（4）送修或更换成标准减速器。（5）用垫片调整好间隙。35（十）减速器大皮带轮松滚键的故障及处理1．故障的现象在运转时减速器大皮带轮晃动，有异常声响。2．故障的原因（1）大皮带轮端头的固定螺栓松，使皮带轮外移。（2）大皮带轮键不合适。（3）输入轴键槽不合适。3．处理故障的方法（1）紧固大皮带轮的端头螺丝，锁紧止退锁片。（2）更换大皮带轮键，检查输入轴键槽是否有损坏，如有损坏应更换输入轴。如果键槽是好的，即可根据键槽重新加工键。36

无杆泵采油技术37螺杆泵的特点是体积小、工作噪音低、适用于原油粘度大、含砂高的油井。

螺杆泵采油技术一、螺杆泵的结构及工作原理螺杆泵采油按驱动方式分为井下电动潜油螺杆泵和地面驱动井下螺杆泵；按传递动力的方式将螺杆泵划分为有杆泵和无杆泵。前者属于无杆泵，后者属于有杆泵。本节介绍油田广泛应用的地面驱动井下螺杆泵。38（一）螺杆泵的结构螺杆泵系统由电控部分、地面驱动部分、井下螺杆泵及一些配套工具组成

1．电控部分包括电控箱、电缆等。电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电机的起、停。2．地面驱动部分地面驱动设备是螺杆泵采油系统的主要地面设备，是把动力传递给井下转子，使转子运转实现抽汲原油的机械装置。包括减速箱、皮带传动、电机、密封装置、支架、方卡子。39

111458

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9

6410121321311螺杆泵采油系统1—地面驱动部分；2—井口装置；3—电控箱；4—油杆；5—油杆扶正器；6—油管扶正器；7—油管；8—转子；9—定子；10—定位销；11—油管锚；12—套管；13—筛管；14—油层40（1）减速箱减速箱内有两个互相垂直啮合的伞形齿轮，一个装在大皮带轮上，另一个装在驱动轴上。减速箱的主要作用是传递动力并实现一级减速，它将电机的动力由输入轴传递到输出轴，输出轴连接光杆，由光杆通过抽油杆将动力传递到井下螺杆泵转子。（2）电机电机是螺杆泵井的动力源，将电能转化为机械能。一般用防爆型三相异步电机

（3）密封装置密封装置有机械密封和静密封两种。机械密封分上置式和下置式两种，上置式机械密封装置位于减速器上部，如图所示；下置式位于减速器的下方。静密封位于机械密封的上端。密封的主要作用是防止井液流出，起密封光杆的作用。

41机械密封下置密封轴密封系统1—光杆;2—油杯;3—密封轴;4—下置机械密封21342134机械密封上置密封轴密封系统1—轴头;2—机械密封;3—油杯;4—光杆42（4）方卡子方卡子包括承重卡子和扭矩卡子。方卡子的主要作用是将减速箱输出轴与光杆连接起来，起悬挂油杆和承受扭矩的作用。3．井下螺杆泵部分井下螺杆泵是由转子和定子组成。转子是井下泵中唯一运动的部件，其上部与抽油杆连接。一个转子就是一个横截面为圆形的长螺旋体，由高强度钢精工制作，表层镀铬，具有很好的抗磨性。定子是由合成橡胶铸制而成的内嵌式双螺旋体。固定于一钢管内，其上端与油管连接，转子位于定子内转动，实现抽汲功能。434．配套工具部分12457683（1）专用井口结构与抽油机井的井口装置基本相同，但是增加了井口强度，减小了地面驱动装置的震动，起到保护光杆和换密封时密封井口的作用。螺杆泵地面驱动部分装置（大庆产）1—方卡子护罩；2—密封装置；3—皮带传动装置；4—减速箱；5—防反转装置；6—防爆电机；7—支架；8—阻杆封井器44（2）特殊光杆特点是强度大，防断裂，光洁度高，有利于井口密封。（4）油管扶正器起减小油管柱震动和磨损的作用。（3）抽油杆扶正器起避免或减缓抽油杆与油管的磨损的作用。（5）抽油杆防反转装置起防止抽油杆倒扣的作用。（6）油管防脱装置起锚定泵和油管的作用。（7）防蜡器：能延缓原油中石蜡和胶质在油管内壁的沉积速度。45（8）防抽空装置：地层供液不足会造成螺杆泵损坏，安装井口流量式或压力式抽空保护装置，可有效地避免此现象的发生。（9）筛管：过滤油层流体，防止砂子大量进入泵中。

（二）螺杆泵采油系统的工作原理电机通电后旋转,经过二级减速(三角皮带和齿轮)后,通过方卡带动光杆通过抽油杆柱将动力传递给井下螺杆泵将机械能转变为液体能,从而实现油液的有效举升.地面驱动井下螺杆泵的转子转动是通过地面驱动装置驱动光杆转动，通过中间抽油杆将旋转运动和动力传递到井下转子，使其转动。转子在定子中运转过程中，从泵的底部（入口）至顶部（出口）自下而上形成空腔。空腔的大小取决于转子螺距长度、直径和偏心距离。转子与定子之间存在良好的密封性，使流体以固定速度上升，流体上升速度与转速成正比。转子在定子中旋转时，螺杆断面的变化情况。。

