第七章

檢泵作業石油工程教研室檢泵的原因及分類7.1從地層中開采石油的方法可以分為兩大類：一類是利用地層本身的能量來舉升原油，稱為自噴采油法；另一類是由于地層本身能量不足，必須人為地用機械設備給井內液體補充能量，才能將原油舉升到地面，稱為人工舉升采油法或機械采油法。目前全球油井生產中，超過90％的油井采用機械采油的方法進行生產，機械采油根據采油泵結構不同分為有桿泵采油和無桿泵采油。其中，有桿泵一般指利用抽油桿上下往復運動驅動的柱塞式抽油泵。有桿泵采油具有結構簡單、適應性強和壽命長的特點，是目前國內外應用最廣泛的機械采油方式。無桿泵包括水力活塞泵、水力射流泵和電動潛油泵。抽油泵，無論是有桿泵還是無桿泵，在井下工作過程中，受到磨損及砂、蠟、氣、水等的腐蝕侵害，會使泵的部件受到損害，甚至發生漏失或蠟卡、抽油桿斷脫等故障，使油井減產甚至停止生產。因此，必須及時檢修、更換泵及其配套裝置處理故障，以維護抽油井的正常生產，稱為檢換泵，簡稱檢泵。抽油泵及其配套工具由于受各種不利因素（如砂、水、氣的侵害等）造成井生產效率下降或停產，或者由于生產條件的變化調整生產參數，把這種消除故障或者調整生產參數而進行的作業稱為檢泵。導致抽油井檢泵的原因很多，具體來說，造成油井檢泵的原因主要分為以下幾個方面：(1）油管結蠟檢泵。按照抽油井結蠟規律，生產一段時間后就進行檢泵，以防止發生蠟卡，一般情況下油井結蠟規律的變化不大，所以油井結蠟檢泵周期是比較穩定的。(2）由于泵漏，使油井產量下降或達不到正常產量要求時，為了提高泵效，防止漏失而進行檢泵。(3）當油井動液面、產量發生突然變化時，為了查明原因，采取恰當措施，需要進行探沖砂與沖砂等工作而進行檢泵。(4）當抽油泵工作失靈，游動閥或固定閥被砂蠟或其他臟物卡住，影響泵正常工作，就必須進行檢泵。(5）當井下抽油桿發生拉斷或脫扣，要進行檢泵處理。(6）為了提高泵的產液量或改變泵的直徑，需要進行換泵。(7）為了改變油井工作制度，需要加深或上提泵掛深度、改變泵徑等，需要進行檢泵。(8）當發生了井下落物事故或套管出現了故障等，需要上大修作業時，要進行檢泵。總之，促使檢泵的原因很多，有時是由于某項原因造成檢泵，有時是幾種原因同時發生而迫使檢泵。一、檢泵的原因按照檢泵原因和目的的不同，油井檢泵分為計劃檢泵和躺井檢泵兩類。所謂計劃檢泵，指按預定時間或生產到一定限度進行檢泵和加深泵、換泵。計劃檢泵的井，可以根據抽油井的生產規律條件摸索出的檢泵時間，也稱檢泵周期，即兩次檢泵中間這段時間。影響檢泵周期的原因很多，如產量、油層壓力、溫度、出氣、出水情況、原油性質、腐蝕程度、出砂結蠟、結鹽、結垢情況、油井管理制度，以及前次檢泵質量，都直接影響下次檢泵的長短。不同的油田，不同的油井，檢泵周期不同。所謂躺井檢泵，也稱無計劃檢泵，是在抽油機正常生產過程中或者未到計劃檢泵日期由于井下泵的部件突然發生故障或油井由于某種原因突然變化造成停產，而被迫進行檢泵。躺井檢泵具有突發性。二、檢泵的分類抽油機有桿泵檢泵7.2組合式泵筒泵整體式泵筒泵桿式泵管式泵定筒式泵動筒式泵電動潛油離心泵電動潛油螺桿泵水力活塞泵水力射流泵水力渦流泵液動螺桿泵常規（抽油機）地面驅動螺桿泵水力泵有桿泵無桿泵電泵抽油泵一、抽油機采油裝置組成抽油機抽油桿抽油泵其它附件設備組成三抽設備一、抽油機采油裝置組成（一）抽油機抽油機作為三抽設備的主要設備之一，是有桿泵采油的地面動力設備。抽油機按傳動方式分為機械式傳動抽油機和液壓式傳動抽油機兩類；按結構分為游梁式抽油機和無游梁式抽油機兩類。游梁式抽油機按結構的不同分為常規型抽油機、前置型抽油機、異形抽油機。游梁式抽油機最主要的特點就是有一個能繞支架軸承上下擺動的游梁，是目前石油礦物普遍使用并占主導地位的抽油機。游梁式抽油機的基本特點是結構簡單，制造容易，維修力便，特別是可以長期在油田全天候運轉，使用可靠。因此，雖然存在驢頭懸點運動的加速度牧大，平衡效果較差、效率較低，在長沖程時體積較大和笨重等缺點，但仍然是目前應用最廣泛的抽油機。下面以游梁式抽油機為例進行介紹。常規型游梁式抽油機異型游梁式抽油機旋轉驢頭游梁式抽油機調徑變矩游梁式抽油機鏈條式抽油機皮帶式抽油機鏈傳式抽油機直線往復式抽油機天輪式抽油機一、抽油機采油裝置組成（一）抽油機1.結構游梁式抽油機有許多類型，但大都是在常規游梁式抽油機的基礎上加以改進的，所以組以基本相同或類似，主要包括動力設備、減速裝置、曲柄一游梁一連桿機構和輔助裝置四部分。(1）動力設備：抽油機的動力機是抽油機系統的動力裝置。目前石油礦場使用的抽油機動力設備主要是電動機和內燃機（柴油機、天然氣發動機）兩種，其中應用最多的是電動機，以三相異步封剛式鼠籠型電動機為主。(2）減速裝置：包括減速箱和大、小皮帶輪。（底船、減速器筒座、減速器、曲柄、配重塊、剎車等部件）結構原理：減速裝置減速包括皮帶減速和減速箱減速。皮帶減速是由轉速與皮帶輪的必徑比決定的，轉速與皮帶輪的直徑比成反比，即皮帶輪直徑比越大，轉速越低；反之，則相反。減速箱減速采用的是三軸兩級減速。輸入軸一端裝有大皮帶輪，另一端裝有剎車輪，輸出軸兩端裝有曲柄，輸入軸裝有兩個小齒輪，帶動中間軸上的兩個大齒輪，轉速變低。同時中間軸上的大齒輪轉速與小齒輪相同，這兩個小齒輪又帶動輸出軸上的兩個大齒輪，轉速進一步降低，并帶動曲柄做低速轉動。減速裝置的作用是將電動機的高速旋轉運動變成曲柄的低速旋轉運動。一、抽油機采油裝置組成（一）抽油機1.結構游梁式抽油機有許多類型，但大都是在常規游梁式抽油機的基礎上加以改進的，所以組以基本相同或類似，主要包括動力設備、減速裝置、曲柄一游梁一連桿機構和輔助裝置四部分。(1）動力設備：(2）減速裝置：(3）游梁﹣連桿﹣曲柄機構：又稱四連桿機構，是以游梁支點和曲柄軸中心的連線作固定桿，以曲柄連桿和游梁后臂為三個活動桿所構成的平面四連桿機構。其作用是將曲柄的低速旋轉運動變為抽油桿的上下往復直線運動。包括驢頭、游梁、橫梁、尾梁、連桿、平衡板(復合平衡抽油機)。(4）輔助設備：作用是將抽油機連接成一體，實現抽油機的協調運轉。包括中央軸承座、工作梯、護圈、操作臺、支架等。一、抽油機采油裝置組成（一）抽油機1.結構2.抽油機主要部件的作用（1）驢頭：將游梁前端的往復圓弧運動變為抽油桿柱的垂直直線往復運動，同時可保證抽街時光桿始終對準井口中心承擔井下各種載荷的作用。（2）游梁：裝在支架軸承上，前端安裝驢頭承受井下載荷，后端連接橫梁、連桿、曲柄。游梁繞支架軸承上下擺動來傳遞動力。（3）曲柄連桿機構：是將電動機的旋轉運動轉變成驢頭的上下往復運動。（4）減速箱：是將電動機的高速轉動，通過三軸二級減速轉變成曲柄軸的低速轉動，同時支撐支撐平衡塊。（5）平衡塊：是幫助電動機做功，減小電動機上下行程的載荷差。（6）懸繩器和毛辮子：是連接光桿和驢頭的柔性連接件，并且與驢頭的弧面保持相切的方向，還可安裝動力儀測示功圖用。（7）電動機：是抽油機運轉的動力來源，它將電能轉變為機械能。一般采用感應式三相在流電動機。（8）剎車裝置：有外抱式和內脹式兩種，是靠剎車片與車輪穀接觸時發生摩擦而起到制動作用，所以也稱制動器。/video/BV17f4y1h73i/

