井筒举升设计及实例分析讲课材料

《井筒举升设计及实例分析讲课材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《井筒举升设计及实例分析讲课材料（108页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 Er=25%35%45%55%第一部分第一部分第一部分第一部分第一部分第一部分 冀东油田采油工艺研究院主要的举升方式：主要的举升方式：气举、有杆泵、螺杆泵、电潜泵、水力活气举、有杆泵、螺杆泵、电潜泵、水力活塞泵、射流泵等。塞泵、射流泵等。国内外举升工艺状况国内外举升工艺状况冀东油田采油工艺研究院国内外人工举升方式的适应性及目前达到的水平国内外人工举升方式的适应性及目前达到的水平对比对比项目项目条件条件有杆泵有杆泵电动潜油泵电动潜油泵水力活塞泵水力活塞泵气举气举螺杆泵螺杆泵射流泵射流泵排量排量m m3 3/d/d正常范围正常范围1-2001-20030-70030-70030-60030-60

2、030-318030-318016-20016-20010-50010-500最大值最大值50050014001400124512457950795050050015901590泵深泵深m m正常范围正常范围300030002000200035003500300030001500150020002000最大值最大值442044203500350054865486365836582400240035003500井下井下状况状况小井眼小井眼磨损严重磨损严重不适宜不适宜适宜适宜适宜适宜适宜适宜适宜适宜分层措施分层措施一般一般不适宜不适宜一般一般一般一般不宜不宜一般一般斜井斜井一般一般适宜适宜适宜适宜

3、很适宜很适宜一般一般适宜适宜地面地面环境环境海上、市区海上、市区不适宜不适宜适宜适宜适宜适宜很适宜很适宜一般一般适宜适宜气候恶劣地区气候恶劣地区一般一般适宜适宜适宜适宜很适宜很适宜一般一般适宜适宜操作操作问题问题高气油比高气油比较好较好一般一般一般一般很适宜很适宜较好较好一般一般重油重油较好较好不适宜不适宜适宜适宜一般一般适宜适宜适宜适宜出砂出砂较好较好不适宜不适宜一般一般很适宜很适宜适宜适宜一般一般高凝油高凝油适宜适宜适宜适宜很适宜很适宜很适宜很适宜适宜适宜很适宜很适宜腐蚀腐蚀适宜适宜适宜适宜一般一般一般一般适宜适宜一般一般结垢结垢适宜适宜不适宜不适宜一般一般一般一般适宜适宜一般一般维修维修

4、管理管理检泵检泵难度较大难度较大难度大难度大容易容易容易容易难度较大难度较大容易容易平均免修期平均免修期二年二年一年半一年半半年半年三年三年一年一年半年半年自动控制自动控制适宜适宜适宜适宜适宜适宜一般一般一般一般适宜适宜生产测试生产测试一般一般不适宜不适宜不适宜不适宜很适宜很适宜不适宜不适宜不适宜不适宜灵活性灵活性适宜适宜适宜适宜适宜适宜很适宜很适宜一般一般适宜适宜冀东油田采油工艺研究院气举气举 优点：优点：对大斜度井、出砂井、对大斜度井、出砂井、气液比高和含腐蚀成分的油井具有气液比高和含腐蚀成分的油井具有良好的适应性，可作为自喷生产的良好的适应性，可作为自喷生产的能量补充方法，单井投资成本和

5、举能量补充方法，单井投资成本和举升成本低，改变生产条件灵活，在升成本低，改变生产条件灵活，在气源充足的条件下可优先采用该方气源充足的条件下可优先采用该方法。井口和井下设备比较简单，管法。井口和井下设备比较简单，管理方便，占地面积最小，适用于海理方便，占地面积最小，适用于海上平台。上平台。缺点：缺点：天然气含水时会产生水化天然气含水时会产生水化物，形成堵塞，影响系统运行；由物，形成堵塞，影响系统运行；由于套管承受气举高压，油井要求按于套管承受气举高压，油井要求按气井完井；不适应单井装置和大井气井完井；不适应单井装置和大井距的油井。距的油井。高压注入气高压注入气产 气产 气气举阀气举阀十字架十字架

6、封隔器封隔器冀东油田采油工艺研究院 缺点：缺点：对于出砂、对于出砂、高气油比、结蜡和腐高气油比、结蜡和腐蚀的油井有一定的不蚀的油井有一定的不适应性，整个系统的适应性，整个系统的薄弱环节是抽油杆。薄弱环节是抽油杆。有杆泵采油方式（简称有杆泵）有杆泵采油方式（简称有杆泵）优点：优点：技术成熟，工艺配套，设备装置耐用，故障率低。技术成熟，工艺配套，设备装置耐用，故障率低。其抽深和排量又能覆范围广。其抽深和排量又能覆范围广。国内油田约占人工举升井数的国内油田约占人工举升井数的90以上，几年来工艺配套以上，几年来工艺配套和技术进步很快，深井泵泵径已形成和技术进步很快，深井泵泵径已形成32-110mm系列

7、，特种泵系列，特种泵已初步配套；已初步配套；地面动力带动驱动杆地面动力带动驱动杆柱旋转，转子也随之柱旋转，转子也随之一起转动，井液从螺一起转动，井液从螺杆泵下部吸入，通过杆泵下部吸入，通过一个又一个密封腔室一个又一个密封腔室从吸入端推挤到排出从吸入端推挤到排出端，压力不断升高，端，压力不断升高，将液体举升到地面将液体举升到地面 冀东油田采油工艺研究院地面驱动螺杆泵采油方式地面驱动螺杆泵采油方式 排量均匀，连续排油，对地层没有扰动性排量均匀，连续排油，对地层没有扰动性结构简单，运动部件少，水力损失小、故结构简单，运动部件少，水力损失小、故障率低、泵效高障率低、泵效高自吸能力较强自吸能力较强（1