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转子工作示意图

螺杆泵的工作原理是：转子与定子密切配合形成一系列的封闭腔和空腔，当转子转动时，封闭腔沿轴向由吸入端向排出端运移，在排除端消失。同时吸入端形成新的封闭腔，其中空腔内所盛满的液体也就随着封闭腔的运移由吸入端推挤到排出端。这种封闭腔和空腔的不断形成、运移、消失，起到泵送液体并将液体排出井口的作用。47（三）螺杆泵的排量计算1．螺杆泵的理论排量螺杆泵的理论排量与转子的偏心距成正比，与转子的螺距成正比，与转子的截面圆直径成正比，与转速成正比，其计算公式为：5760

或

式中：——螺杆泵的理论排量，ｍ³/d；——转子的偏心距，m；——定子的导程，m；——转子的螺距，m；

=2

——转子的转速，482．泵的容积效率（泵效）泵的容积效率等于螺杆泵的实际排量与理论排量之比。==249二、螺杆泵的性能参数1．定子、转子间的过盈量螺杆泵的单级扬程一般小于70m，单级最大工作压差小于0.7MPa（设计为0.5MPa）。工作压差的影响因素有结构参数、工作参数和转子、定子的机械性能。更重要的是定子、转子间的过盈量。=（0.005～0.01）D（mm）过盈量越大，单级工作压差越大，转子摩擦扭矩也越大。过盈量越小，单级工作压差越小，满足不了油井举升的需要。

502．螺杆泵的级数转子上两个相邻螺纹之间的距离称为螺距；每两个螺距为一个导程，单螺杆泵一般规定一个导程为一级。螺杆泵的级数越多，泵的扬程越大。泵的级数Z决定了螺杆泵定子、转子的长度。

3．螺杆泵型号意义（1）法国泵单头螺杆泵有效扬程800m转数为500r/min时的理论排量为300m³/d300TP800

型号意义:

51（2）国产泵GLB120—36级数为36级理论排量为120ml/r杆传动螺杆泵

型号意义：（3）加拿大、山东新型泵级数转数为100r/min时的理论排量16m3/d

型号意义：52例如：16—25表示泵的级数为25级，泵的转数为100r/min时理论排量为16m3/d。三、螺杆泵采油管柱及配套技术（一）管柱及杆柱的组成1．油管柱油管柱分为自由式螺杆泵管柱和固定式螺杆泵管柱

2．油杆柱油杆柱由光杆、方卡子、油杆防脱器、油杆（实心或空心）、油杆扶正器、转子等组成。533．防冲距防冲距是指转子下入井中后最下端到定位销之间的距离。

上提防冲距时要考虑杆柱弯曲的影响，上提时当地面指重表指示为全部杆重时开始计算防冲距。（二）螺杆泵采油的配套工艺技术（1）油管柱防脱技术

（2）抽油杆防脱技术（3）油管扶正技术（4）油杆扶正技术54

螺杆泵采油系统常见故障的诊断技术及故障的排除方法

螺杆泵井常见的故障有：抽油杆断脱、油管脱落、吸入部分堵、定子橡胶脱落等。目前常用的故障诊断方法有电流法和憋压法

（一）电流法电流法就是通过测试电机的工作电流，根据工作电流的大小来诊断油井工作状况的方法。见表。55工作电流特征发生故障的原因接近电机空转电流无排量，油套不连通抽油杆断脱无排量，油套连通油管脱落或严重漏失接近正常运转电流排量较小，液面较高下部油管漏失，定子橡胶磨损严重、失效，尾管进油部分结蜡或有砂子。无排量，液面较高尾管进油部分蜡堵或砂堵排量较小，液面较低油层供液能力差，气影响56明显高于正常运转电流排量正常，油压正常油管结蜡严重排量降低，油压升高出油管线堵排量正常（投产初期）定子橡胶溶胀大，定子不合格周期性波动井口脉动出油，转子不连续转动油井间歇出油，泵不合格工作电流特征发生故障的原因57（二）憋压法憋压法就是通过关闭采油树回压闸门进行憋压，通过观察井口出油压力（油压）和套压的变化进行诊断油井故障的方法，用憋压法诊断油井故障油压、套压工况特性故障形式油压不上升且不同于套压无排量抽油杆断脱油压不上升且接近套压油压上升异常缓慢且与套压变化规律一致无排量排量很小油管脱落油管严重漏失油压上升缓慢且不同于套压排量小，泵效低，动液面较深泵严重漏失，气影响，供液能力极差油压与套压接近油套连通定子橡胶脱落58５、螺杆泵的结构及工作原理是什么？６、螺杆泵井常见的故障有哪些？１．抽油机整机振动是什么原因？如何处理？２．抽油机减速器漏油是什么原因？如何处理？３、抽油机刹车不灵活或自动溜车是什么原因？如何处理？

４、抽油机驴头——井口不对中是什么原因？如何处理？59

电动潜油泵采油技术电动潜油泵简称为潜油电泵（或电泵），它是机械采油中相对排量较大的—种无杆泵采油方式，即不需要抽油杆柱来传递动力的抽油设备。

一、电动潜油泵装置的组成及工作原理(一）电动潜油泵装置的组成电动潜油泵装置由三大部分，七大件组成

井下部分（井下机组）主要由潜油多级离心泵、潜油电动机、保护器、油气分离器四大件组成。

60图5—1电动潜油泵装置组成示意图1—变压器；2—控制屏；3—电流表；4—接线盒；5—地面电缆；6—井口装置；7—动力电缆；8—泄油阀；9—电缆接头；10—单流阀；11—扁电缆；12—油管；13—泵头；14—多级离心泵；15—电缆护罩；16—分离器；17—保护器；18—套管；19—潜油电机；20—扶正器（1）井下部分61（2）中间部分中间部分主要是传输电能的专用电缆。（3）地面部分地面部分主要由变压器和控制屏两大件组成