抽油機及抽油泵工作原理3.工作原理抽油機由電動機供給動力，經減速裝置將電動機的高速旋轉運動變為曲柄的低速旋轉運動，并由曲柄—連桿—游梁機構，將旋轉運動變為抽油桿的上下往復運動，帶動深井泵工作，抽油出井。一、抽油機采油裝置組成（二）抽油泵抽油泵是有桿泵機械采油的關鍵井下設備，抽油泵是油井生產的主要井下設備之一。抽油泵按結構可分為管式泵和桿式泵（視頻7-1和視頻7-2)。1．管式泵管式泵又稱油管泵，由工作筒、活塞、固定閥、游動閥四部分組成，如圖7-2(a）所示。與桿式泵相比具有結構簡單、成本低、排量大、檢泵工作量大等特點，適用于供液能力強，產量較高的淺、中深油井。2．桿式泵桿式泵由內外兩個工作筒、活塞、固定閥、游動閥組成，如圖7-2(b）所示。外筒上裝有錐體座及卡簧。內筒上端有圓錐體，下端有固定閥。桿式泵具有檢泵方便、結構復雜、造價高、排量小的特點，適用于液面較低，產量小的油井。目前，由于桿式泵結構復雜、造價高且不能滿足大排量提液的需求，故應用較少。管式泵實物圖特點管式泵桿式泵常規有桿泵工作原理（泵的抽汲過程）①上沖程

抽油桿柱帶著柱塞向上運動，活塞上的游動凡爾受管內液柱壓力而關閉。此時，泵內(柱塞下面的)壓力降低，固定凡爾在環形空間液柱壓力(沉沒壓力)與泵內壓力之差的作用下被打開。如果油管內已充滿液體，在井口將排出相當于柱塞沖程長度的一段液體。上沖程是泵內吸入液體、井口排出液體的過程。②下沖程

