有杆泵智能控制采油技术
摘要：有杆泵智能控制采油技术针对目前油井处于低效抽采状态以及设备老旧退化，系统效率低下等问题，整合了信息、自动化、智能化技术，建立了动液面回波的识别模型与计算方法以及配套的计算控制软件，对包括油井动液面、示功图在内的运行参数进行实时监测。经现场试验，该技术实现了预期目标，在提高系统效率，延长检泵周期，节约电能等方面都有很好效果，是有杆采油系统优化技术的新发展。
关键词：智能举升液面抽油机
一、前言
目前国内的早期油田，大部分油井都处于开采的中后期，由于不断的开采，油层压力不断下降，老油井、低渗透井出现供液不足等情况，使油井处于低效抽采状态；同时，由于抽吸系统及拖动装置常年运转，设备逐渐老旧退化，系统效率逐渐低下，造成能源浪费、设备损耗、维护费用增加等诸多问题。为此有杆泵智能控制采油技术针对该问题，整合了信息、自动化、智能化技术，建立了动液面回波的识别模型与计算方法以及配套的计算控制软件，对包括油井动液面、示功图在内的运行参数进行实时监测。经？现场试验，该技术实现了预期目标，在提高系统效率，延长检泵周期，节约电能等方面都有很好效果，是有杆采油系统优化技术的新发展。
有杆泵智能控制采油技术是光机电一体化和电子信息及通讯技
术相结合的高性能抽油机采油控制设备，是集电气传动、变频调速、
第四章无杆泵采油
课程提纲 第三节其他无杆泵采油 一、水力射流泵采油 (一) 射流泵结构及工作原理 利用射流原理将注入井内的高压动力液的能量传递给井下产液的无杆水力采油装置。 射流泵特点： 1．射流泵的结构 (1) 喷嘴 (2) 喉管 (3) 扩散管 2．射流泵的工作原理 3．射流泵的优缺点 (二) 射流泵的起下操作 射流泵的起下操作与自由安装式的水力活塞泵相同。 二、螺杆泵采油 螺杆泵采油按驱动方式分为电动潜油螺杆泵和地面驱动井下螺杆泵。 (一) 电动潜油螺杆泵结构与工作原理 (二) 地面驱动螺杆泵结构及工作原理 1．螺杆泵的组成由四部分组成： (1) 电控部分 (2) 地面驱动部分 (3) 井下泵部分：井下泵部分包括定子和转子。
(4) 配套工具部分 2．螺杆泵工作原理 3．螺杆泵采油配套工艺技术 1) 螺杆泵工艺技术 2) 油管柱、抽油杆柱防脱及扶正技术 (1) 油管柱防脱技术 (2) 抽油杆柱防脱技术 ①抽油杆柱脱扣机理 ②抽油杆柱防脱措施。 (3) 油管柱、抽油杆柱扶正技术 ①油管柱扶正技术。 ②抽油杆扶正技术。 3) 解堵工艺技术 4) 故障诊断技术 5）测试技术 (1) 地面工作参数的测试 ①电参数测试。 ②转速测量。 ③载荷扭矩测量。 (2) 流压和静压测试 由于螺杆泵井无下井压力计的通道和测试工艺，目前螺杆泵采油井的井下压力测试只能通过液面法折算流压和静压，具体计算与有杆泵类同。
教案：第三节其他无杆泵采油 一、水力射流泵采油 (一) 射流泵结构及工作原理 水力射流泵 (简称射流泵) 是利用射流原理将注入井内的高压动力液的能量传递给井下产液的无杆水力采油装置。 射流泵特点：井下无运动部件。适用于高温深井、高产井、含砂、含腐蚀性介质、稠油以及高气液比油井具有较强的适应性。 1．射流泵的结构 射流泵是通过地面注入与地层产出的两种流体之间的动量交换实现能量传递来工作的。 射流泵装置简图 (1) 喷嘴 作用相当于射流泵的马达，其流动特性与孔板相似。 (2) 喉管 喉管直径要比喷嘴出口直径大，喷嘴和喉管之间的环形面积是产液进入喉管时的吸入面积。 (3) 扩散管 扩散管是一个将动能转换成压力的能量转换器。 2．射流泵的工作原理 射流泵通过喷嘴将动力液高压势能转变为高速动能；在喉管内，高速动力液与低速产液混合，进行动量交换；通过扩散管将动能转变为静压，使混合物采到地面。 3．射流泵的优点 (1) 没有运动部件，适合于举升含腐蚀和含砂流体； (2) 结构紧凑，适用于倾斜、水平井； (3) 自由投捞作业，维护费用低；
东北石油大学高等教育自学考试 毕业设计（论 文） 专业：石油工程 考号： 姓名： 题目：有杆泵采油分析与系统的设计 指导教师：
2010 年 9 月 19 日 东北石油大学高等教育自学考试 毕业设计（论文）任务书 题目：有杆泵采油分析与系统的设计 专业：石油工程考号：姓名：本题目应达到的基本要求： 主要内容及参考资料：
签发日期：2010 年 6 月 完成期限：2010 年 9 月 指导教师签名：