（二）电动潜油泵井工作原理1．电动潜油泵井工作原理62地面上的变压器将电网电压转变为电动潜油泵装置所需的工作电压后，将电能输入控制屏，而后通过接线盒及电缆输给井下潜油电动机，潜油电动机再把电能转换成高速旋转的机械能传递给潜油多级离心泵，从而使经油气分离器进入潜油多级离心泵内的液体被加压举升到地面；与此同时井底压力（井底流压）降低，油层液体进而流入井底。2．电动潜油泵供电流程电动潜油泵供电流程：地面电源—→变压器—→控制屏—→潜油电缆—→潜油电动机。633．电动潜油泵抽油流程电动潜油泵抽油流程：油气分离器—→潜油多级离心泵—→单流阀—→泄油阀—→井口。4．电动潜油泵井井口流程电动潜油泵井的双管掺热水保温井口流程与抽油井井口流程相同，如图所示。包括四个分流程：原油流程为：井下原油—→总闸门—→生产闸门—→油嘴—→回油闸门—→集油干线—→计量间。

64套管气控制流程为：套管气—→套管闸门—→套管定压放气阀—→回油闸门—→集油干线—→计量间。掺水保温流程为：计量站来水—→掺水闸门—→单流阀—→油嘴后—→回油闸门—→集油干线—→计量间。

热水地面循环流程为：计量站来水—→连通闸门—→集油干线—→计量间。

在油层温度较高的油田，井口出油温度达50~60℃左右，电动潜油泵井也可根据实际情况采用单管生产流程。65图电动潜油泵井双管掺热水保温井口流程1—套压表；2—油压表；3—防喷管；4—清蜡闸门；5—生产闸门；6—总闸门；7—套管闸门；8—油套连通闸门；9—油嘴套；10—掺水阀；11—单流阀；12—丝堵；13—放空、取样阀；14—回油闸门；15—掺水闸门；16—连通闸门；17—热洗闸门66（三）电动潜油泵装置主要部件

1．潜油多级离心泵2．潜油电动机3．保护器

4．油气分离器5．控制屏6．接线盒7．电缆8．变压器9．单流阀10．泄油阀67二、电动潜油泵参数及工作特性1．电动潜油泵机组型号QYDB

最大轴向投影尺寸，mm；机组额定扬程，m；机组额定排量，m3/d；表示（多级）离心泵；表示泵为电力（电动机）驱动；表示（机组）潜油运行。

表示法：682．电动潜油泵主要参数（1）排量：单位时间内电动潜油泵所排出液体的体积（Q，m3/d）。（2）扬程：电动潜油泵机组在打水时的水柱高度（H，m，或单位重量的液体流过电动潜油泵后能量的增加值）。（3）转速：单位时间内泵叶轮的回转数（n，r/min）。（4）功率：电机输出功率：潜油电机传递给潜油泵轴的功率（P，KW）；泵的输出功率是指液体流过潜油泵时由潜油泵传递给液体的有效功率（Pu，KW）。69（5）效率：泵的输出功率与电机输出功率之比（η＝Pu/P×100%，%）。电动潜油泵在传递能量过程中存在能量损失，包括机械损失、容积损失和水力损失三种。70特殊井的管理技术

特殊井的管理是指出砂井、结蜡井、出水井、稠油井的管理

71第一节出砂井的管理技术一、油井出砂的危害1．出砂严重的井在井内积砂形成砂堵，降低油井产量甚至停产。

2．增加修井工作量，提高采油成本。

3．损坏抽油设备。

4．破坏油层使油层坍塌套管变形。二、出砂的原因72（一）地质方面因素1．岩石的地应力状态2．岩石的胶结强度3．原油物性对出砂的影响（二）开采方面的因素1．固井质量2．完井方法3．诱流和放喷734．油井工作制度5．措施不当引起出砂

6．油层大量出水引起出砂三、防砂方法防砂方法是指如何防止油层出砂以及不进入井筒的砂子造成砂堵.1、防止油层出砂（1）建立合理的油井工作制度（2）稳压启动抽油井稳压启动，就是开井后在一定时间内控制排量。目的:是使井底流动压力逐步降低,也就是使生产压差逐步达到要求.742、防止砂子沉入工作筒1．提高柱塞移动速度2．循环抽油图循环抽油示意图753、机械防砂方法

机械防砂是将过滤装置下入井内，阻止砂子进入井筒，达到防砂的目的

机械防砂可以分成两类：一类是下入防砂管柱挡砂，如割缝衬管、绕丝筛管等，这类方法由于防砂管柱的缝隙易被油层细砂所堵塞，一般效果较差；另一类是下入防砂管柱加充填物，充填物的种类繁多，如砾石、核桃壳、塑料颗粒、玻璃球或陶粒等。这种防砂方法能有效地将砂子限制在油层中，防砂效果好。（1）砾石充填防砂76砾石衬管充填防砂示意图，如图6－1所示。

图6—1砾石充填示意图1—衬管；2—砾石充填在井底的砾石层，起着滤器的作用，把砂粒阻挡在砾石层外，为此，必须选好与地层岩石颗粒组成相适应的砾石直径。图6－2绕丝筛管6—3割缝筛管77（2）绕丝筛管防砂绕丝筛管砾石充填防砂方法的防砂原理是将绕丝筛管下入井内正对出砂油层，然后在筛管周围填入一定粒度的砾石，形成一个二级拦截过滤砂的体系，从而阻止砂粒进入井筒，而液体则可通过砾石充填层和筛管缝隙进入油井，使油井达到即能高产又能控制出砂的目的。（3）割缝衬管防砂割缝衬管是将预先割好缝的衬管下入到油层部位进行防砂。