8、1）管柱断脱、橡胶膨胀问题）管柱断脱、橡胶膨胀问题（2 2）井斜易造成杆管磨损及脱井斜易造成杆管磨损及脱扣、断杆等现象。扣、断杆等现象。冀东油田采油工艺研究院 优点：优点：举升扬程高，排量范围广，对于降低油井动举升扬程高，排量范围广，对于降低油井动液面，放大生产压差、强化高、中渗透地层、解放低液面，放大生产压差、强化高、中渗透地层、解放低渗地层、提高采油速度等十分有效。管理简便，泵效渗地层、提高采油速度等十分有效。管理简便，泵效相对较高。相对较高。缺点缺点：一次资金投入（：一次资金投入（5050多万元多万元/套）和运行费套）和运行费用（耗电用（耗电1.5-81.5-8万元万元/月）较高。举升高

9、度受电机功率、月）较高。举升高度受电机功率、套管尺寸、井身轨迹等限制。不适合高气油比的油井，套管尺寸、井身轨迹等限制。不适合高气油比的油井，举升效率降低。举升效率降低。潜油电泵采油方式潜油电泵采油方式冀东油田采油工艺研究院水力活塞泵采油方式水力活塞泵采油方式水力喷射泵水力活塞泵缺点：以原油为动力液时，动力液要求高，地面缺点：以原油为动力液时，动力液要求高，地面动力液处理系统相对复杂，高压动力液的安全性动力液处理系统相对复杂，高压动力液的安全性较差，检泵频率高，初期投入大，设计复杂，效较差，检泵频率高，初期投入大，设计复杂，效率低，管理成本高。率低，管理成本高。水力活塞泵优点：抽深可达水力活塞泵

10、优点：抽深可达54865486米，排量可达米，排量可达600600方方/日。浅层抽日。浅层抽油时最高可达油时最高可达12451245方方/日，耐温性好，在大排量生产时提液成本相对日，耐温性好，在大排量生产时提液成本相对较低，对结蜡、稠油、高温、斜井等井况具有良好的适应性。动力液较低，对结蜡、稠油、高温、斜井等井况具有良好的适应性。动力液系统、生产参数及井下泵选择合理将大大提高使用寿命，井下泵可采系统、生产参数及井下泵选择合理将大大提高使用寿命，井下泵可采用液力循环方式检泵，施工简单，作业成本低。用液力循环方式检泵，施工简单，作业成本低。水力喷射泵水力活塞泵冀东油田采油工艺研究院 水力射流泵优点

11、：水力射流泵优点：没有紧密装配的运动件，能经受井液的磨损和腐蚀，没有紧密装配的运动件，能经受井液的磨损和腐蚀，适应范围广，目前抽深可达适应范围广，目前抽深可达35003500米，排量可达米，排量可达15901590方方/日，是唯一能满日，是唯一能满足深抽大排量的采油方式。井下泵可采用液力起下方式检泵，施工简单，足深抽大排量的采油方式。井下泵可采用液力起下方式检泵，施工简单，作业成本低，作业成本低，水力射流泵采油方式水力射流泵采油方式缺点：缺点：泵效低，产率小，地面设备投资高，运行、泵效低，产率小，地面设备投资高，运行、维护费用高，现场操作熟练程度及接受程度低，管维护费用高，现场操作熟练程度及接

12、受程度低，管理成本相对较高。理成本相对较高。冀东油田采油工艺研究院 电潜螺杆泵是螺杆泵和电潜泵的组电潜螺杆泵是螺杆泵和电潜泵的组合，下深合，下深17001700米，最高排量米，最高排量200200方方/日日左右，避免了管、杆摩擦损耗；井下驱左右，避免了管、杆摩擦损耗；井下驱动螺杆泵工作转速高，减速机构减速比动螺杆泵工作转速高，减速机构减速比小，定子和转子在高速转动中磨损严重，小，定子和转子在高速转动中磨损严重，检泵周期短。检泵周期短。电 潜 螺 杆 泵 采 油 方 式电 潜 螺 杆 泵 采 油 方 式冀东油田采油工艺研究院(4)(4)潜 油 螺 杆 泵 采 油 方 式潜 油 螺 杆 泵 采 油

13、 方 式潜油螺杆机组安装示意图潜油螺杆机组安装示意图1扶正器；扶正器；2套管；套管；3潜油电机潜油电机 4保护器保护器 5潜油减速器潜油减速器（包括减速器保护器）（包括减速器保护器）6电缆护罩电缆护罩 7螺杆泵螺杆泵 8螺杆泵排出头螺杆泵排出头 9引接电缆引接电缆 10油管油管 11单向阀；单向阀；12泄油阀泄油阀 13动力电缆动力电缆14地面电缆地面电缆 15井口装井口装16接线盒接线盒 17控制柜控制柜 18变压器变压器 第二部分第二部分第二部分第二部分第二部分第二部分 冀东油田采油工艺研究院总体原则总体原则 人工举升主要以高效、长效、节能和智人工举升主要以高效、长效、节能和智能化方向发展

14、能化方向发展1 1、满足开发方案要求、满足开发方案要求2 2、技术先进可行、技术先进可行3 3、经济效益好、经济效益好4 4、便于配套、便于配套5 5、便于操作管理、便于操作管理冀东油田采油工艺研究院技术要求技术要求1 1、举升方式优选：、举升方式优选：常规油藏：常规油藏：有杆泵（有杆泵（抽油机有杆泵、地面抽油机有杆泵、地面驱动螺杆泵驱动螺杆泵）特殊油藏：特殊油藏：电泵电泵其它方式其它方式冀东油田采油工艺研究院技术要求技术要求2 2、抽油机井优化设计原则：、抽油机井优化设计原则：产 量产 量效 率效 率寿 命寿 命协 调 统 一协 调 统 一冀东油田采油工艺研究院技术要求技术要求3 3、后期提

15、液原则：、后期提液原则：先调参后换泵先调参后换泵换大泵（换大泵（换泵设计时按较小参换泵设计时按较小参数选取，避免后期频繁升级）数选取，避免后期频繁升级）调 整 工 作 参 数调 整 工 作 参 数换 大 排 量 电 泵换 大 排 量 电 泵冀东油田采油工艺研究院技术要求技术要求4 4、抽油机井泵挂深度大于、抽油机井泵挂深度大于18001800米：米：管柱锚定管柱锚定5 5、合理沉没度：、合理沉没度：300300米左右米左右冀东油田采油工艺研究院技术要求技术要求6 6、产液量小于、产液量小于5050吨吨/日抽油机有杆泵的油井：优选日抽油机有杆泵的油井：优选杆式抽油泵；定向井推广使用斜井抽油泵，并