摘要 有杆泵采油是最广泛最主要的传统机械采油技术。有杆泵采油包括游梁式有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油两种方法。其中游梁式有杆泵采油方法以其结构简单、适应性强和寿命长等特点。世界抽油机技术发展较快，科研人员研究开发了多种新型抽油机，特别无梁式抽油机的出现解决了很多常规机出现的弊端。。 有杆泵采油的系统设计，新投产或转抽的油井，需要合理地选择抽油设备；油井投产后，还必须检验设计效果。当设备的工作状况和油层工作状况发生变化时，还需要对原有的设计进行调整。 进行有杆泵采油井的系统选择设计应遵循的原则是：符合油井及油层的工作条件、充分发挥油层的生产能力、设备利用率较高且有较长的免修期，以及有较高的系统效率和经济效益。 关键词：有杆泵采油；游梁式；新机型；抽油机；系统设计
目录 第1章绪论 (1) 1.1有杆泵采油的现状 (1) 1.2有杆泵采油存在的问题 (1) 第2章有杆泵采油的简介分析 (2) 2.1 有杆泵采油井的系统组成 (2) 2.2 泵的工作原理 (5) 第3章有杆泵采油的泵效影响因素 (6) 3.1 抽油杆和油管弹性伸缩的影响 (6) 3.2 气体和充不满的影响 (8) 3.3 漏失的影响 (9) 3.4 提高泵效的措施 (9) 第4章有杆泵采油系统选择设计 (10) 4.1 井底流压的确定 (11) 4.2沉没度和沉没压力的确定 (11) 4.3下泵深度的确定 (11) 4.4冲程和冲次的确定 (12) 4.5抽油泵的选择 (12) 4.6抽油杆的选择 (13) 4.7抽油机、减速箱、电动机及其它附属设备的选择 (16) 4.8 设计的意义 (16) 第5章结论 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19)
第三章有杆泵采油 第一节抽油装置及泵的工作原理 一、教学目的 了解抽油机的工作原理，对抽油杆有一定的认识，掌握抽油泵的工作原理。 二、教学重点、难点 教学重点： 1、抽油机的工作原理； 2、抽油泵的工作原理。 教学难点： 1、抽油泵上下冲程中载荷变化、凡尔开关等。 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的图形和动画。 四、教学内容 本节主要介绍两个方面的问题： 1.抽油装置. 2.泵的工作原理. （一）抽油装置 采油方法自喷 人工举升气举采油 深井泵采油有杆泵采油 无杆泵采油 有杆泵采油的优点：
a、设备简单 b、结构牢固 c、性能可靠 d、管理经验比较完善 有杆泵采油的不足 a、设备笨重（10型，18T） b、仅适用于浅井、中深井 c、对特殊井（斜井、弯井、海口油井）有困难 d、对砂、蜡、盐、气、稠的适应性差 目前在人工举升中占绝对多数的还是游梁式有杆泵，因此，本章重点介绍游梁式有杆抽油。 通过前面的学习我们知道，任何油井的生产都可分为三个基本流动过程： ①从油层到井底的流动 渗流 向井流 ②从井底到井口的流动 井筒中的流动，涉及到采油方法的问题。 ③从井口到分离器的流动 对于自喷井，可分为四个基本流动过程，即增加原油到达井口后的嘴流。 有杆泵采油典型特点：
地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给井下流体 有杆泵采油分类： (1) 常规有杆泵采油：抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵。 (2) 地面驱动螺杆泵采油：井口驱动头的旋转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。 常规有杆泵采油是目前我国应用最广泛的采油方式，我国机械采油井占总井数的90%以上，其中 有杆泵占机采井的90%以上。全 国产液量的60％、产油量的75% 靠有杆抽油采出。 设抽油机 备抽油杆 组抽油泵 成其它附件 1、抽油机 有杆深井泵采油的主要地 面设备，它将电能转化为机械 能，将旋转运动转化成往复运 动。 包括：游梁式抽油机和无游梁 式抽油机两种。