抽油桿柱帶著柱塞向下運動，固定凡爾一開始就關閉，泵內壓力增高到大于柱塞以上液柱壓力時，游動凡爾被頂開，柱塞下部的液體通過游動凡爾進入柱塞上部，使泵排出液體。由于有相當于沖程長度的一段光桿從井外進入油管，將排擠出相當于這段光桿體積的液體。下沖程是泵向油管內排液的過程。抽油泵的工作原理固定凡爾打開吸液入泵上沖程游動凡爾關閉固定凡爾關閉下沖程排液出泵游動凡爾打開抽油泵的工作過程抽油泵的工作過程是由三個環節組成的柱塞上行在泵筒中讓出容積井中液體進入泵筒內柱塞下行從泵內排出液體抽油泵的理論排量V讓柱塞上行在泵筒中讓出的容積V進井中的液體進入到泵筒中V排柱塞下行時從泵筒內排出的液體體積V讓柱塞上行在泵筒中讓出的容積V讓V進V進V排井中的液體進入到泵筒中柱塞下行從泵內排出液體游梁式抽油機抽油泵采油過程一、抽油機采油裝置組成（三）抽油桿抽油桿是將抽油機的動力和運動傳遞給抽油泵進行抽吸的部件，可分為光桿、抽油桿、加重桿，其中抽油桿的結構如圖7-3所示。1．光桿光桿是抽油桿上部一根特殊的抽油桿，主要用于連接驢頭毛辮子與井下抽油桿，由井口密封盒密封，并將地面往復動力傳遞給井下抽油桿。2．抽油桿抽油桿是兩端加粗并車制螺紋的實心或空心桿，用于連接光桿與抽油泵，并將地面動力傳遞給抽油泵。抽油桿按材質分為鋼制抽油桿、增強塑料抽油桿、玻璃纖維抽油桿；按結構分為實心軸桿、空心抽油桿；按強度分為普通抽油桿和超高強度抽油桿。1-外螺紋接頭；2-卸荷槽；3-推承面臺肩；4-扳手方徑；5-凸緣；6-圓弧過渡區（三）抽油桿抽油桿是將抽油機的動力和運動傳遞給抽油泵進行抽吸的部件，可分為光桿、抽油桿、加重桿，其中抽油桿的結構如圖7-3所示。1．光桿光桿是抽油桿上部一根特殊的抽油桿，主要用于連接驢頭毛辮子與井下抽油桿，由井口密封盒密封，并將地面往復動力傳遞給井下抽油桿。2．抽油桿抽油桿是兩端加粗并車制螺紋的實心或空心桿，用于連接光桿與抽油泵，并將地面動力傳遞給抽油泵。抽油桿按材質分為鋼制抽油桿、增強塑料抽油桿、玻璃纖維抽油桿；按結構分為實心軸桿、空心抽油桿；按強度分為普通抽油桿和超高強度抽油桿。一、抽油機采油裝置組成（四）配套工具1．泄油器泄油器是針對國內絕大多數管式泵的固定閥不可撈，為了在油井作業施工時將泵管柱內液體泄至井內，改善井口操作條件，減少井場污染，同時提高井內液面，在一定程度上避免井噴的一種器具。目前，國內泄油器種類繁多，按操作方式分類，分為液壓式和機械式兩大類。1）液壓式泄油器液壓式泄油器屬于一次性開啟類型，使用時一旦誤操作，就必須起出管柱，而且憋壓值隨機性很大，不易掌握。目前液壓式泄油器分為爆破式和憋壓式兩種。(1）爆破式泄油器。在泄油器上安裝一個金屬爆破片，當內外壓差達到極限強度時，爆破片爆破，將油管內液體泄入井內。(2）憋壓式泄油器。在泄油器外殼裝一個用定位銷釘固定的密封套，油管內憋壓時形成泄油器內外壓差，此壓差作用在兩個“0”形圈環形面積上的力剪斷銷釘，泄油器即打開泄油。2）機械式泄油器目前各油田都在研制抽油桿控制的泄油器，但都屬于滑套式，其基本結構有三種：一是卡黃式；二是鎖球式；三是凸輪式。卡簧式應用較多，而鎖球式和凸輪式因時間長了容易失靈，目前使用不多。一、抽油機采油裝置組成（四）配套工具1．泄油器2．油管錨

隨著石油工業的發展，一些埋藏深、低滲透的油田不斷投入開發。有桿泵采油的舉升高度不斷加大，油管柱和抽油桿越來越長，受力狀況日趨復雜。用油管錨將油管下端固定，則可以消除油管變形，減少沖程損失。

目前現場使用的油管錨基本分為機械式油管錨和液力式油管錨兩大類。機械式油管錨按錨定方式分為張力式、壓縮式和旋轉式三種，液力式油管錨按錨定方式分為壓差式和憋壓式兩種。3．抽油桿脫接器

抽油桿脫接器是一種用在抽油泵直徑大于泵上油管直徑的油井上，使抽油桿與柱塞在井下脫開和連接的工具。一般都是利用卡簧爪、卡子或鎖爪和鎖緊滑套等機構將抽油桿與柱塞實現脫接。常用的有ZTJ型自鎖式脫接器、雙卡脫接器、爪式脫接器和TJQ—川型脫接器。原理：脫接器組裝好后接在活塞拉桿上，隨泵和油管下入井內。外接頭是由上接頭、銷釘、脫接器接頭、連桿組成，裝好后接在下井的第一根抽油桿下端，在井下連桿外接頭進入卡簧，就將活塞抓住，活塞與抽油桿連接為一整體。起抽油桿時，壓帽上行至泄油器遇阻，打開泄油器但壓帽不能通過泄油器，此時將銷釘剪斷，上接頭隨抽油桿起出，其余部件留在滑桿上隨泵起出。抽油中允許碰泵。一、抽油機采油裝置組成（五）抽油機有桿泵管柱結構及組配的原則1．管柱結構2．組配原則