化学防砂方法分为人工井壁防砂和人工胶结砂层防砂

（4）化学防砂方法78人工井壁是在地面将固体颗粒如砂粒、核桃壳等支撑剂和胶结剂按一定比例搅拌均匀，用液体顶替至井下挤入油层，胶结剂固化后将支撑剂胶固，在井壁形成具有一定强度和渗透性的“人工井壁”，阻止油层砂子流入井中。人工胶结砂层是从地面将液体胶结剂和增孔剂注入油层中，然后使胶结剂固化，将井壁附近的砂层胶固，同时又不会使渗透率有较大的降低。

常用的方法有以下几种。（1）水泥砂浆人工井壁（2）酚醛塑料砂浆人工井壁（3）树脂核桃壳人工井壁（4）人工胶结砂层防砂（5）酚醛溶液地下合成794、清砂技术（一）捞砂（二）冲砂1．冲砂方式冲砂方式分为正冲砂、反冲砂、正反冲砂和联合冲砂四种。（1）正冲砂：冲砂液从油管进入，携带砂子从油套管环行空间返出的冲砂方法。正冲砂的特点：冲砂能力强，携砂能力差。

（2）反冲砂：冲砂液从油套管环行空间进入，携带砂子从油管返出的冲砂方式。80反冲砂的特点：冲砂能力差，携砂能力强。

（3）正反冲砂：先正冲砂，将砂堵冲散，使砂粒处于悬浮状态，然后迅速改用反冲砂，通过油管中的高速液流将冲下来的砂子携带出地面的冲砂方式。正反冲砂特点：冲砂能力强，携砂能力也强

（4）联合冲砂联合冲砂是指在冲砂管柱距井底一定距离处装有分流器，用以改变液流通道，冲砂液从油套管环行空间进入井内，经分流器进入下部冲砂管冲开砂堵，被冲散的砂粒随同液体先从下部冲管与套管环空返至分流器后，便进入上部冲砂管内返至地面

81图6－5联合冲砂管柱示意图1．油井出砂有哪些危害?2．在开采方面影响出砂的原因有哪些？3．防砂方法有哪些?4．什么是人工井壁?5．清砂方法有哪些?82第二节结蜡井的管理技术析出来的蜡沉积到流经出来的管道和设备表面的现象叫结蜡。

在石油工业中，把凡是碳氢化合物分子量为C16H34~C64H130之间的烷烃统称石蜡。

一、蜡基本概念1、蜡的性质纯净的石蜡是白色透明的晶体。石蜡的熔点为49℃~60℃，在油藏中一般以溶解状态溶解在原油中，不溶于水，稍溶于酒精，易溶于有机溶剂如醚、苯、二流化碳以及各种矿物油中。石蜡的密度为880~905Kg/m3，油井的结蜡是石蜡和少量的胶质、沥青质及泥砂等杂质构成的混合物，多呈灰色和深褐色。83图6－6自喷井结蜡位置示意图一、油井结蜡及影响因素1、结蜡过程分为三方面（1）蜡的析出（2）蜡的集聚（3）蜡的沉积2、蜡的影响因素（1）原油的性质和含蜡量的影响（2）温度的影响（3）压力和溶气量的影响（4）产量的影响（5）影响油井结蜡的其它因素843、油井的结蜡规律

自喷井和抽油井的结蜡规律有所不同。自喷井主要是油管结蜡和地面油嘴结蜡

抽油井容易结蜡的位置是：泵的吸入口处、固定阀座、阀球及油管处易结蜡。

一般来说油管下部不结蜡，因为下部油流温度高，压力高，溶解气多，石油对蜡的溶解能力强。从某一位置开始，由于温度、压力下降，导致油对蜡的溶解能力下降，越往上结蜡越严重，但接近井口时，结蜡减少，这是由于流体速度大，一部分蜡被流体带走所致。85二、油井防蜡措施防止油井结蜡，一是要防止石蜡从油中析出，二是防止析出的蜡晶体聚集和粘附在管壁上。

（一）油管内衬和涂层防蜡1．玻璃衬里油管防蜡2.涂料油管防蜡

（二）化学防蜡剂防蜡化学防蜡是通过向油套管环形空间加入液体防蜡剂或在抽油泵下的油管中下入固体防蜡剂，防蜡抑制剂可防止石蜡晶体聚结长大或沉积在钢铁表面。

86目前所用的防蜡剂有表面活性剂型和高分子型两大类。图6－8油井注防蜡剂示意图1－注入漏斗；2－注入闸门；3－注入器；4－磺化油；5－套管闸门；6－套管；7－油管1．活性剂型这种防蜡剂可吸附在蜡结晶微粒表面，形成极性表面薄膜，防止晶体微粒聚集长大，使微粒分散在油中，被上升的油流带走，表面活性剂还可吸附在油管壁上形成极性表面薄膜，防止石蜡在管壁上沉积。872．高分子聚合物型高分子型防蜡剂都是油溶性的具有石蜡结构链节的支链型高分子，在浓度很小的情况下能够形成遍及整个原油的网状结构，而石蜡就可以在这网状结构上析出，因而彼此分散，不能聚集长大，也不易在管道表面上沉积，而易被液流带走。