16、进行杆式抽油泵；定向井推广使用斜井抽油泵，并进行综合防偏磨工艺设计。综合防偏磨工艺设计。第三部分第三部分第三部分第三部分第三部分第三部分 冀东油田采油工艺研究院参考标准参考标准 SY/T 65702003SY/T 65702003油井举升工艺设计编写规范油井举升工艺设计编写规范SY/T 58732005SY/T 58732005有杆泵抽油系统设计、施工推荐作法有杆泵抽油系统设计、施工推荐作法SY/T 62581996SY/T 62581996有杆抽油系统（常规型）设计计算方有杆抽油系统（常规型）设计计算方法法SY/T 59042004SY/T 59042004潜油电泵选井原则及选泵设计方法潜油

17、电泵选井原则及选泵设计方法SY/T 586393SY/T 586393潜油电泵起下作业方法潜油电泵起下作业方法SY/T 608494SY/T 608494地面驱动螺杆抽油泵使用与维护地面驱动螺杆抽油泵使用与维护SY/T 59522005SY/T 59522005油气水井井下工艺管柱工具图例油气水井井下工艺管柱工具图例SY/T 61201995SY/T 61201995油井井下作业防喷技术规程油井井下作业防喷技术规程冀东油田采油工艺研究院应用设计软件应用设计软件1 1、“PIPESIM 2003PIPESIM 2003版版”油井优化设计软件，中油股油井优化设计软件，中油股份公司配发份公司配发6

18、6套，各个作业区都有该版本。套，各个作业区都有该版本。2 2、加拿大、加拿大PCPC螺杆泵设计软件（英文版），中油股份公螺杆泵设计软件（英文版），中油股份公司配发司配发1 1套套 3 3、深斜井系统效率优化设计软件，华北采油院编制，、深斜井系统效率优化设计软件，华北采油院编制，网络版软件。网络版软件。4 4、螺杆泵优化设计与诊断软件（、螺杆泵优化设计与诊断软件（VB6.0VB6.0），中油勘探），中油勘探院采油所编制，单机版。院采油所编制，单机版。5 5、潜油电泵井参数优化及数据库系统软件，大港油田、潜油电泵井参数优化及数据库系统软件，大港油田中成机械制造有限公司，单机版中成机械制造有限公司，

19、单机版)0.(.bjqrwfqqppmaxmax0.)8081(1125.0)(otbbbtboJqrwwfqqqqqqqpfpfpt).(.)999.0(80811125)()(maxmaxmaxmaxmaxmaxtotbboboobowotJqrwwfqqqqqqqqpfJfqqpfpo应用应用达西公式达西公式 沃格尔方程沃格尔方程含水含水IPRIPR曲线公式曲线公式绘制绘制IPRIPR曲线曲线 确定确定泵的排量、下入深度泵的排量、下入深度 冀东油田采油工艺研究院产能预测推荐方法产能预测推荐方法 在现场实际工作中，不可能采用一整套公式去计算在现场实际工作中，不可能采用一整套公式去计算油井产

20、能，为了较直观和简单了解油井产能变化，可以油井产能，为了较直观和简单了解油井产能变化，可以采取简单计算方法，提高工作效率和选井的成功率。采取简单计算方法，提高工作效率和选井的成功率。冀东油田采油工艺研究院产能预测推荐方法产能预测推荐方法（1）首先根据油层的供液能力，确定泵径、泵挂；）首先根据油层的供液能力，确定泵径、泵挂；（2）初选冲程、冲次；）初选冲程、冲次；（3）根据等强度的原则，确定杆柱组合；）根据等强度的原则，确定杆柱组合；（4）校验疲劳强度，最后确定抽油杆柱的组合方式。）校验疲劳强度，最后确定抽油杆柱的组合方式。设计思路设计思路冀东油田采油工艺研究院抽油机井设计方法抽油机井设计方法抽

21、油杆柱下部加重杆设计方法与步骤抽油杆柱下部加重杆设计方法与步骤)1(140)/(94.0 pMDP1）由已知）由已知D p，S，n三参数并以三参数并以L p作为作为L max2）计算泵筒与柱塞间）计算泵筒与柱塞间半干摩擦力半干摩擦力 冀东油田采油工艺研究院初选抽油杆组合形式及各级抽油杆柱所占比例初选抽油杆组合形式及各级抽油杆柱所占比例。抽油杆柱下部加重杆设计方法与步骤抽油杆柱下部加重杆设计方法与步骤)1(140)/(94.0 pMDP 冀东油田采油工艺研究院泵隙号码与直径间隙范围泵隙泵隙泵筒内泵筒内径及偏径及偏差差柱塞直径柱塞直径泵隙范围泵隙范围对应组合对应组合代号代号（）（）尺寸尺寸代号代号

22、基本基本尺寸尺寸极限偏差极限偏差（）（）泵分段泵分段1 1D D0 0+0.05+0.051 1D D0 0-0.013-0.0130.0250.0250.0880.088级级2 22 20.0500.0500.01130.01133 33 30.0750.0750.1380.138级级4 44 40.1000.1000.1630.1635 55 50.1250.1250.1880.188级级(3）计算液体通过排出阀的水力阻力所产生）计算液体通过排出阀的水力阻力所产生的对柱塞底部的的对柱塞底部的向上推力向上推力)2()/(63.522 copledDsnR计算雷诺数：计算雷诺数：求流量系数：求

23、流量系数：)3()103(28.04 eR)4()103(38.137.04 eeRnR)5()()/1(7295.1202032 lpknSnP冀东油田采油工艺研究院)6()4/(2 ppD)7()4/(200d)6(11 gLPprf（4）计算作用于抽油杆柱底部液体）计算作用于抽油杆柱底部液体上浮力上浮力（5）计算下冲程时抽油杆底部所受的）计算下冲程时抽油杆底部所受的总下行阻力总下行阻力lfmwpppp)8(gAPLrWWW（6）计算需配）计算需配加重杆长度加重杆长度冀东油田采油工艺研究院加重杆上部加重杆上部抽油杆柱抽油杆柱组合设计方法与步骤组合设计方法与步骤)9(%)(iWpiLLL（1