第四章无杆泵采油 一般将利用抽油杆柱上下往复运动进行驱动的抽油设备统称为有杆抽油设备(井数多规 模大)；凡是不用抽油杆柱传递能量，而是利用电缆或高压液体传递能量的抽油设备统称为无杆抽油设备。利用抽油杆柱旋转运动的井下螺杆泵装置虽然也有抽油杆，但习惯上将其列 入无杆抽油设备。本章主要介绍潜油电泵、螺杆泵、水力射流泵和水力活塞泵抽油装置、采油及工艺设计方法。 第一节潜油电泵采油 潜油电泵(ESP, Electric Submersible Pump)全称电动潜油离心泵，简称电泵或电潜泵， 是将电动机和多级离心泵一起下入油井液面以下的采油设备。主要特点是排液量大、自动化 程度高，目前广泛应用于非自喷高产井、高含水井和海上油田。 一、潜油电泵采油系统 如图4-1所示，潜油电泵采油系统主要由电机、保护器、气液分离器、多级离心泵、电缆、接线盒、控制屏和变压器等部件组成。除了上述基本部件外，还可选用一些附属部件，如单流阀、泄油阀、扶正器、井下压力测量仪表和变速驱动装置等。该系统的工作原理是地 面电源通过变压器、控制屏和电缆将电能输送给井下电机，带动多级离心泵叶轮旋转，将电 能转换为机械能，把井液举升到地面。 小闻电轨 图4-1典型潜油电泵采油系统 1. 潜油电泵系统部件 1) 电机 电机用于驱动离心泵转动。井下电机一般为两极三相鼠笼感应电机，工作原理与地面电 机相同，在60Hz时的转速为3500rpm(r/min)，目前电机的功率范围为 5.5-735kW，根据实 际需要电机可以采用几级串联达到特定的功率。电机内充满电机油，用于润滑和导热，运行
电机产生的热量由电机油通过电机外壳传给井液，井液将热量带走冷却电机，因此电机必须
有杆泵抽油实验报告 篇一：有杆泵采油分析与系统的设计 东北石油大学高等教育自学考试 毕业设计（论文） 专业：石油工程 考号： 姓名： 题目：有杆泵采油分析与系统的设计 指导教师： 2010 年9 月19 日 东北石油大学高等教育自学考试 毕业设计（论文）任务书 题目：有杆泵采油分析与系统的设计专业：石油工程考号：姓名：本题目应达到的基本要求： 主要内容及参考资料： 签发日期：2010 年 6 月
完成期限：2010 年9 月 指导教师签名： 摘要 有杆泵采油是最广泛最主要的传统机械采油技术。有杆泵采油包括游梁式有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油两种方法。其中游梁式有杆泵采油方法以其结构简单、适应性强和寿命长等特点。世界抽油机技术发展较快，科研人员研究开发了多种新型抽油机，特别无梁式抽油机的出现解决了很多常规机出现的弊端。。 有杆泵采油的系统设计，新投产或转抽的油井，需要合理地选择抽油设备；油井投产后，还必须检验设计效果。当设备的工作状况和油层工作状况发生变化时，还需要对原有的设计进行调整。 进行有杆泵采油井的系统选择设计应遵循的原则是：符合油井及油层的工作条件、充分发挥油层的生产能力、设备利用率较高且有较长的免修期，以及
有较高的系统效率和经济效益。 关键词：有杆泵采油；游梁式；新机型；抽油机；系统设计 目录 第1章绪论............................................................... (1) 有杆泵采油的现状............................................................... . (1) 有杆泵采油存在的问题............................................................... . (1) 第2章有杆泵采油的简介分析............................................................... . (2) 有杆泵采油井的系统组成............................................................... .. (2) 泵的工作原理............................................................... . (5)
有杆泵抽油系统软件设计 技术手册及操作手册 一、技术手册 根据5873.1-93、5873.2-93标准和油井产能预测及生产或试油情况，结合有杆泵工艺技术水平和实践经验，进行有杆泵抽油系统设计。 （一）下泵深度计算 根据5873.1-93标准推荐方法计算有杆抽油泵下泵深度： （1） （2） )1(w o w w l f f -+=ρρρ （3） 式中：—下泵深度，m ； H —油层中部深度，m ； —流压，； —井液初期含水率，f ； ρl —井液密度，3 ρw —水密度， 3 ，一般取1.0 ρ o —地面原油密度， 3 γl —井液重度， 3；（γρl ×9800） —生产油气比，m 33； —饱和压力，；—泵挂深处压力，； —标准状况压力，取101×103； t —泵挂深处井温，℃； β—要求的泵充满程度，无因次小数，取0.4~0.6。 以上公式中，油气比对下泵深度影响较大。 参考计算结果，结合油田实际生产情况，可对泵深进行适当调整，使其更能满足实际生产需要。 （二）有杆泵抽汲参数优选 根据《采油工程手册》推荐方法对抽油参数进行优选。为减轻抽油杆柱的疲劳，减少弹性变形影响和冲程损失，原则上按抽油机最大冲程来初选冲程。用加速度因子（C ）计算初选冲数（n ），冲数由下 l s wf p p p H L γ--=293 /)273)(1()1/1(293 /)273)(1(t f p R p t f p p R p w sc tp b w b sc tp s +-+-+-=β