（三）强磁防蜡器防蜡强磁防蜡技术的基本原理是：原油通过强磁场作用定向排列做有序流动，克服了石蜡分子之间的作用力，不能按结晶的要求形成石蜡晶体；对于已形成蜡晶的微粒通过磁场后，石蜡晶体细小分散，并且有效的削减了蜡晶之间、蜡晶与胶体分子之间的粘附力，抑制了蜡晶的聚集长大。此外，磁场处理后还能改变井筒中蜡的状态，使蜡质变软，易于清除。

88三、清蜡方法将粘附在油管管壁、深井泵、抽油杆等设备上的蜡清除掉的方法叫清蜡

常用的清蜡方法有机械清蜡和热力清蜡。（一）机械清蜡机械清蜡是指用专门的工具刮除油管壁上的蜡，并靠液流带至地面的清蜡方法。常用的清蜡工具有刮蜡片和清蜡钻头。

1．自喷井的机械清蜡图6－9自喷井机械清蜡示意图89清蜡制度的内容应包括：清蜡周期、清蜡深度、操作规程及使用的刮蜡片的规格等。图6－10尼龙刮蜡器工作原理示意图

1－上限位器；2－尼龙刮蜡器；3－抽油杆；4－限位器2．抽油井的机械清蜡

抽油井的机械清蜡是利用安装在抽油杆上的活动刮蜡器清除油管和油杆上的蜡。

抽油井使用机械清蜡方法的并不多，因为抽油泵上的蜡无法清除。抽油井最常用的清蜡方法是热力清蜡。

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（二）热力清蜡

热力清蜡是利用热能提高液流和管子的温度，熔化沉积于井筒中的蜡。

将热力清蜡分为：热流体循环清蜡、电热清蜡和热化学清蜡。1．热流体循环清蜡

（1）热洗将高温热洗介质注入油井内循环，循环到井内温度达到蜡一定程度后，使井内温度达到蜡的熔点，蜡就逐渐熔化，并随同热洗介质返出地面。91法热油循环法就是利用本井的原油，经水套炉加热后，通过分油包促使原油脱气，并使一部分脱气油进入油套管环行空间，热油便由油套管环行空间进入油管随同井液一同被抽到地面。

（2）热油循环图6－11热油循环清蜡流程图1－水套加热炉；2－分油包；3－回油阀；4－油嘴；5－分离器922．电热清蜡电热清蜡一般以油井热电缆，井下电热器或对抽油杆、油管通电作为发热体来供给油流热量，以达到防蜡和清蜡的目的。（1）热电缆法是将特制的三芯电缆，以星形接法接在380伏的三相电源上，下入井内。通电后，电能转化为热能，通过电缆发热来加热油流

（2）井下电热器是将特制的电热器下入井中，通电后，通过电能转化为热能来加热油流

（3）直接用油管或油杆作为发热体，电能消耗更大，也同样存在着井下和井口绝缘问题。933．热化学清蜡热化学清蜡是利用化学反应产生的热量来清蜡。例如：氢氧化钠、铝、镁与盐酸反应放出大量的热。作业1．什么叫蜡?影响结蜡的因素有哪些?2、何谓玻璃衬里油管?它为什么能防蜡?3、油井的防蜡方法有哪些？清蜡的方法有哪些?94第七章稠油及高凝油开采技术第一节稠油开采技术

一、稠油的概念稠油亦称重质原油,是指在油层条件下原油粘度大于50mPa·s，或者在油层温度条件下溶气原油粘度大于100mPa·s，在温度为20℃时相对密度大于0.934的原油。根据粘度和相对密度的不同，稠油又可分为普通稠油、特稠油和超稠油。

指标分类第一指标第二指标粘度mPa·s相对密度（20℃）稠油50①（或100）～10000＞0.92特稠油10000～50000＞0.95超稠油＞50000＞0.9895（一）稠油的基本特点1．粘度高，密度大，流动性差

2．稠油组分中胶质、沥青质含量高，轻质馏分含量低；3．我国大多数稠油含硫、石蜡及金属元素较低

4、稠油的粘度对温度敏感性很强，随着温度的升高，原油粘度显著下降，

5．稠油油藏大多地层疏松，易出砂

（二）影响稠油粘度的因素1．温度的影响2．原油组分对粘度的影响3．压力和溶解气量的影响4．原油乳化对粘度的影响96二、稠油开采的方法（一）热力开采稠油热力开采就其对油层加热的方式可分为两类：一是把热流体注入油层，如注热水、蒸汽吞吐、蒸汽驱等；二是在油层内燃烧产生热量，即：火烧油层。1．蒸汽吞吐开采稠油蒸汽吞吐开采是指在一定时间内向油层注入一定数量的高温高压湿饱和蒸汽，关井一段时间使热量传递到储层和原油中去，然后再开井生产，（1）基本概念97蒸汽是由水在锅炉中加热到沸腾后产生的。常压下水的沸腾温度是100℃，随着压力的升高，水的沸腾温度也跟着上升。注蒸汽开采稠油所用的水蒸汽是在一定的压力条件下得到的，其锅炉出口蒸汽压力一般在10～20MPa之间，蒸汽温度为250～300℃。

①蒸汽②蒸汽压力和蒸汽温度

蒸汽压力是指产生水蒸汽时的压力，在此压力下，蒸汽具有的温度称为蒸汽温度。稠油注汽开采中的蒸汽压力和蒸汽温度指的是锅炉出口和井口两种情况下的压力和温度。采油生产中一般指的是井口蒸汽压力和蒸汽温度。98③饱和水、饱和蒸汽及蒸汽干度当水沸腾汽化后，汽化的水分子与回到水中的水分子数相等时达到动态平衡，这种状态称为饱和状态。处于饱和状态的蒸汽和水称为饱和蒸汽和饱和水。饱和蒸汽所占饱和水与饱和蒸汽之和的百分数称为蒸汽干度。④吞吐周期是指从向油层注汽、焖井、开井生产到下一次注汽开始时的一个完整过程叫一个吞吐周期。（2）蒸汽吞吐开采过程蒸汽吞吐工艺包括注汽、焖井和开井生产三个阶段