24、）计算各级抽油杆柱长度由选定的抽油杆柱）计算各级抽油杆柱长度由选定的抽油杆柱型式及各级抽油杆柱所占比例型式及各级抽油杆柱所占比例计算各级抽油杆柱长度计算各级抽油杆柱长度LI：)10(1 MiWWriiprALALLA（2）求抽油杆柱按长度加权平均截面积）求抽油杆柱按长度加权平均截面积冀东油田采油工艺研究院)11(1zjtjjptALLA)12()(1 MiWiirLrrPqLW（3）计算油管柱金属部分按长度的加权平均）计算油管柱金属部分按长度的加权平均横截面积横截面积（4）计算抽油杆柱在液体中的重量）计算抽油杆柱在液体中的重量冀东油田采油工艺研究院（5）计算作用在抽油泵柱塞上的液体载荷）计算作

25、用在抽油泵柱塞上的液体载荷)13(0 PLpLAPgHLW)15()11(trPLAAELW （6）计算抽油机从上冲程开始到液柱载荷加载）计算抽油机从上冲程开始到液柱载荷加载完毕时（初变形期）悬点位移。完毕时（初变形期）悬点位移。油管锚定时：油管锚定时：冀东油田采油工艺研究院 油管未锚定时：油管未锚定时：)16(rPLAELW)16.(.)./21(cos1S)17()/(trtAAA)18(1 （7）计算抽油机从上冲程开始到液柱载荷）计算抽油机从上冲程开始到液柱载荷加载完毕曲柄转角加载完毕曲柄转角油管未锚定时：油管未锚定时：（8）计算变形分布系数）计算变形分布系数油管锚定时：油管锚定时：冀东

26、油田采油工艺研究院)19(sin)1(30sin60max aLnnSaAEWWPPrLr)20(sin)1(30sin60min aLnnSaAECWPPrr（9）计算最大、最小载荷）计算最大、最小载荷C:0.85-0.9冀东油田采油工艺研究院)21()5625.04(minmax SFAPTAPrMrM（10）校核疲劳强度）校核疲劳强度 如果式（21）不成立则重新选择抽油杆柱组合型式或更换高强度杆，再重复上述计算。（11）计算曲柄轴最大扭矩）计算曲柄轴最大扭矩)22()(236.0300minmaxmax PPSSM冀东油田采油工艺研究院实例分析实例分析 序号 井号 计算值（KN）实测值（

27、KN）差值（KN）相对误差 1 G93-10 71.74/39.12 73.44/46.19-1.84 2.57%2 G7 75.07/40.85 76.25/47.71-1.18 1.57%3 G30 71.92/31.86 72.43/32.77-0.51 0.70%4 L16 82.97/37.30 86.60/42.00-3.63 4.37%5 G16 85.89/47.83 84.31/61.98 1.58 1.84%6 G36 39.39/34.82 45.33/31.20-5.94 15.09%7 G12 87.98/44.69 92.10/54.03-4.12 4.67%8 G

28、62-30 73.58/40.08 76.62/40.84-3.04 4.13%合 计 -2.34 4.37%序号 井号 井斜角 计算值（KN）实测值（KN）差值（KN）相对误差 1 G13-11 18.5 70.87/24.07 70.96/26.38-0.09 0.01%2 G28-26 20 89.30/54.99 91.99/47.13-2.69 3.01%3 G10-11 21.5 86.33/60.86 85.83/55.00 0.50 0.58%4 G30-29 23 94.08/24.28 92.22/24.42 1.86 2.00%5 G28-27 25 89.84/54.2

29、0 89.59/42.33 0.25 0.28%6 G13-12 30.5 100.00/37.02 97.39/28.82 2.61 2.62%7 G64-28 38.29 100.78/49.85 103.55/51.98-2.85 2.82%8 G15-12 40 67.35/50.06 75.96/42.90-8.61 12.80%合 计 -1.1 3.02%4.37%3.02%不同井斜角计算载荷与实测载荷对比表不同井斜角计算载荷与实测载荷对比表直井计算载荷与实测载荷对比表直井计算载荷与实测载荷对比表 运用这套公式进行运用这套公式进行1616井次井次的计算，发现斜井的相对误差比直井的计

30、算，发现斜井的相对误差比直井低低1.35%1.35%，表明该计算方法不仅适合直井同时也适合斜井的设计。，表明该计算方法不仅适合直井同时也适合斜井的设计。每级杆柱长度占总下泵深度的百分数，每级杆柱长度占总下泵深度的百分数，泵径泵径282832323838444451515656636370708383两级两级杆柱杆柱 抽油杆直径，抽油杆直径，7/87/82727303035354141474754545959 3/43/47373707065655959535346464141 最大下泵深度最大下泵深度25502550228022801970197016901690148014801280128

31、011501150 抽油杆直径，抽油杆直径，1 1 -2525282831313434363641414545 5555 7/87/8 -7575727269696666646459595555 4545最大下泵深度最大下泵深度 -23802380210021001850185016801680148014801310131011001100950 950 三级三级杆柱杆柱 抽油杆直径，抽油杆直径，inin1 117171919212123232626303035354040 7/87/820202121242427273131353540404545 3/43/463636060555550

32、504343353525251515 最大下泵深度最大下泵深度3000300028002800250025002200220020002000180018001550155013501350 合金钢抽油杆最大下泵深度的推荐值（合金钢抽油杆最大下泵深度的推荐值（D级）级）泵径泵径282832323838444451515656636370708383两级两级杆柱杆柱 抽油杆直径，抽油杆直径，inin7/87/824242525292932323737414146465252 6464 3/43/476767575717168686363595954544848 3636最大下泵深度，最大下泵深度

33、，m m3650365034003400300030002650265023002300230023001850185015501550 12501250 抽油杆直径，抽油杆直径，inin1 1202021212323262629293232353540405858 7/87/8808079797777747471716868656560604242最大下泵深度，最大下泵深度，m m380038003600360032503250295029502600260023502350210021001900190015501550三级三级杆柱杆柱 抽油杆直径，抽油杆直径，inin1 11818191