式计算： （4） 在选择冲程和冲数时一般要保证C< 0.225。根据“长冲程、低冲次、合理泵挂、较高泵效”的原则，结合油田试采生产情况或生产实践经验，优选抽汲参数。 常规情况下以最大冲程、中等冲次为原则，对稠油或较深泵挂井，应以最大冲程、较低冲次计算得出。 最大冲程常用的为4.8、3.2、2.7、2.1，要结合抽油机类型定。 （三）初期泵径计算及泵型选择 根据5873.1-93标准推荐方法由下式计算泵径： （5） 式中：D —泵径，m ； —初期日产油量，； S —冲程，m ； n —冲数，1； ρl —井液密度，3 —初期含水率，f ， η—泵效，无因次小数，一般取0.6～0.7。 根据油藏工程部署和产能预测，根据公式（5）结果确定泵径。泵径要与下泵深度结合考虑。表1给出各种常用泵在实际应用中的最大下泵深度（主要考虑冲程损失及杆强度）。 表1 常用泵在实际应用中的最大下泵深度统计表 （四）抽油杆柱设计 抽油杆柱设计按各级抽油杆顶部最大应力相等原则设计。根据5873.1-93和5873.2-93标准，结合油田有杆泵采油实践经验： 按抽油杆大小一般来说：二级抽油杆的组合为25、22；22、19；19、16三种，三级抽油杆组合为25、22、19；22、19、16两种组合。 按泵的大小一般来说：φ56（57）及以下泵的抽油杆选择三级组合杆，φ70及以上泵选择二级组合。 视泵下深度及抽油杆顶部应力大小最后确定抽油杆组合。 l o Sn fw q D ηρ)1(02974 .0-=1790 ?= s c n
. 第三章有杆泵采油 第一节抽油装置及泵的工作原理 一、教学目的 了解抽油机的工作原理，对抽油杆有一定的认识，掌握抽油泵的工作原理。 二、教学重点、难点 教学重点： 1、抽油机的工作原理； 2、抽油泵的工作原理。 教学难点： 1、抽油泵上下冲程中载荷变化、凡尔开关等。 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的图形和动画。 四、教学内容 本节主要介绍两个方面的问题： 1.抽油装置 . 2.泵的工作原理 . （一）抽油装置 采油方法自喷 人工举升气举采油 深井泵采油有杆泵采油 无杆泵采油 有杆泵采油的优点：
. a、设备简单 b、结构牢固 c、性能可靠 d、管理经验比较完善 有杆泵采油的不足 a、设备笨重（ 10 型， 18T） b、仅适用于浅井、中深井 c、对特殊井（斜井、弯井、海口油井）有困难 d、对砂、蜡、盐、气、稠的适应性差 目前在人工举升中占绝对多数的还是游梁式有杆泵，因此，本章重点介绍游梁式有杆抽油。 通过前面的学习我们知道，任何油井的生产都可分为三个基本流动过程： ①从油层到井底的流动 渗流 向井流 ②从井底到井口的流动 井筒中的流动，涉及到采油方法的问题。 ③从井口到分离器的流动 对于自喷井，可分为四个基本流动过程，即增加原油到达井口后的嘴流。 有杆泵采油典型特点：
地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给井下流体 有杆泵采油分类： (1)常规有杆泵采油：抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵。 (2)地面驱动螺杆泵采油：井口驱动头的旋转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。 常规有杆泵采油是目前我国应用最广泛的采油方式，我国机械采油井占总井数的 90%以上，其 中有杆泵占机采井的 90%以上。 全国产液量的 60％、产油量的 75%靠有杆抽油采出。 设抽油机 备抽油杆 组抽油泵 成其它附件 1、抽油机 有杆深井泵采油的主要地 面设备，它将电能转化为机械 能，将旋转运动转化成往复运 动。 包括：游梁式抽油机和无游梁 式抽油机两种。