99蒸汽吞吐示意图1—原油；2—加热带；3—蒸汽凝结带；4—蒸汽带；5—流动原油及蒸汽凝结水；6—套管；7—隔热油管；8—隔热封隔器1001、注汽注气量是指注入油层蒸汽的质量。每米油层注气量在70---90吨。吞吐周期是从向油层注汽、焖井、开井生产到下一次注汽开始是时间。一般第一周期的注汽量在1000—4000吨之间。注汽速度是指单位时间内注入油层的蒸汽量。蒸汽干度是衡量蒸汽含热量的指标，蒸汽干度越高，单位蒸汽量所含热量就越多。2、焖井焖井是指注汽油井停注关井，使蒸汽热能与油层进行热交换的过程。焖井时间不超过6天。3、开井生产（1）热采机理稠油升温最明显的作用是降低了原油黏度，当高温高压的水蒸汽注入油层后，稠油黏度随着温度的升高而迅速下降，这就提高了稠油在油层中的流动能力。另外，由于井筒周围地层本身也吸收了大量的热能量，当低温油流流经这个高温区时，原油黏度会进一步降低，促使油流更快地流入井底。101（2）自喷采油蒸汽吞吐开井生产初期，油井有可能自喷生产。这是由于给油层注入了高温高压蒸汽，在井底附近建立了一个高温高压带，在热能和地层压能的作用下，原油可能能够克服井筒液柱压力等阻力喷到地面。（3）抽油生产大多数热采抽油井仍采用管式泵生产。对于深井、油又稠的井可采用电动潜油泵和螺杆泵生产。三、蒸汽吞吐井生产特征1、一个吞吐周期的产量变化规律（1）初期生产时间一般在1～4个月，主要特点是产量高、下降快、含水高、变化快、生产不稳定、递减快。（2）中后期产量下降平缓、含水相对稳定、产量递减相对缓慢，吞吐效果好的油井这一阶段可以延续半年甚至一年以上，其采出油量占全周期总产量的三分之二以上。1022、不同周期的产量变化规律3、油井含水变化规律4、不同周期的油气比及生产时间变化油汽比它是指生产出的原油量与注入蒸汽量之比。其值越大说明开采效果越好，油汽比会随吞吐周期次数的增加而减小。四、影响吞吐效果的主要因素1、蒸汽注入速度的影响2、蒸汽干度的影响3、注入汽量的影响4、油层有效厚度的影响103蒸汽驱开采稠油蒸汽驱是指在一定注汽方式下，由一井连续注入蒸汽，驱替油流向其周围生产井的开采方式。吞吐开采是驱替介质是蒸汽而蒸汽驱的驱替介质是水。一、注汽方式及注汽流程（1）注汽方式用反五点法和反七点法。（2）注汽流程二、蒸汽驱油原理1）油、汽分布状况①蒸汽带②降粘油富集带③未被加热原油带104（2）蒸汽驱采油机理①降粘作用②蒸汽的蒸馏作用③蒸汽驱动作用④热膨胀作用⑤重力分离作用⑥相对渗透率及毛管压力的变化⑦溶解气驱作用⑧油相混相驱作用⑨乳状液驱替作用105三、蒸汽驱生产过程1、注汽初期阶段2、注汽见效阶段3、蒸汽突破阶段四、注蒸汽驱的工艺技术1、注蒸汽的地面设备是由注蒸汽锅炉和软化水装置两大部分组成。蒸汽锅炉产生的高温高压蒸汽由管道输送到井口。2、井口补偿器（1）由三个活动弯头和两根联结管柱组成。（2）工作原理将井口热胀补偿器用卡箍一端连接在井口生产闸门上。另一端连接在地面注汽管线上。当注汽时，随着温度的升高，套管将受热伸长，井口装置也将抬高。此时带动连接管，围绕活动弯头转动从而起到补偿作用。1063、预应力隔热油管解决两个问题一是减少注入油层的有效热量。二是部分热能传递给套管，使其温度上升，因热应力过大而损坏。4、注汽封隔器注汽封隔器用于密封注汽管柱和套管的环形空间，对防止蒸汽上返，降低井筒热损失，保护套管具有重要作用。107五、其它开采稠油工艺简介在确定泵径及参数配合时，一般是采用大泵径、慢冲数。目的：大泵径的阀座进油口都比较大，可减小稠油进入泵时的阻力，采用慢冲数，可使柱塞移动的速度尽量接近油入泵时的流速，达到提高泵充满系数。1、掺活性水降粘（1）有关基本概念乳化、乳化剂乳化：一种液体在另一种不溶性液体中被分散成细小粒子的现象。由于乳化所形成的液体称为乳状液。乳化剂：两种互不混溶的液体很难形成乳状液，但加入某种表面活性剂后，可使一种液体以细小粒子分散于另一种液体中，即形成乳状液，这种表面活性剂称为乳化剂。108液体的表面张力：作用在分界面上单位长度的收缩力就称为表面张力。稠油乳化的类型：油包水水包油亲水基和亲油基（2）掺活性水降粘原理乳化降粘润湿降阻（3）乳化降粘井的掺水方式地面掺水泵上掺水泵下掺水109高凝油开采技术