34、9212124242828313135353939 7/87/820202222242427273131353540404545 3/43/462625959555549494141343425251616 最大下泵深度，最大下泵深度，m m4300430040004000350035003150315027502750235023502200220018501850 高强度抽油杆最大下泵深度的推荐值（高强度抽油杆最大下泵深度的推荐值（H级）级）一、抽油机一、抽油机 不超负荷的条件：不超负荷的条件：Pmax0.95P Tmax0.95 T 二、充分发挥抽油机的能力：二、充分发挥抽油机的能力：P

35、max0.7P Tmax0.6 T 抽抽 油油 机机冀东油田采油工艺研究院 Pmax最大悬点载荷，最大悬点载荷，KN；P额定悬点载荷，额定悬点载荷，KN；Tmax减速器最大输出扭矩，减速器最大输出扭矩，KNM；T 减速器额定扭矩，减速器额定扭矩，KNM强度级别强度级别CDKH抗拉强度抗拉强度620-794794-965588-7941000-1200使用范围使用范围轻轻中载荷中载荷中重载荷中重载荷中载荷中载荷CO H S H S重载荷重载荷材材 料料碳钢或锰钢碳钢或锰钢碳钢或合金钢碳钢或合金钢镍钼合金钢镍钼合金钢抽油杆的性能指标抽油杆的性能指标冀东油田采油工艺研究院抽油杆的最大许用应力抽油杆的

36、最大许用应力?/1.75/1.75斜率斜率0.5625古德曼图古德曼图疲劳寿命疲劳寿命107 7次次A?=（?+0.5625?）F冀东油田采油工艺研究院在不考虑或无法确定产能的情况下时在不考虑或无法确定产能的情况下时 32：泵挂深度：泵挂深度2500米米 38：泵挂深度：泵挂深度2100米米 44：泵挂深度：泵挂深度1800米米 56：泵挂深度：泵挂深度1600米米 70：泵挂深度：泵挂深度1200米米 83：泵挂深度：泵挂深度800米米 测试和生产资料齐全，按产能确定相关式计算产能，测试和生产资料齐全，按产能确定相关式计算产能，此时下泵深度可根据预测结果和初选的冲程、冲次参数此时下泵深度可根

37、据预测结果和初选的冲程、冲次参数确定确定冀东油田采油工艺研究院新新 井井 投投 产产1、邻井生产情况、邻井生产情况2、测压数据、测压数据3、投产地质方案产量要求、投产地质方案产量要求根据以上三点确定泵径根据以上三点确定泵径最大负荷、扭矩计算是确定抽油机型号的最大负荷、扭矩计算是确定抽油机型号的两个最重要参数两个最重要参数冀东油田采油工艺研究院抽油泵基本参数表抽油泵基本参数表泵径泵径323844567083外径外径89.589.589.589.5107114球径球径1925.428.63544.550.8油管外径油管外径7373737388.9101.6泵常数泵常数1.161.632.193.5

38、45.547.79泵筒长度泵筒长度3、3.3、3.6、3.9、4.2、4.5、4.8、5.1、5.7、6、6.6、7.3柱塞长度柱塞长度0.6、0.9、1.2、1.5抽抽 油油 泵泵冀东油田采油工艺研究院抽抽 油油 泵主要泵型泵主要泵型冀东油田采油工艺研究院1、整筒泵；、整筒泵；2、异型泵；、异型泵；3、大泵；、大泵；4、柔性金属泵；、柔性金属泵；5、杆式泵；、杆式泵；6、防砂泵；、防砂泵；7，倒置加固泵，倒置加固泵普 通普 通 DD 级 抽 油 杆 最 大 下 泵 深 度 的 推 荐 值级 抽 油 杆 最 大 下 泵 深 度 的 推 荐 值（抗拉强度（抗拉强度794N/mm794N/mm2

39、2 许用应力许用应力110N/mm110N/mm2 2）杆结构抽油泵直径283238445157708395两级每级杆柱长度占总长度的百分比杆径7/82730354147543/4737065595346最大下泵深度255022801970169014801280杆径1252831343645557/875726966645545最大下泵深度233021001850168014801110950三级杆径1171921232630407/8202124273135453/463605550433515最大下泵深度3000280025002200200018001350冀东油田采油工艺研究院冀东油

40、田采油工艺研究院H级强度高抽油杆最大下泵深度的推荐值级强度高抽油杆最大下泵深度的推荐值（抗拉强度（抗拉强度1000N/mm1000N/mm2 2 许用应力许用应力130N/mm130N/mm2 2）杆结构抽油泵直径283238445157708395两级每级杆柱长度占总长度的百分比杆径7/824252932374152643/47675716863594836最大下泵深度36503400300026502300200015501250杆径12021232629324049587/8807977747168605142最大下泵深度380036003250295026002350190015501

41、300三级杆径1181921242831397/8202224273135453/462595549413416最大下泵深度4300400035003150275023501850冀东油田采油工艺研究院不同泵径的基本参数及不同参数下的理论排量不同泵径的基本参数及不同参数下的理论排量泵径，mm3238445670839583/4495/44活塞面积，10-4 m28.011.315.224.638.3854.170.88126.6151.7排量系数，K1.141.6422.2353.6945.5417.79010.20713.39218.225冲次min-1冲程，m不 同 参 数 下 的 理 论

42、 排 量33.612.3 17.7 24.1 39.9 59.884.1110.2144.6196.84.214.4 20.7 28.2 46.5 69.898.2128.6168.8229.64.816.4 23.6 32.2 53.2 79.8112.2147.0192.9262.55.017.1 24.6 33.5 55.4 83.1116.9153.1200.9273.443.616.4 23.6 32.2 53.2 79.8112.2147.0192.9262.54.219.2 27.6 37.5 62.1 93.1130.9171.5225.0306.24.821.9 31.5 4

43、2.9 70.9 106.4150.0196.0258.0350.05.022.8 32.8 44.7 73.9 110.8155.8204.1267.8364.453.620.5 29.6 40.2 66.5 99.7140.2183.7241328.0 4.223.9 34.5 46.9 77.6 116.4163.6214.3281.2382.7 4.827.4 39.4 53.6 88.7 133.0186.9244.9321.3437.4 5.028.5 41.1 55.9 92.4 138.5194.8255.2334.9455.6 63.624.6 35.5 48.3 79.8