(1）組配管柱。

(2）對管柱的要求。

(3）管柱調配的原則。二、抽油機有桿泵型號及表示方法標記示例：公稱直徑為70mm，泵筒長度為4.5m，厚壁整筒泵，金屬柱塞長1.2m，有一節0.6m長的加長短節的管式泵標記如下：CYB70TH4.5-1.2-0.6三、抽油泵檢泵施工（一）施工準備1．資料準備(1）完井數據：完鉆日期、井深、人工井底、套管規格（包括外徑、壁厚、下深度）、油套補距；射孔井段、層位及射孔槍型；砂巖厚度、有效厚度、飽和壓力和原始壓力。(2）油井生產參數：包括靜壓、流壓；產液量、產油量、氣油比、含水率；油嘴、油壓及套壓。2．井場勘查井場勘查包括井位、井場、電源、采油樹、地面管路流程、電纜走向、進井場道路、工農關系。3．設備及工具、用料用液準備(1）設備準備：提升設備包括井架、天車、游動滑華、通井機或修井機；循環設備包括循環池、灌液池、水龍頭、水龍帶等；井控設備包括與地層壓力相匹配的防噴器、防噴管線、壓井管線等。(2）工具、用料用液準備：工具包括沖砂筆尖、刮削器、通井規等；用料包括符合設計要求的油管、抽油桿、抽油泵；用液包括體積為井筒容積1.5~2倍的修井液，其密度、黏度應符合設計要求。三、抽油泵檢泵施工（一）施工準備（二）抽油泵井檢泵施工工序及技術要求檢泵作業施工工序主要包括搬上、洗（壓）井、起抽油桿、起原井管柱、探沖砂、通井、套管刮削、下完井管柱、下抽油桿、試抽交井。1．搬上與甲方履行交接井手續，全套設備搬上就位，驗收合格后方可開工。技術要求：立井架、穿大繩、校井架、拆卸井口、吊轉驢頭等按技術標準進行操作。三、抽油泵檢泵施工2．洗（壓）井將活塞提出泵筒，連接好施工管線，管線試壓為最高工作壓力的1.5倍，不刺不漏，用修井液反循環洗井1.5~2周，至進出口密度差小于0.2%。技術要求：(1）根據油井壓力、結蠟情況決定是否進行洗（壓）井，洗（壓）井時要防止洗井液對地層的污染。(2）在光桿上卡好方卡子，將活塞提出泵筒。(3）洗井用液量不低于井筒容積的1.5~2倍，對于稠油井及含蠟量高的井水溫不低于60℃。3．起抽油桿試提光桿無卡阻，起出抽油桿，帶出活塞。技術要求：(1）抽油桿橋要求使用4根油管搭成，起出的抽油桿在桿橋上每10根1組排放整齊，抽油桿懸空端長度不得大于1.0m，抽油桿距地面高度不得小于0.5m。(2）上提抽油桿柱遇阻時，不能盲目硬拔，應查清原因制定措施后再進行處理。三、抽油泵檢泵施工4．起原井管柱拆井口，安裝防噴器，試壓合格。試提懸掛器無卡阻，起出井內油管帶出泵及相關工具。技術要求：(1）防噴器試壓應符合標準要求。(2）油管橋至少使用3根油管搭成，起出的油管在管橋上每10根1組排放整齊，油管懸空端長度不得大于1.5m，油管距地面高度不得小于0.3m。5．探沖砂管柱組合應符合設計要求，如自下而上為：筆尖＋油管，實探砂面無砂起出，有砂則沖妙至人工井底或設計深度。技術要求：（1）當油管或下井工具下至距油層上界30m時，下放速度應小于或等于5m/min，以懸重下降10~20kN時為遇砂面，連探三次平均深度為砂面深度（2）沖砂時排量不小于500L/min，沖到位后應充分洗井至出口含砂量小于0.2％，停泵上提管柱至原砂面以上30m，沉砂4h后復探砂面，連探3次，誤差小于0.5m為合格。三、抽油泵檢泵施工6．通井管柱組合應符合設計要求，如自下而上為：通井規＋安全接頭＋油管，通井至人工井底或設計深度。技術要求：(1）通井時要平穩操作，下管柱速度控制為10~20m/min，下到距離設計位置或人工井底100m時下放速度不得超過5~10m/min。當通到人工井底懸重下降10~20kN時，重復兩次，測得人工井底深度誤差小于0.5m。(2）通井至人工井底上提管柱2m，用修井液充分洗井至出口機械雜質含量小于0.2%。7．套管刮削管柱組合應符合設計要求，如自下而上為：套管刮削器＋安全接頭＋油管，刮削至人工井底或設計深度。技術要求：(1）下管柱要平穩，要控制下放速度小于或等于30m/min，下到距設計要求刮削井段以上50m時，下放管柱的速度控制為小于或等于10m/min。在設計刮削井段以上2m開泵循環，循環正常后，反復多次刮削，直到管柱下放時懸重正常為止。(2）刮削至人工井底，用修井液充分洗井至出口機械雜質含量小于0.2%。三、抽油泵檢泵施工8．下完井管柱管柱組合應符合設計要求，如自下而上為：絲堵＋尾管＋篩管＋尾管＋泵＋泄油器＋油管＋懸掛器。技術要求：(1）下井油管、工具均應檢測合格，精確丈量確保下入深度與設計一致。(2）下井油管螺紋必須清洗干凈后涂密封脂，并按規定扭矩上緊。9．下抽油桿管柱組合應符合設計要求，如自下而上為：活塞＋抽油桿＋光桿。技術要求：(1）抽油桿需按相應力矩上緊。(2）活塞坐進泵筒后，光桿伸入頂絲法蘭以下長度不小于防沖距與最大沖程長度之和，光桿在防噴盒平面以上長度應在1.2~1.5m之間。10．試抽交井試抽合格后與甲方履行交接井手續交井。技術要求：試抽憋壓3MPa，穩壓15min，壓降小于0.3MPa為合格，憋壓不合格者應查找原因。地面驅動螺桿泵檢泵7.3

螺桿泵作為一種機械采油設備，具有其他抽油設備所不能替代的優越性，它主要適用于稠油、含砂、高含氣井的開采，具有體積小、安裝方便、無污染、能耗低等易于推廣的重要特征。什么是螺桿泵？

螺桿泵又叫漸進式容積泵，由定子和轉子組成，兩者的螺旋狀過盈配合形成連續密封的腔體，通過轉子的旋轉運動實現對介質的傳輸。一、螺桿泵結構

螺桿泵采油系統在按驅動類型可分為地面驅動和井下驅動兩大類。

根據傳動形式不同，可分為皮帶傳動和直接傳動兩種型式。

(1)皮帶傳動電動機（柴油機或液壓馬達）、皮帶傳動輪、減速器等均置于地面采油井口裝置上面。當驅動裝置工作時，帶動抽油桿和轉子旋轉，將油舉升到地面。

(2)直接傳動將電動機通過行星減速器與抽油桿光桿直接連接，驅動抽油桿旋轉。

（一）螺桿泵系統組成

由地面驅動部分、井下部分、電控部分、配套工具及其它井下管柱等五部分組成。①

地面驅動部分：包括減速箱、皮帶傳動、電機、盤根盒、支撐架、方卡子等。②井下泵部分，主要由抽油桿、接頭、轉子、導向頭和油管、接箍、定子、尾管等組成。為了防止油管、定子脫扣，在尾管下部應安裝油管錨定裝置。③電控部分：包括電控箱、電纜等。配套工具部分：包括防脫工具、防蠟器、泵與套管錨定裝置、卸油閥、單向閥、封隔器等。④常規及簡易井口裝置、正扣及反扣油管、實心及空心抽油桿、抽油桿扶正器、光桿扶正器等，另外，采油樹、抽油桿、光桿等均為常規標準成品。

地面驅動部分（機頭）把動力傳遞給井下轉子實現抽油，包括減速箱、皮帶、傳動、防爆電動機、密封裝置、支架、方卡子。1、地面驅動部分（1）減速箱減速箱由兩個垂直嚙合的傘形齒輪組成，一個裝在大皮帶輪上，一個裝在驅動軸上。主要作用是傳遞動力實現一級減速，它將電動機的動力由輸入軸傳遞到輸出軸，輸出軸連接光桿，由光桿通過抽油桿將動力傳遞到井下螺桿泵轉子。（2）電動機電動機是螺桿泵井的動力源，它將電能轉化為機械能。一般用防爆型三相異步電動機。(3)密封盒:主要作用是密封井口,防止井液流出。