一、基本概念高凝油指原油凝固点高、蜡量高，含烷烃、渣油较多，硫和沥青质较低的原油。

一般将凝固点高于40℃，含蜡量大于35％的原油划为高凝油。

原油的凝固点是指在一定条件下原油失去流动性时的最高温度

（一）高凝油的基本特征

含蜡量高是高凝油的主要特征，含蜡量高也就导致凝固点高，

1．大多数高凝油油藏较深，油层温度较高。2．高凝油地层的原始饱和压力低，体积系数、溶解系数、原始油气比相对较小

3．高凝油开采技术难度大，工艺要求高。

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4．开采成本高，管理难度大。

（二）高凝油的化学组成原油的基本部分是烃类，主要是烷烃，还有环烷烃和芳香烃，烷烃又称为石蜡族烃，其化学通式为CnH2n+2，液态油是C5H12～C16H34烷烃，原油中的蜡组分是C16H34以上的烷烃，常温常压下呈固态。一般来说，液态油与固态蜡在碳原子数上并没有严格的界限，C16H34应该理解为一个范围。111第八章注水井的管理技术

第一节水源的选择、水质的要求及处理一、水源的选择（一）选择水源的基本原则1．要考虑水质处理工艺简便，经济合理。2．要满足油田注水设计要求的最大注水量。水源水量的估计可根据注水设计要求的注入量进行大致估算，当采出的污水经处理后回注时，最终所需要的总水量大致为油气藏总孔隙体积的1.5～1.7倍。（二）水源类型1．地面水（淡水）1122．来自河床等冲击层的水（淡水）3．地下水层水源（淡水或咸水）4．海水（咸水）5．地层污水回注二、对水质的要求1．悬浮物固体含量及颗粒直径、腐生菌（TGB）、硫酸盐还原菌（SRB）和滤膜系数（MF）

2．含油量指标3．总含铁量应小于0.5mg/L。因三价铁离子能与油层中的氢氧根离子生成不溶于水的氢氧化铁沉淀，而堵塞地层。1134．溶解氧含量指标5．平均腐蚀率应小于或等于0.067mm/a。6．游离二氧化碳含量应小于或等于1.0mg/L。7．硫化物（指二价硫）应小于或等于10mg/L，pH值为7～8。在清水中不应含硫化物，回注污水中硫化物含量应小于2.0mg/L。三、几种常用的水处理方法（一）注入水处理的工艺流程较完善的水处理流程示意图取水泵房自然沉淀池加药澄清池过滤池杀菌装置脱气装置清水池送水泵房注水站114（二）水处理措施

1．沉淀注入水的水源总是含有一定数量的机械杂质，除去这些杂质的第一道工序就是沉淀。沉淀是让水在沉淀池内有一定的停留时间，使其中的固体颗粒在自身重力的作用下沉淀下来。通常对沉淀池罐的要求是要有足够的沉降时间，以便使悬浮固体凝聚并沉淀下来。一般在池或罐内装有迂回挡板，有利于颗粒的凝聚与沉淀

为加速水中的悬浮物和非溶性化合物的沉淀，一般在沉淀过程中加入絮凝剂。常用的絮凝剂有：硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁和偏铝酸钠。硫酸铝的絮凝机理为：

115

→↓（絮状物）+3

→↓（絮状物）+3（微溶）+6↑

絮状沉淀物能凝聚很细的颗粒而逐渐变大并带着悬浮物一起下沉，使沉淀速度加快。当水的pH＝5～8时，硫酸铝的聚凝效果最好；当pH＝8～9时硫酸亚铁聚凝效果好有时加碱（如石灰），来提高水的pH值，以便加速絮凝。116沉淀池示意图2．过滤过滤是用过滤设备除去水中悬浮物和其他杂质的工艺过程。常用的过滤设备为过滤池或过滤罐，内装石英砂、大理石屑、无烟煤屑及硅藻土等过滤材料和砾石支撑层。水从上向下经过砂层和砾石支撑层，然后从池底出水管流入清水池澄清。

117压力过滤罐结构示意图1－罐体；2－滤料层；3－垫料层；4－集配水管；5－进水管；6－反冲洗排水管；7－排水管；8－反冲洗进水管；9－自动排气阀；10－排气管118一般反冲速度为30～70m/h。过滤后要求水中机械杂质含量小于2mg/L。为了保证注水质量，在注水井井口还可以安装磁过滤器。3．杀菌通过沉淀、过滤虽然将水中大部分的机械杂质已经除去，但水中仍然含有一些菌类。

菌类包括铁细菌、硫酸盐还原菌和腐生菌

常用的杀菌剂有氯、次氯酸盐、新吉尔灭、甲醛等。甲醛既有杀菌又有防腐作用。

4．脱氧地面水和海水由于和空气接触而溶有一定的氧，有时还含有二氧化碳和硫化氢气体。

119脱氧的一般方法有：

（1）化学除氧（2）利用天然气对水的逆流冲刷进行脱氧。

（3）真空脱氧真空脱氧是在脱氧塔中进行的

真空脱氧原理是利用抽空设备将脱氧塔抽成真空，从而把塔内水中的氧气分离出来并抽掉，如图所示，通过喷嘴的高速空气在喷射器内造成低压，使塔内水中的氧分离出来被蒸汽带走。为了使水中的氧易于脱出，塔内装有许多小磁杯。真空脱氧的流程如图所示。120真空脱氧原理图真空脱氧流程图