44、119.7168.3220.5294.3393.7 4.228.7 41.4 56.3 93.1 139.7196.3257.2337.4459.3 4.832.8 47.3 64.4 106.4 159.6224.4294.0385.7524.9 5.034.2 49.3 67.1 110.8 166.3233.7306.2401.7546.7 螺杆泵设计方法螺杆泵设计方法冀东油田采油工艺研究院1 1、泵的理论排量的计算、泵的理论排量的计算当螺杆泵转动一周（当螺杆泵转动一周（2）时，封闭腔中的液体将沿）时，封闭腔中的液体将沿Z轴移动轴移动2T的的距离。螺杆每转一周的理论排量距离。螺杆每转一周

45、的理论排量q为为q=4eDT10-9 （1）泵的理论排量与转速成正比，即：泵的理论排量与转速成正比，即：Qth=14404eDTn10-9 （2）式中式中 Qth 泵的理论排量，泵的理论排量，m3/d；q螺杆泵（转子）每转一周的理论流量，螺杆泵（转子）每转一周的理论流量，m3；e泵的偏心距，泵的偏心距，mm；D螺杆泵转子直径，螺杆泵转子直径，mm；T定子导程，定子导程，mm；n泵的转速，泵的转速，r/min。螺杆泵设计方法螺杆泵设计方法冀东油田采油工艺研究院2 2、泵的容积效率、泵的容积效率当泵吸入口压力低于原油饱和压力时，原油脱出的游离气在螺杆泵当泵吸入口压力低于原油饱和压力时，原油脱出的游

46、离气在螺杆泵腔内占据一定的空间，使液体的容积效率降低，理想情况下全部气体进腔内占据一定的空间，使液体的容积效率降低，理想情况下全部气体进泵时的容积效率是：泵时的容积效率是：wwwobhbbpowwowrffrZPTpppRrBrfrfo)1(288273)1(1泵吸容式中式中 容容螺杆泵的容积效率，小数；螺杆泵的容积效率，小数；B Bo o原油体积系数，原油体积系数，mm3 3/m/m3 3；R Rp p原油生产油气比，原油生产油气比，mm3 3/m/m3 3；ZZ天然气压缩因子；天然气压缩因子；r ro o、r rw w分别表示抽汲的原油、地层水重度，分别表示抽汲的原油、地层水重度，10kN

47、/m10kN/m2 2；f fw w油井综合含水率，小数。油井综合含水率，小数。螺杆泵设计方法螺杆泵设计方法冀东油田采油工艺研究院3、螺杆泵的压头、螺杆泵的压头 螺杆泵的压头由单级承压能力和级数的乘积而定，压头与排螺杆泵的压头由单级承压能力和级数的乘积而定，压头与排量的关系如图所示。下图是用水作为介质，在室内做出的螺杆泵量的关系如图所示。下图是用水作为介质，在室内做出的螺杆泵水力特性曲线，是比较理想的情况。水力特性曲线，是比较理想的情况。螺杆泵水力特性曲线螺杆泵设计方法螺杆泵设计方法冀东油田采油工艺研究院 在油田的应用中，抽油系统压力是泵吸入口压力和泵排出口压在油田的应用中，抽油系统压力是泵吸

48、入口压力和泵排出口压力的函数，对于任意一种产量、泵吸入口压力都有对应值，并且与力的函数，对于任意一种产量、泵吸入口压力都有对应值，并且与流入动态关系协调。泵排出压力是泵以上油管内流体密度、高度、流入动态关系协调。泵排出压力是泵以上油管内流体密度、高度、地面油管压力及泵排出口和地面之间沿程损失的函数。地面油管压力及泵排出口和地面之间沿程损失的函数。泵排出压力泵排出压力 P=PaP吸吸=Pd+Pz+PmPhPc （5）式中式中 P抽油系统要求的压头，抽油系统要求的压头，MPa；Pa泵排出口压力，泵排出口压力，MPa；P吸吸泵吸入口压力，泵吸入口压力，MPa；Pd地面输油管线回压，地面输油管线回压，

49、MPa；Pz泵出口至井口油管内液柱静压，泵出口至井口油管内液柱静压，MPa；Pm泵出口至井口液体流动的沿程损失，泵出口至井口液体流动的沿程损失，MPa；Ph环空动液面到泵入口的液柱静压，环空动液面到泵入口的液柱静压，MPa；Pc套压，套压，MPa。螺杆泵设计方法螺杆泵设计方法冀东油田采油工艺研究院泵出口至井口油管内液柱静压泵出口至井口油管内液柱静压Pz=rL10-9 （6）环空动液面到泵入口的液柱静压环空动液面到泵入口的液柱静压Ph=rh10-9 （7）式中式中 r液体密度，液体密度，N/m3；L、h分别表示泵出口到井口、环空动液面至泵入口分别表示泵出口到井口、环空动液面至泵入口的距离，的距离

50、，m。螺杆泵设计方法螺杆泵设计方法冀东油田采油工艺研究院泵出口至井口液体流动的沿程损失：泵出口至井口液体流动的沿程损失：式中式中 Dt、d2分别表示油管内径、抽油杆直径，分别表示油管内径、抽油杆直径，mm；K流道形状系数，小数；流道形状系数，小数；液体粘度，液体粘度，Pas；泵效，小数。泵效，小数。（8）92222210)()(128dDdDLQKPttm12222222111dDhLdDdDdDKtttt（9）潜油电泵设计方法潜油电泵设计方法冀东油田采油工艺研究院油层供液能力油层供液能力电泵排量选择电泵排量选择电潜泵应用效果电潜泵应用效果 潜油电泵设计方法潜油电泵设计方法冀东油田采油工艺研究

51、院（1）泵吸入口压力的确定饱和压力下的溶解气油比：205.1328.10009.0)5.131/5.141(125.01010101342.00tbgsbpR若流压低于饱合压力，溶解气油比需校正。0fRRsbsp其中：fo为校正系数bppbfPP4.31.0/0时当23.01.13.0/1.00bppbfPP时当37.0629.03.0/0bppbfPP时当潜油电泵设计方法潜油电泵设计方法冀东油田采油工艺研究院 泵吸入口处的气液比：ptZBg)273(000378.0 175.15.00328.125.161.5000147.0972.00tRBGSP%1001110wgspwwgspwfBR

