有杆泵抽油系统设计

（SY/T5873-2005）主讲：谢义华目录一、采油设备及常用井下工具二、游梁式抽油机选型及安装三、抽油泵选择作法四、抽油杆选择作法及抽油杆柱组合设计方法五、生产管柱结构设计六、生产管柱结构设计七、施工CYB——[d]THXX——XX（X）S12倒置防砂泵S13可挂防砂泵S14等径防砂泵柱塞长度（米）泵筒长度（米）泵筒型式—厚壁筒（无衬套）管式泵公称直径（mm）抽油泵代号注解:公称直径38mm，泵筒长度为6.6m，金属柱塞长度为1.2m的防腐耐磨管式泵表示为CYB38TH6.6-1.2F。江汉油田整体泵筒抽油泵代号及其表示方法1、抽油泵一、采油设备及常用井下工具抽油泵规格及标注序号名称标注方法备注1普通泵CYB38TH6.6-1.2（F1）φ32、φ38、φ44、φ56、φ70、φ83、φ952小口径普通泵CYB38TH6.6-1.2（F1）小口径φ32、φ38、φ443等径防砂泵CYB38TH6.6-1.2（S14）φ32、φ38、φ444可挂尾管强耐腐蚀泄油防砂泵CYB38TH1.2-6.6（S13）φ38、φ445强耐腐蚀倒置式防砂泵CYB38TH1.2-6.6（S12）φ32、φ38、φ44、φ566小外圆倒置式防砂泵CYB38TH1.2-6.9（S15）φ32、φ38、φ447测流式深抽泵CYB38TH6.6-1.2（F3A）φ388杆式防气泵CYB38RH6.6-1.2（Q1）φ389深抽泵常规深抽泵CYB38TH6.6-1.2（F2）φ32、φ38小口径φ32深抽泵CYB32TH6.6-1.2（F2）小口径φ32带泵套小口径φ32深抽泵CYB32TH6.6-1.2（F2A）小口径φ32带沉砂泵套的抽油泵掺水防砂泵进油阀中心沉砂管进油双通接头尾管下出油阀上出油阀沉砂管加长筒柱塞泵筒小外圆防砂泵抽油杆型号材料抗拉强度MPa屈服点MPa许用应力MPaK镍钼钢588～794≥37271C碳钢或锰钢620～794≥41271D铬钼锰钢794～965≥62092KD20Ni2CrMo793≥62092抽油杆标准系列为16、19、22、25、29mm。每米质量1.67、2.35、3.14、4.09、5.15。3、抽油杆抽油杆型号材料抗拉强度MPa屈服点MPa许用应力MPaEL35CrNi2Mn1029～1210882279～3459730CrNi2MnMoV965～1034793～862345+0.376σminHS36CrNiMn2MoV965～1034793345+0.376σmin由于勘探发现的油田越来越深和注水开发的油田油井见水后使用大泵提高排液量，要求抽油杆具有更高的承载能力，国外研制成功EL、97、HS等超高强度抽油杆，其性能如表所示。抗拉强度MPa屈服点MPa许用应力MPa1185882338国内江汉机械研究所试制成功H级超高强度抽油杆，其性能如表所示。H级超高强度抽油杆的强度指标可达到980～1275MPa，与D级杆相比具有较高的承载能力及较低的腐蚀敏感性和较好的抗疲劳性能。玻璃钢杆的楔形接头玻璃钢抽油杆密度为2.6钢杆密度为7.8玻璃钢抽油杆弹性模量为49600MPa钢杆弹性模量为201300MPa游梁式抽油机系列型号表示方法CYJ12—3.3—70(H)F(Y，B，Q)游梁式抽油机系列代号CYJ-常规型CYJQ-前置型CYJY-异相型悬点最大载荷，10kN光杆最大冲程，m减速箱曲柄轴最大允许扭矩,kN.m减速箱齿轮形代号，H为点啮合双圆弧齿轮，省略--渐开线人字齿轮平衡方式代号F：复合平衡Y：游梁平衡B：曲柄平衡Q：气动平衡3、抽油机驴头悬点额定载荷kN50、60、80、100、120、140、160光杆最大冲程m1.8、2.1、2.5、3.0、3.6、4.2、4.8、5.4、6.0减速箱额定扭矩kN·m18、26、37、53、73、105游梁式抽油机系列如