（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將減速箱輸出軸與光桿連接起來，起懸掛抽油桿和承受扭矩的作用。2、井下螺桿泵部分，主要由抽油桿、接頭、轉子、導向頭和油管、接箍、定子、尾管等組成。為了防止油管、定子脫扣，在尾管下部應安裝油管錨定裝置。3、電控部分：包括電控箱、電纜等。4、配套工具部分：包括防脫工具、防蠟器、泵與套管錨定裝置、卸油閥、單向閥、封隔器等。5、其他井下管柱其他井下管柱包括常規及簡易井口裝置、專用井口、內螺紋及外螺紋油管、實心及空心抽油桿抽油桿扶正器、油管扶正器、抽油桿防倒轉裝置、油管防脫裝置、防抽空裝置等。(1)專用井口:簡化了采油樹，使用維修保養方便，同時增加了井口強度，減少了地面驅動裝置的振動，起到保護光桿和更換密封盒時密封井口的作用。(2)特殊光桿:強度大，防斷裂，光潔度高，有利于井口密封。(3)抽油桿扶正器:避免或減緩抽油桿與油管的磨損。(4)油管扶正器:減小油管柱振動和磨損。(5)抽油桿防倒轉裝置:防止抽油桿倒扣。(6)油管防脫裝置:防止油管脫落。(7)防抽空裝置:安裝井口流量式或壓力式抽空保護裝置可有效避免因地層供液能力不足造成的螺桿泵損壞。

6、地面驅動螺桿泵的工作原理

工作原理是：地面驅動螺桿泵采油系統由電動機提供動力，通過皮帶、皮帶輪的減速，帶動輸人軸轉動，通過角齒與盆齒的嚙合，變成輸出軸的旋轉運動，再通過光桿卡箍使光桿轉動，從而帶動抽油桿、轉子旋轉。轉子與定子配合,形成一-系列互相獨立的封閉空腔，工作過程中,轉子轉動,形成的空腔攜帶液體從吸人端運動到排出端,空腔的連續運動就在排出口形成連續的液流,達到抽汲液體的目的。地面驅動螺桿泵的工作原理

第三節螺桿泵井作業二、螺桿泵采油系統的特點一主要特點（1）節省一次投資。（2）地面裝置結構簡單，安裝方便。（3）泵效高、節能、管理費用低。（4）適應粘度范圍廣，可以舉升稠油。螺桿泵適合于粘度為8000mPa·s（50℃），以下的各種含原油流體。（5）適應高含砂井。（6）適應高含氣井。（7）適應于海上油田叢式井組和水平井，螺桿泵可下在斜直井段。（8）允許井口有較高回壓。（9）當發動機或電動機停轉時，有更大的可能恢復工作。

局限性第三節螺桿泵井作業二、螺桿泵采油系統的特點（1）定子最容易損壞，若定子壽命短，則檢泵次數多，每次檢泵，必須起下管柱，增加了檢泵費用。（2）泵需要流體潤滑，如果泵只靠極低粘度的液體潤滑而工作，則泵過熱將會引起定子彈性體老化，甚至燒毀。（3）定子的橡膠不適合在注蒸汽井應用。（4）雖然它操作簡單，若操作人員不經適當操作訓練，操作不正確，也會造成泵損壞。（5）它與有桿泵比較，總壓頭較小。目前大多數現場應用是在井深1000m左右的井。

施工準備三、螺桿泵檢泵施工1.資料準備(1)完共數據;完鉆日期井深、人工井底，套管規格(包括外徑，壁厚、下深度、油、套補距;射孔井段，層位及射孔槍型；砂巖厚度,有效厚度,飽和壓力和原始壓力。(2)油井生產參數:包括靜壓、流壓;產液量產油量、氣油比、含水率:油嘴油壓及套壓2.井場勘查井場勘查包括井位,井場,電源,采油樹,地面管路流程,電纜走向,進井場道路、工農關系。3.設備及工具、用料用液準備(1)設備準備:提升設備包括井架，天車，游動滑車，通井機或修井機；循環設備包括循環池，灌液池，水龍頭、水龍帶等;井控設備包括與地層壓力相匹配的防噴器、防噴管線、壓井管線等(2)工具、用料用液準備:工具包括沖砂筆尖、刮削器、通井規等;用料用液準備:符合設計要求的油管、抽油桿螺桿泵，體積為井簡容積1.5~2倍的修井液，其密度、黏度應符合設計要求。三、螺桿泵檢泵施工

