抽油泵和抽油杆.ppt

1.抽油泵的结构和类型
1.1抽油泵的基本结构
抽油泵实际上相当于单缸单作用柱塞泵的水力部分，主要由泵筒、柱塞和泵阀组成，典型的抽油泵结构如下图所示。1.2抽油泵的基本类型
抽油泵的基本类型可分为两类：管式泵和杆式泵。二者的主要区别在于泵筒的固定方式不同。
管式泵（如下图a所示）的泵筒通过接箍固定在油管串的最下部，随油管一起下入井内；杆式泵（如下图b、c所示）的特点是整个泵作成一体，接在抽油杆柱下端，随抽油杆一起下入井内，然后用固定装置固定在油管中。杆式泵有两种基本结构：定筒式（图b）和动筒式（图c）。定筒式泵工作时泵筒固定，柱塞作上下往复运动，泵筒在油管内一般用卡簧和支承环固定。动筒式泵工作时泵筒作上下往复运动，而柱塞则固定在油管下端的锥座上。(b)(c)(a)管式泵与杆式泵相比，结构简单，且由于泵的外廓尺寸不受油管内径限制，柱塞直径可以作得较大，因此排量较大；但修井作业时只有将抽油杆和油管一起起到地面，才能将整个油泵起出。杆式泵检泵很方便，只要起出抽油杆即可将泵一起取出，节省起下作业时间，减少油管螺纹的磨损，但结构复杂，制造成本高，柱塞直径小，排量低。因此，一般在深井、低产井常用杆式泵，浅井、高产井往往采用管式泵。
1.3抽油泵的基本参数
表征抽油泵技术性能的参数主要为（SY-5059-91）
⑴泵径：指抽油泵柱塞的公称直径，mm。
⑵柱塞长度：指泵柱塞的名义长度，m。⑶泵筒长度：泵筒上下接箍之间的长度，m。
⑷加长短节长度：泵筒上下所配加长短节的长度，m。
2．抽油泵的排量
抽油泵实际上是一个单缸单作用立式柱塞泵，其理论排量为：
QT=1440FSn
地面实际得到的液体排量与理论排量有较大的差别，这主要是由四个因素引起的，这四个因素为：抽油杆柱和油管串在载荷作用下的弹性变形使柱塞的有效冲程Ｓp小于悬点冲程Ｓ；柱塞与泵筒之间存在漏失（软柱塞除外）及泵阀的滞后引起的漏失；自由气的影响；液体降温后的收缩。这些影响因素通常用泵效表示。实际抽油泵排量为
Ｑ=ηB·QT
3．抽油泵的泵效
抽油泵实际排量小于理论排量，二者的比值实际上是泵的排量系数，在采油工程中通称为泵效。抽油泵的泵效主要受四个因素的影响，可表示为：
ηB=ηsηcηqηV
其中ηs是冲程损失的影响；ηq表示漏失的影响；ηc是气体的影响；ηV为液体降温收缩的影响。第4节抽油杆1.2几种新型抽油杆
1.2.1玻璃纤维抽油杆
玻璃纤维抽油杆是由玻璃纤维杆体和两端带外螺纹及扳手方的钢接头组合而成。钢接头是利用特殊的粘接工艺与杆体连接在一起的。
玻璃纤维抽油杆的特点是：重量轻，其密度不到钢材密度的1/3，可以大大降低抽油机的悬点载荷，减少能量的消耗；弹性模量小，比钢材小接近一倍，合理选择冲次可使抽油泵柱塞超冲程工作，提高有效冲程长度，增加产量；抗腐蚀性能好，使用寿命长，但玻璃纤维抽油杆不能承受压缩载荷，只能用作油井上部杆柱，并且不适宜大斜度井和井眼急剧变化的井段。另外，使用温度不能超过163℃。1.2.2空心抽油杆
空心抽油杆是以钢管为本体，利用摩擦焊接技术将带外螺纹和内螺纹的接头分别连接在两端，不须用接箍连接，与杆上的内外螺纹连接成管柱。
这种抽油杆除与普通抽油杆一样可作为传动件外，还可以从管的内通径向井下注入破乳剂、稀释剂、防腐剂、热油等，以降低原油粘度，控制油井结蜡，特别适应于稠油井和结蜡井的开采。空心抽油杆与无管泵配套使用，使原油从其内孔流到井口，既起抽油杆作用，又起油管作用。由于空心抽油杆抗扭能力比普通抽油杆强，适用于驱动井下螺杆泵。1.2.3连续抽油杆
这种抽油杆用连续的圆钢制成，没有接箍，卷绕在一个大滚筒上。
连续抽油杆的主要优点是：没有接箍，大大降低了抽油杆柱的失效率，因为抽油杆柱失效的65％～80％是由于螺纹连接失效造成的；可减小对油管的磨损；可降低抽油杆的工作应力，这是由于没有接箍和头部镦粗部分，一般情况比相应的普通抽油杆柱减轻8%～10%的重量；可减轻修井作业的劳动强度，提高作业效率；由于没有接箍，减少了井液在油管内的流动阻力。
连续抽油杆存在的主要问题是：由于装连续抽油杆的大滚筒直径太大，运输时有一定的困难；制造质量要求高，成本较高。2.抽油杆柱的失效
抽油杆柱在工作时作上下往复运动，是一个复杂的振动系统，其工作条件相当恶劣。抽油杆柱失效是有杆抽油系统主要失效形式之一。抽油杆柱失效的原因主要有以下几个方面：
2.1腐蚀疲劳破坏
抽油杆柱在往复运动中，周期性地承受和卸掉井液液柱的重量加上杆柱本身的重量，使其受到不对称的循环载荷。上部杆柱在拉—拉应力循环下工作，下部杆柱处于拉—压应力循环之下。在循环应力作用下，抽油杆柱易产生疲劳裂纹，裂纹的不断扩展最终导致杆体断裂。
绝大多数油井的井液都含有NaCl，ＣO2成H2S等腐蚀介质。处于脉动应力作用下的抽油