1—脱氧塔；2—一级喷射器；3—中间冷却罐；4—二级喷射器；5—消音器；6—外输泵；7—脱氧塔；8—脱氧后储池；9—原储水池；10—水封槽121

5．曝晒四、含油污水处理（一）含油污水回注的优点1．污水中含有表面活性物质，可提高洗油能力；2．污水一般矿化度都比较高，对于水敏性油气藏，注污水可以防止粘土膨胀；3．污水回注保护了环境，提高了水的利用率。（二）污水回注应解决下列问题1221．处理后的污水应达到注水水质标准；2．处理后的污水不结垢、不堵塞管线，不腐蚀管线和设备；3．处理后的污水与地层岩石和流体不发生沉淀反应。（三）含油污水处理过程

一般含油污水处理的过程包括沉降、撇油、絮凝、浮选、过滤，加阻垢剂、防腐剂、杀菌剂及其它化学药剂等。具体的工艺和流程各套注水系统有不同之处。目前油田常用的含油污水处理方法是混凝浮升分离法。

123含油污水处理系统1－除油罐；2－单阀过滤罐；3－缓冲水管；4－输水泵；5－注水泵；6－高压注水泵；7－污油罐；8－输油泵；9－污水罐；10－回收水泵；11－混凝剂溶药池；12－加药泵；13－杀菌剂溶药罐；14－加杀菌剂泵124

第二节注水系统流程

一、注水系统的地面流程

注水站配水间水处理站注水井水源水源及水处理前面已经介绍，下面主要介绍注水站、配水间、注水井的流程及设备。（一）注水站1．注水站的工艺流程125图注水站流程示意图1－来水管线；2－储水罐；3－高压离心泵；4－压力表；5－挡板法兰；6－流量计；7－汇管；8－外输管汇126

图8－8A单井配水间到注水井流程1－注水站来水管线；2—注水站来水阀门；3－泵压表；4－分水器；5—水表上流阀门；6－高压水表；7－水表下流控制阀门；8－注入压力表阀门；9－注入压力表；10—油套管连通阀门；11—油压表；12－测试阀门；13－油管闸门；14—套压表；15—套管闸门；16－总闸门161212567893410131415115注水站的工艺流程为：来水进站→汇水管→高压泵→流量计→分水器→输水管路。具体流程如图所示。1272．配水间流程（1）单井配水间到注水井流程单井配水间是用来调节和控制一口井注水量的。

（2）多井配水间到注水井流程多井配水间能调节控制2口以上水井的注水量。

图8—8B多井配水间到各注水井流程示意图1－注水站来水管线；2—注水站来水阀门；3－泵压表；4－分水器；5—水表上流阀门；6－高压水表；7－水表下流控制阀门；8－注入压力表阀门；9－注入压力表；10—油套管连通门；11—油压表；12－测试阀门；13－油管闸门；14—套压表；15—套管闸门；16—总闸门管闸门；16－总闸门。781410131411923651215161283．井口装置图8—9CY250型采油树井口装置示意图1—测试闸门；2—油管闸门；3—卡箍；4—油管四通；5—总闸门；6—上法兰；7—套管四通；8—下法兰；9—左右套管闸门；10—油管挂顶丝129（1）注水井的井口一般都用CY250型采油树。其主要零部件有：套管四通、左右套管闸门、油管四通、总闸门、左右油管闸门（一般将连接注水管线一侧闸门叫注水闸门，另一侧叫洗井闸门）、测试闸门、油压表、套压表及油管挂顶丝、卡箍、钢圈等零部件组成，

（2）注水井井口的作用：能控制和调节井中流体，实现井下工具的起下等。（3）对注水井井口的要求：能正注、能反注、能正洗、能反洗、能测试及各种井下作业。二、注水方法1．正注从油管向井内注水的方法称为正注。正注井打开油套连通闸门（有的井有，有的井没有）、注水闸门和总闸门，关闭两侧套管闸门、测试闸门和洗井闸门。1302．反注从油套管环行空间向井内注水的方法称为反注。反注井打开套管闸门，关闭连通闸门、注水闸门、总闸门、测试闸门、洗井闸门和测套压闸门。

3．合注从油管和油套管环行空间同时向井中注水的方法称为合注。合注井打开连通闸门、注水闸门、套管闸门和总闸门，关闭测试闸门、洗井闸门和测套压闸门。4．笼统注水（混注）

在注水井上不分层段，在相同的井底压力下进行注水的方式称为笼统注水。5．分层注水131在注水井上对不同性质的油层区别对待，应用分层配水管柱，采用不同井底压力进行分层定量注水的注水方式称为分层注水。

第三节注水井的分析及管理一、注水井的投注程序一口注水井从完钻到正常注水（或油井转注），要经历排液、洗井、试注、转注四个过程。（一）排液

1．排液的目的（1）清除井底周围油层内的脏物；（2）排除井底附近一部分原油，造成低压区；（3）采出一部分油量，减少储量损失。也有利于注水井排注水后形成水线。132排液的目的主要是清除井底附近油层内部的堵塞物，使井底周围畅通；对于渗透率较低的地层，地层吸水能力差，启动压力高，不易吸水，因此，排液的目的在于造成一个低压带。我们把地层开始吸水时的井底压力称为地层的启动压力。一般用降压法求得。2．对排液的要求井口排出液体的含砂量应控制在0.2％以内。

（二）洗井1．洗井的目的洗井的目的是将井底的腐蚀物和杂质等污物冲出来，避免注水后将污物挤入地层。2．洗井方式

1332．洗井方式

洗井方式分为正洗和反洗两种。洗井液从油管进入，从油套管环形空间返出的洗井方式称为正洗井；洗井液从油套管环形空间进入，从油管返出的洗井方式称