檢泵作業施工工序主要包括搬上、洗(壓)井、起抽油桿起原井管柱，探沖砂、通井、套管刮削、下完井管柱、下抽油桿、試運轉交井。1.搬上與甲方履行交接井手續，全套設備搬上就位，驗收合格后方可開工。技術要求:立井架，穿大繩，校井架、拆卸井口等按技術標準進行操作。2.洗(壓)井連接好施工管線，管線試壓為最高工作壓力的1.5倍，不剩不漏，用修井波反循環洗井1.5-2周，至進出口密度差小于0.2%。技術要求:(1)根據油井壓力，結蠟情況決定是否進行洗(壓)井時要防止洗井液對地層的污染。(2)洗井用液量不低于井簡容積的1.5-2倍。3.起抽油桿起出抽油桿，帶出轉子。技術要求:(1)抽油桿橋要求使用4根油管搭成，起出的抽油桿在桿橋上每10根|組排放整齊，抽油桿懸空端長度不得大于1.0m，抽油桿距地面高度不得小于0.5m。(2)檢查抽油桿及轉子磨損，腐蝕情況，進行描述,做好記錄。4起原井管柱拆井口,安裝防噴器，試壓合格。起出井內油管帶出泵及相關工具。技術要求:(1)防噴器試壓應符合標準要求。(2)油管橋至少使用3根油管搭成，起出的油管在管橋上每10根1組排放整齊，油管縣空端長度不得大于1.5m，油管距地面高度不得小于0.3m。5.探沖砂管柱組合應符合設計要求，如自下而上為:筆尖+油管,實探砂面無砂起出，有砂則沖砂至人工井底或設計深度。技術要求:(1)當油管或下井工具下至距油層上界30m時，下放速度應小于或等于5m/min，以懸重下降10~20kN時為遇砂面，連探3次平均深度為砂面深度。(2)沖砂時排量不小于500L/min,沖到位后應充分洗井至出口含砂量小于0.2%,停泵上提管柱至原砂面以上30m，沉砂4h后復探砂面，連探3次，誤差小于0.5m為合格。6.通井管柱組合應符合設計要求，如自下而上為:通井規+安全接頭+油管，通井至人工井底或設計深度。技術要求:(1)通井時要平穩操作，下管柱速度控制為10~20m/min,下到距離設計位置或人工井底100m時下放速度不得超過5~10m/min。當通到人工井底懸重下降10~20kN時,重復兩次，測得人工井底深度誤差小于0.5m。(2)通井至人工井底提管柱2m，用修井液充分洗井至出口機械雜質含量小于0.2%。7.套管刮削管柱組合應符合設計要求，如自下而上為:套管刮削器+安全接頭+油管，刮削至人工井底或設計深度。技術要求:(1)下管柱要平穩，要控制下放速度小于或等于30m/min,下到距設計要求刮削井段以上50m時，下放管柱的速度控制為小于或等于10m/min。在設計刮削并段以上2m開泵循環，循環正常后，反復多次刮削，直到管柱下放時懸重正常為止。(2)刮削至人工井底，用修井液充分洗井至出口機械雜質含量小于0.2%。8.下完井管柱管柱組合應符合設計要求，如自下而上為:絲堵+篩管+油管防脫器+定位銷+螺桿泵+油管+扶正器+懸掛器。技術要求:(1)如坐支撐卡瓦時，上提管柱80mm左右，緩慢下放油管，坐卡位置(油管頭上平面與套管法蘭平面距離)控制在10-20mm如果坐封尺寸不合適，可反復幾次，直至達到要求。用鋼絲繩壓下油管掛，上緊頂絲。(2)如錨定工具是用水力釋放時,連接好油管掛，上提管柱至設計要求高度，連接好打壓釋放管線，打壓至錨定工具設計壓力，坐封后,用鋼絲繩壓下油管掛，上緊頂絲。1(3)下井油管、工具均應檢測合格,精確文量確保下人深度與設計-致。(4)下井油管螺紋必須清洗干凈后涂密封脂，并按規定扭矩上緊。9.下抽油桿管柱組合應符合設計要求，如自下而上為:轉子.抽油桿+光桿。技術要求:(1)轉子涂黃油后連接在第一根完整的抽油桿上，下放抽油桿，當轉子進人定子時，從地面看到抽油桿轉動，

當轉子碰到定子限位銷時，指重表指針隨之慢慢下降，

這時上提抽油桿,裝井口裝置。再慢慢下放抽油桿，當轉子兩次碰到定位銷時，按要求上提防沖距，使轉子和限位銷有一定距離。(2)抽油桿需按相應力矩上緊。(3)在轉子碰到限位銷后,不得轉動抽油桿，以防扭壞抽油桿或泵。10.試運轉交井試運轉合格后與甲方履行交接井手續交井。技術要求:(1)安轉專用井口,加齒輪油、密封填料，調節電動機正反轉,確保光桿為順時針轉動。(2)啟動設備,井口返液正常,井口憋壓5MPa，穩壓15min，壓降小于0.3MPa為合格。電潛泵檢泵7.4

第四節潛油電泵檢泵作業

潛油電泵全稱電動潛油離心泵，簡稱電泵，在非自噴高產井或高含水井的舉升技術中起重要的作用。一、潛油電泵系統組成及設備裝置

包括變壓器、控制柜、接線盒和特殊井口裝置等。中間部分主要有油管和電纜。主要有多級離心泵、油氣分離器、潛油電機和保護器。上述三部分的核心是離心泵、油氣分離器、潛油電機、保護器、潛油電纜、變壓器和控制柜七大部件。1）地面部分2）中間部分3）井下部分潛油泵的工作原理

潛油多級離心泵和普通的地面離心泵相比較，在結構上具有以下特點:(1)直徑小,級數多，長度大，主要滿足壓頭高的要求。例如雷達550m/d泵，揚程(壓頭)1000m的多級離心泵有五節394級，總長度為18.63m。(2)軸向卸載，徑向扶正，主要是消除軸向力而引起的泵軸彎或偏擺及葉輪振動等。(3)泵吸人口裝有特殊裝置，如油氣、油砂分離器。為了防止井液中的氣體進人多級離心泵，在泵的吸人口處裝有油氣分離器，以提高泵效。(4)泵出口上部裝有單流閥和泄油閥。單流閥用來保證電動潛油泵在空載情況下能夠順利啟動;停泵時可以防止油管內液體倒流而導致電動潛油泵反轉。泄油閥在修井作業起泵時，剪斷其閥芯，使油管與套管連通便于作業。1．潛油電泵將電動機和泵一起下人油井內液面以下進行抽油的并下舉升設備。電潛泵是井下工作的多級離心泵,同油管-起下人井內，地面電源通過變壓器、控制屏和潛油電纜將電能輸送給井下潛油電動機，使電動機帶動多級離心泵旋轉,將電能轉換為機械能，把油井中的井液舉升到地面。在油田生產中，特別是在高含水期，大部分原由是靠電潛泵生產出來的。潛油泵的工作原理

一、潛油電泵系統組成及設備裝置把自由氣體分離出來，以防止和減少氣體進泵，保護潛油泵具有良好的工作特性，使多級離心泵能夠正常工作。常用的分離器有兩種：沉降式分離器和旋轉（離心）式分離器。一、潛油電泵系統組成及設備裝置2油氣分離器3潛油電纜

潛油電纜作為從地面向井下機組傳輸電力的介質，從外形上看,可分為圓電纜和扁電纜兩種,主要由導體(三芯獨根銅線或三芯多股銅絞線)絕緣層、護套層，并用鋼帶鎧裝而組成，其中扁電纜分為大扁電纜和小扁電纜兩種。保護器是利用井液與電機油密度間的差異，以防止井液進入電機造成短路而燒毀電機的裝置。（1）保護器通過連接外殼和傳動軸，把泵和電機連接起來。（2）保護器裝有止推軸承，以吸收泵軸的軸向推力。（3）隔離井液與電機油，同時使井筒—電機的壓力保護平衡。（4）允許電機運行時溫度升高所造成的電機油熱膨脹以及停機后電機油的收縮。一、潛油電泵系統組成及設備裝置4．保護器其作用是將電網電壓（6kV）轉為潛油電機所需電壓及照明、清蠟和控制系統電壓。一、潛油電泵系統組成及設備裝置6變壓器（1）為防止短路燒壞電機，提供短路速斷保護。（2）欠載時實際排量將小于設計排量，電機將因工作時產生的熱量不能全部散發而燒壞，控制柜為此提供欠載保護。（3）過載時電機超負荷運轉容易燒壞，因此控制柜還提供過載保護。（4）潛油電泵不允許反轉。（5）控制柜還設有延時再啟動裝置。7控制屏控制屏是對潛油電泵機組的啟動、停機以及在運行中實行一系列控制的專用設備。電動潛油泵井井下機組保護