52、GORfBfBRGORfGLR根据上面的关系式算出不同吸入口压力下泵吸入口处的气液比，做出泵吸入口根据上面的关系式算出不同吸入口压力下泵吸入口处的气液比，做出泵吸入口压力与吸入口气液比关系曲线。压力与吸入口气液比关系曲线。根据分离器的分离能力查出泵吸入口压力。根据分离器的分离能力查出泵吸入口压力。3.3潜油电泵设计方法潜油电泵设计方法冀东油田采油工艺研究院（2）油井产能的确定：）油井产能的确定：将确定的吸入口压力值折算到油层中部流压，从将确定的吸入口压力值折算到油层中部流压，从IPR曲线上查出曲线上查出相应的产量值，即为油井的产能。相应的产量值，即为油井的产能。（3）扬程的确定）扬程的确定mT

53、PPFPHH0（4）电机功率的确定）电机功率的确定8800LQHN额不同类型油藏举不同类型油藏举升设计技术规范升设计技术规范冀东油田采油工艺研究院冀东油田采油工艺研究院 主要内容主要内容4.14.1浅层油藏举升工艺浅层油藏举升工艺4.24.2中深油藏举升技术工艺中深油藏举升技术工艺4.34.3深层油藏举升工艺深层油藏举升工艺冀东油田采油工艺研究院4.1.14.1.1不出砂或轻微出砂油藏不出砂或轻微出砂油藏考虑因素：考虑因素：产能要求、投入和运行成本、出砂影响、检泵周期产能要求、投入和运行成本、出砂影响、检泵周期主要举升方式主要举升方式：有杆泵，泵挂小于有杆泵，泵挂小于10001000米米300

54、300方以下首选双作用抽方以下首选双作用抽油泵、并联抽油泵；油泵、并联抽油泵；选取电泵。选取电泵。冀东油田采油工艺研究院4.1.14.1.1不出砂或轻微出砂油藏不出砂或轻微出砂油藏 1 1、抽油机有杆泵工艺设计、抽油机有杆泵工艺设计推荐采用具有防砂功能的防砂抽油泵，泵级推荐采用具有防砂功能的防砂抽油泵，泵级级以上。级以上。泵下采取挂防砂管或井筒内挂防砂管泵下采取挂防砂管或井筒内挂防砂管对于高气液比较高的油井必须采取气砂锚。对于高气液比较高的油井必须采取气砂锚。泵径配套技术最大下泵深度D级杆超高强杆+D级杆70脱接、扶正、锚定、防脱1110135083脱接、扶正、锚定、防脱9501050大 泵

55、提 液 达 到 的 主 要 技 术 指 标大 泵 提 液 达 到 的 主 要 技 术 指 标冀东油田采油工艺研究院4.1.14.1.1不出砂或轻微出砂油藏不出砂或轻微出砂油藏 2 2、在排量满足要求的情况下首选双作用抽油泵、并、在排量满足要求的情况下首选双作用抽油泵、并联抽油泵；其次采用电泵。联抽油泵；其次采用电泵。双作用抽油泵主要型号：双作用抽油泵主要型号：383857 mm57 mm、444470 mm70 mm、444483 mm83 mm、959544 mm44 mm四种型号；四种型号；并联抽油泵主要型号是并联抽油泵主要型号是959544 mm44 mm。设计时采用设计时采用33油管、

56、加大加重杆总量、小参数投产，缓解启抽油管、加大加重杆总量、小参数投产，缓解启抽时的不同步现象。时的不同步现象。冀东油田采油工艺研究院4.1.14.1.1不出砂或轻微出砂油藏不出砂或轻微出砂油藏双作用抽油泵的基本参数及不同参数下的理论排量双作用抽油泵的基本参数及不同参数下的理论排量泵径，泵径，mmmm57/3857/3870/4470/4483/4483/4495/4495/4495/4495/44并联并联排量系数，排量系数，K K5.46045.46048.7978.79713.39213.39218.224618.224621.8421.84冲次冲次minmin-1-1冲程，冲程，m m不不

57、 同同 参参 数数 下下 的的 理理 论论 排排 量量4 43.63.678.878.8126.7126.7192.9192.9262.5262.5314.5 314.5 4.24.291.791.7147.8147.8225225306.2306.2366.9 366.9 4.84.8104.8104.8168.9168.9258258350350419.3 419.3 5 5109.2109.2175.9175.9267.8267.8364.4364.4436.8 436.8 5 53.63.698.398.3158.3158.3241241328328393.1 393.1 4.24.2

58、114.7114.7184.7184.7281.2281.2382.6382.6458.6 458.6 4.84.8131131211.1211.1321.3321.3437.3437.3524.2 524.2 5 5136.5136.5219.9219.9334.9334.9455.7455.7546.0 546.0 6 63.63.6117.9117.9190190294.3294.3398.7398.7471.7 471.7 4.24.2137.6137.6221.7221.7337.4337.4459.2459.2550.4 550.4 4.84.8157.3157.3253.4253

59、.4385.7385.7524.9524.9629.0 629.0 5 5163.8163.8263.9263.9401.7401.7546.7546.7655.2 655.2 冀东油田采油工艺研究院4.1.2 4.1.2 出出 砂砂 油油 藏藏主要举升方式主要举升方式：首选，首选，地面驱动螺杆泵地面驱动螺杆泵，防砂抽油泵作为补充；，防砂抽油泵作为补充；其次，其次，防砂电泵防砂电泵，油层必须进行防砂处理，否则不允许下，油层必须进行防砂处理，否则不允许下电泵。电泵。冀东油田采油工艺研究院4.1.2 4.1.2 出出 砂砂 油油 藏藏1、地面驱动螺杆泵设计、地面驱动螺杆泵设计主要型号：主要型号：G