（1）地面保護。（2）井下保護。

1.地面保護(1)電源電路保護有電壓、相序、短路延時保護等。(2)載荷整流值保護，有過載、欠載電流保護。2.井下保護有單流閥、扶正器、潛油電動機保護器等。電動潛油泵井井下機組的地面保護都集中在控制屏上，所以要對機組運行電流的過載、欠載保護值的設定。電動潛油泵適用范圍電動潛油泵適用于油層溫度低供液充足、不出砂、不結垢、氣量少、原油物性好的井。油井含氣量大，會降低泵效,嚴重時會造成氣鎖排不出液體，損壞泵的葉輪和導輪。為了減少氣體影響，可在吸人口處安裝油氣分離器，并保證在一定的沉沒度下生產。

原油黏度大，會降低泵的揚程，減少泵的排量，使泵效降低。

施工準備三、潛油電泵檢泵施工技術要求1.資料準備(1)完共數據;完鉆日期井深、人工井底，套管規格(包括外徑，壁厚、下深度、油、套補距;射孔井段，層位及射孔槍型；砂巖厚度,有效厚度,飽和壓力和原始壓力。(2)油井生產參數:包括靜壓、流壓;產液量產油量、氣油比、含水率:油嘴油壓及套壓2.井場勘查井場勘查包括井位,井場,電源,采油樹,地面管路流程,電纜走向,進井場道路、工農關系。3.設備及工具、用料用液準備(1)設備準備:提升設備包括井架，天車，游動滑車，通井機或修井機；循環設備包括循環池，灌液池，水龍頭、水龍帶等;井控設備包括與地層壓力相匹配的防噴器、防噴管線、壓井管線等(2)工具、用料用液準備:工具包括沖砂筆尖、刮削器、通井規等;用料用液準備:符合設計要求的油管、抽油桿螺桿泵，體積為井簡容積1.5~2倍的修井液，其密度、黏度應符合設計要求。(3)電潛泵井專用設備及工具:潛油電泵機組、電纜滾簡支架、電纜卡子、電纜保護裝置、電動機吊卡(帶吊鏈)、泵吊卡(帶吊鏈)、拉緊鉗、鎖緊鉗、注油泵、小吊鉤、導向滑輪井口支座、電纜卡子剪刀等。二、檢泵作業施工工序及技術要求

檢泵作業施工工序主要包括搬上、洗(壓)井、起抽油桿起原井管柱，探沖砂、通井、套管刮削、下完井管柱、下抽油桿、試運轉交井。1.搬上與甲方履行交接井手續，全套設備搬上就位，驗收合格后方可開工。技術要求:立井架，穿大繩，校井架、拆卸井口等按技術標準進行操作。2.洗(壓)井連接好施工管線，管線試壓為最高工作壓力的1.5倍，不剩不漏，用修井波反循環洗井1.5-2周，至進出口密度差小于0.2%。技術要求:(1)根據油井壓力，結蠟情況決定是否進行洗(壓)井時要防止洗井液對地層的污染。(2)洗井用液量不低于井簡容積的1.5-2倍。3、起原井管柱拆井口,安裝防噴器，試壓合格。起出井內油管帶出電泵機組及相關工具。技術要求:(1)防噴器試壓應符合標準要求。(2)油管橋至少使用3根油管搭成，起出的油管在管橋上每10根1組排放整齊，油管縣空端長度不得大于1.5m，油管距地面高度不得小于0.3m。(3)往電纜滾筒上纏電纜時，應用橡皮錘排電纜;纏完電纜應將電纜頭牢固地綁扎在滾筒上。

(4)拆卸電纜頭時應保證井液水、雜質不進人電動機引線頭和電纜頭內:在電纜和電動機分開后，應分別測量電動機和電纜的絕緣電阻直流電阻;測量完畢應及時給電纜頭和電動機引線口帶上護蓋。4.探沖砂管柱組合應符合設計要求，如自下而上為:筆尖+油管,實探砂面無砂起出，有砂則沖砂至人工井底或設計深度。技術要求:(1)當油管或下井工具下至距油層上界30m時，下放速度應小于或等于5m/min，以懸重下降10~20kN時為遇砂面，連探3次平均深度為砂面深度。(2)沖砂時排量不小于500L/min,沖到位后應充分洗井至出口含砂量小于0.2%,停泵上提管柱至原砂面以上30m，沉砂4h后復探砂面，連探3次，誤差小于0.5m為合格。5.通井管柱組合應符合設計要求，如自下而上為:通井規+安全接頭+油管，通井至人工井底或設計深度。技術要求:(1)通井時要平穩操作，下管柱速度控制為10~20m/min,下到距離設計位置或人工井底100m時下放速度不得超過5~10m/min。當通到人工井底懸重下降10~20kN時,重復兩次，測得人工井底深度誤差小于0.5m。(2)通井至人工井底提管柱2m，用修井液充分洗井至出口機械雜質含量小于0.2%。6.套管刮削管柱組合應符合設計要求，如自下而上為:套管刮削器+安全接頭+油管，刮削至人工井底或設計深度。技術要求:(1)下管柱要平穩，要控制下放速度小于或等于30m/min,下到距設計要求刮削井段以上50m時，下放管柱的速度控制為小于或等于10m/min。在設計刮削并段以上2m開泵循環，循環正常后，反復多次刮削，直到管柱下放時懸重正常為止。(2)刮削至人工井底，用修井液充分洗井至出口機械雜質含量小于0.2%。7.下完井管柱管柱組合應符合設計要求，如自下而上為:電泵機組(潛油電動機+保護器+分離器+潛電泵)+油管+單向閥+油管+泄油閥+油管+電泵專用懸掛器。技術要求:(1)下井的機組各部件、油管和下井工具必須保持清潔。(2)電纜下井過程中，作業機起車、停車和運行操作必須平穩;必須有專人管理電纜滾筒。(3)下井油管、工具均應檢測合格,精確丈量確保下入深度與設計-致。(4)下井油管螺紋必須清洗干凈后涂密封脂，并按規定扭矩上緊。(5)潛油電泵井必須使用單流閥和泄油閥。8.試運轉交井試運轉合格后與甲方履行交接井手續交井。(1)對單向閥以上油管試壓10MPa，穩壓30min,壓降小于0.5MPa為合格。(2)安裝井口時必須有專人指揮,不得碰、擠電纜。四通錐面、法蘭鋼圈槽懸掛器錐面必須擦凈并涂黃油。坐好井口后，井口保證不刺不漏。(3)電泵井口流程必須按雙翼生產方式設計和安裝。水力活塞泵檢泵7.51）水力活塞泵是一種液壓傳動的無桿抽油設備，（2）動力液由地面動力泵加壓后經油管或專用動力液管傳至井下，通過滑閥控制機構，改變供給液馬達的流體流向來驅動液馬達做上下往復運動，從而帶動抽油泵抽油。（3）水力活塞泵對高氣油比、出砂、高凝油、含蠟、稠油、深井、斜井及水平井具有較強的適應性。主要缺點：(1)機組結構復雜，加工精度要求高；(2)地面流程大，投資高(規模效益)；一、水力活塞泵裝置的組成和分類

主要由三部分組成：地面部分、井下部分和連接地面井下的中間部分。地面部分由地面動力液罐、三缸高壓泵、控制管匯、井口控制閥和井下泵組成，起著供給和處理動力液的作用。

井下部分是該系統的核心部件，由沉沒泵、泵筒、固定閥三個部分組成，起著抽油的主要作用；中間部分包括將動力液從地面部分送到井下機組的中心油管，以及將抽取的原油和工作過的廢動力液一起排出地面的專門通道。如圖所示。典型水力活塞泵采油系統

開式水力活塞泵采油系統高壓泵機組高壓控制管匯

計量裝置井下器具管柱結構動力液處理裝置地面流程油井裝置液馬達抽油泵滑閥控制機構水力活塞泵井下機組地面設備小，主要用于海洋和城市目前應用較少開采稠油時加熱動力液可稀釋地層流體三、水力活塞泵采油系統類型（3）按動力液流動方向分類，正循環和反循環系統

固定式泵:如果將泵連接到動力液油管上并同油管一起下放到井中。

自由式泵:如果將泵放置到動力液油管內，并且該泵可以自如地循環到井底，而再返回到地面。

區別:自由式泵的尺寸受動力液油管尺寸限制。固定式泵，只要與套管內徑配合得當，任何尺寸的固定式泵都能與油管尺寸相匹配。

兩種泵即可以是閉式，也可以是開式系統。

閉式動力液系統:地面及井下動力液始終在密閉導管中，不與采出液相混；

開式動力液系統:動力液與采出液相混，而作為混合動力液返回到地面。油管安置

水力活塞泵的結構

井下水力活塞泵由液馬達和泵通過空心活塞桿相連組成，液馬達和泵可以有一個或多個。

(1)液馬達：將動力液的壓能轉換為機械能帶動泵工作。(2)泵：將液馬達傳遞給它的機械能轉換成液體的壓能，用來提高油層產出液的壓能。(3)主控滑閥：控制液馬達和泵柱塞做往復運動的換向控制機構。水力活塞泵采油原理地面動力液經井口裝置從油管進入井下，帶動井下水力活塞泵中的液馬達做上下往復運動，進而帶動抽油泵抽油;并使動力液與井液一起從油套環空排出井口。水力活塞泵特點1.水力活塞泵優點(1)并下泵泵效高，總效率達40%~60%。(2)揚程高，泵掛深度和產量的適應范圍比較大，在直徑139.7mm套管內使用，可達30-500m3/d。(3)液力起、下泵方便，檢換聚時可不上作業機，節約作業費用。(4)適用于斜井、彎曲井。(5)適用于單并或多井。(6)動力液可添加破乳劑，降黏劑等，并可系統加熱，方便實現高黏高凝油伴熱開采。(7)便于進行自動化管理。(8)井口裝置簡單,適用于海上:平臺和叢式井以及地理環境惡劣地區。(9)排量大,并可實現無級調速(日常控制方式)一井口控制動力液排量和調節動力液壓力。2.水力活塞泵缺點(1)油套環空不能向其他正常機采井那樣進行測試(動液面、流壓靜壓等)。(2)產液量、含水生產數據誤差大一一一產液量是間接計算的(井實際產量=混合液-動力液)，化驗含水影響更大。(3)水力泵抽油的換向機構在井下，檢修時必須起出。(4)水力泵抽油的地面設備較為復雜。(5)動力液若用黏度較高的原油時，由于泵壓高，動力損失增大。為了降低動力損失，用清水作動力液，在水中需加入少量特種潤滑劑、防腐劑，這樣增加了噸油成本。(6)采用開式動力液循環方式，當油田到高含水期開采時，會增加地面油、水處理量。水力活塞泵選井原則與條件水力活塞泵主要應用于出砂量少的井，井液含砂一般應低于0.02%，最大雜質粒徑小于15微米,原油黏1000mPa.8以內(地面溫度50C時)。這類井動力液可采用本井原油，經加熱后使其黏度降低，一般規律為溫升10C，黏度降低40%~50%。水力泵對抽汲高凝油、稠油的井須安裝加熱器。某些井采出的原油，經加熱降黏，能達到動力液指標要求的可回用，有些井的原油經加熱仍達不到動力液指標，則需要另找動力液來源。

施工準備三、水力活塞泵檢泵施工技術要求1.資料準備(1)完共數據;完鉆日期井深、人工井底，套管規格(包括外徑，壁厚、下深度、油、套補距;射孔井段，層位及射孔槍型；砂巖厚度,有效厚度,飽和壓力和原始壓力。(2)油井生產參數:包括靜壓、流壓;產液量產油量、氣油比、含水率:油嘴油壓及套壓2.井場勘查井場勘查包括井位,井場,電源,采油樹,地面管路流程,電纜走向,進井場道路、工農關系。3.設備及工具、用料用液準備(1)設備準備:提升設備包括井架，天車，游動滑車，通井機或修井機；循環設備包括循環池，灌液池，水龍