60、LB300-14 GLB433-19GLB300-14 GLB433-19、GLB500-14GLB500-14、GLB800-GLB800-14 GLB1200-14 GLB1400-1214 GLB1200-14 GLB1400-12、GLB1600-14GLB1600-14几种泵型几种泵型,转速范围转速范围在在100100200rpm/min200rpm/min之间。之间。螺杆泵井使用的油管：螺杆泵井使用的油管：N80 2-7/8N80 2-7/8和和3-1/23-1/2油管。油管。驱动杆：驱动杆：36mm36mm空心驱动杆、空心驱动杆、38mm38mm叉接驱动杆。叉接驱动杆。驱驱 动动

61、 杆杆 参参 数数 表表驱动杆驱动杆抗拉强度抗拉强度MpaMpa最大扭矩最大扭矩KNmKNm36367787784.284.2838387967965.325.32冀东油田采油工艺研究院4.1.2 4.1.2 出出 砂砂 油油 藏藏地面驱动螺杆泵设计：地面驱动螺杆泵设计：小参数设计，便于后期调参调整小参数设计，便于后期调参调整管柱必须进行锚定器锚定，推荐管柱必须进行锚定器锚定，推荐FXFX锚定器和轨道式封隔器翻板锚定器和轨道式封隔器翻板锚两种方式锚两种方式对于高气液比的油井必须采取高效井下分离器或气锚。对于高气液比的油井必须采取高效井下分离器或气锚。必须采用变频控制柜或调速电机必须采用变频控制

62、柜或调速电机 冀东油田采油工艺研究院4.1.2 4.1.2 出出 砂砂 油油 藏藏电泵设计：电泵设计：推荐采用具有防砂功能的电泵推荐采用具有防砂功能的电泵在套管允许的条件下，加防砂导流罩在套管允许的条件下，加防砂导流罩对于高气液比的油井必须采用井下高效分离器或双分离器对于高气液比的油井必须采用井下高效分离器或双分离器双保护器双保护器300300方以上排量的电泵井推荐采用变频控制柜方以上排量的电泵井推荐采用变频控制柜 冀东油田采油工艺研究院 主要内容主要内容4.14.1浅层油藏举升工艺浅层油藏举升工艺4.24.2中深油藏举升技术工艺中深油藏举升技术工艺4.34.3深层油藏举升工艺深层油藏举升工艺

63、冀东油田采油工艺研究院中深油藏中深油藏 中深油藏一般油藏埋深中深油藏一般油藏埋深2500-3000米，含油层位米，含油层位为东营组、沙三为东营组、沙三1、沙三、沙三2+3，注水开发。，注水开发。举升方式：举升方式：首选有杆泵，同时为满足深提液的首选有杆泵，同时为满足深提液的需要，采用了中低排量电泵的举升工艺。需要，采用了中低排量电泵的举升工艺。冀东油田采油工艺研究院1 1、首选，有杆泵、首选，有杆泵首选杆式泵；首选杆式泵；其次整筒管式抽油泵；其次整筒管式抽油泵；中深提液首选泵型中深提液首选泵型70/4470/44分载抽油泵和分载组合抽油泵分载抽油泵和分载组合抽油泵 70/4470/44分载抽油

64、泵：杆柱受力相当于分载抽油泵：杆柱受力相当于4444泵，排量相当于泵，排量相当于7070泵排泵排量。量。组合抽油泵：由上部为分载抽油泵和下部为组合抽油泵：由上部为分载抽油泵和下部为7070普通抽油泵组成。这普通抽油泵组成。这种组合泵避开了上冲程的高负荷，实现大泵深抽。种组合泵避开了上冲程的高负荷，实现大泵深抽。2 2、其次，中排量电泵、其次，中排量电泵 中深油藏设计选择原则中深油藏设计选择原则冀东油田采油工艺研究院 主要内容主要内容4.14.1浅层油藏举升工艺浅层油藏举升工艺4.24.2中深油藏举升技术工艺中深油藏举升技术工艺4.34.3深层油藏举升工艺深层油藏举升工艺冀东油田采油工艺研究院深

65、层油藏深层油藏 深层油藏埋深深层油藏埋深3000-35003000-3500米，渗透率低，注水开发，部米，渗透率低，注水开发，部分油井受效差，动液面低，一般在分油井受效差，动液面低，一般在20002000米以下。为适应深层米以下。为适应深层油藏的开发，和上产的要求，必须进一步放大生产压差，解油藏的开发，和上产的要求，必须进一步放大生产压差，解放低压层，进行油井挖潜。放低压层，进行油井挖潜。举升方式：举升方式：小泵深抽或超深抽；小电泵深提液。小泵深抽或超深抽；小电泵深提液。冀东油田采油工艺研究院深 层 油 藏 设 计 原 则深 层 油 藏 设 计 原 则1、小泵超深抽：、小泵超深抽：推荐首选采用

66、杆式抽油泵或固定阀可捞的管式抽油泵，泵挂在直井段泵推荐首选采用杆式抽油泵或固定阀可捞的管式抽油泵，泵挂在直井段泵级必须选级必须选级泵，在斜井段泵级优选级泵，在斜井段泵级优选级泵。级泵。采取长冲程（采取长冲程（4.24.2米）、慢冲次（小于米）、慢冲次（小于6 6次次/分）的抽吸方式分）的抽吸方式杆柱采用完全等强度法设计，并进行防偏磨措施杆柱采用完全等强度法设计，并进行防偏磨措施管柱必须进行锚定和扶正，上部用加厚油管，当油质稠且杆柱有管柱必须进行锚定和扶正，上部用加厚油管，当油质稠且杆柱有 25mm25mm杆时，杆时，25mm25mm杆对应位置用杆对应位置用88.90mm88.90mm油管。油管。杆柱必须进行防脱器设计，安装位置井口下面杆柱必须进行防脱器设计，安装位置井口下面2-32-3根抽油杆、中和点附根抽油杆、中和点附近、拉杆上面各设计一个。近、拉杆上面各设计一个。杆柱、管柱负载和抽油机扭矩必须校核，确定抽油机是否满足要求。杆柱、管柱负载和抽油机扭矩必须校核，确定抽油机是否满足要求。冀东油田采油工艺研究院深 层 油 藏 设 计 原 则深 层 油 藏 设 计 原 则小泵深抽达到的主要技