表所示4、封隔器类常用井下工具封隔器类井下工具的型号编制按行业标准SY5105-1997编制，下面列举的是目前油田常用的几种封隔器型号说明功能Y341注水井封隔器压缩式、无卡瓦支撑、液压座封、上提解封水井分注K344注水井封隔器扩张式、无卡瓦支撑、液压座封、液压解封水井分注Y441注汽封隔器压缩式、双向卡瓦支撑、液压座封、上提解封热采注汽K331热采封隔器压缩式、无卡瓦支撑、热采注汽Y111封隔器压缩式、尾管支撑、下放座封、上提解封油井分采Y211封隔器压缩式、单向卡瓦支撑、下放座封、上提解封油井分采Y341油井封隔器无卡瓦支撑、液压座封、上提解封油井分采Y441油井封隔器双向卡瓦支撑、液压座封、上提解封油井分采国外封隔器现状：用于分层采油的永久式和可取式封隔器已形成系列化产品。贝克公司和哈里伯顿公司的产品基本代表了国外的水平。其显著特点是耐温高、承压能力强、工作寿命长。可取式封隔器：耐温150℃，耐压50MPa，工作寿命：3年以上永久式封隔器：耐温220℃，耐压70MPa，工作寿命：10年以上Bake公司生产的FH型静液压封隔器图封隔器国内封隔器现状：国内由于油藏类型多、工艺复杂，因此研制应用的分采分注工艺管柱和配套工具在种类和工艺适应性方面强于国外，基本满足生产需要。工艺及工具的整体设计水平与国外相近，在某些领域甚至超越国外水平，但整体性能与国外相比仍有较大差距，主要表现在原材料、加工工艺等方面，特别是井下密封材料国内没有大的突破。主要以Y211型封隔器、Y441型封隔器、Y341型封隔器、K344封隔器、Z331封隔器为主。耐温150℃，耐压25MPa，工作寿命1.5年以上。国内封隔器分类标准--SY5105-86按封隔件工作原理分类自封式：Z331封隔器压缩式：Y211、Y341、Y441封隔器锲入式：锲入件锲入封隔件，使封隔件直径增大，密封套管。扩张式：一定压力的液体，作用于封隔件内腔，扩大封隔件外径，密封套管。（1）封隔器分类（2）封隔器型号编制分类代号支撑方式坐封方式解封方式钢体最大外径例：Y441-115分类名称自封式压缩式锲入式扩张式分类代号ZYXK分类代号支撑方式坐封方式解封方式钢体最大外径支撑方式名称尾管单向卡瓦双向卡瓦无支撑锚瓦支撑方式代号12345分类代号支撑方式坐封方式解封方式钢体最大外径坐封方式名称提放管柱转管柱自封液压下工具坐封方式代号12345分类代号支撑方式坐封方式解封方式钢体最大外径解封方式名称提放管柱转管柱钻铣液压下工具解封方式代号12345常用封隔器简介（1)Y211型封隔器封隔器是一种靠卡瓦支撑、油管自重坐封、上提油管解封的压缩式封隔器。主要适用于分层试油、采油、找水、堵水等工艺管柱中。结构由密封、支撑、轨道换向三部分组成。型号：Y211-114总长：1960mm最大外径：114mm内通径：50mm扶正块外径：116~135mm、120-139mm坐封载荷：60~100KN工作压力：上压15、25MPa下压≤8MPa工作温度：120℃技术规范：（1)Y211型封隔器封隔器是一种靠尾管支撑、油管自重坐封、上提油管解封的压缩式封隔器。主要适用于分层试油、采油、找水堵水等工艺管柱中。(2)Y111型封隔器技术规范：(2)Y111-114型封隔器型号：Y111-114总长：830mm最大外径：114mm内通径：62mm坐封载荷：60~80KN工作压力：上压15MPa下压8MPa工作温度：120℃工作原理：封隔器下到预定位置后，上提管柱500～800mm，使换向机构处于上死点，然后正转油管柱并下放管柱，由于坐卡总承的换向机构与套管壁间存在摩擦力作用，正转管柱时换向机构不随之转动，从而使支撑机构随中心管下行，单向卡瓦被支撑机构撑开并卡在套管内壁上，继续下行，用管柱重量压缩胶筒使封隔器坐封；需要掺水时，来自掺水管的清水经过上接头的流道到达内、外中心管间的环形空间，再从锥体上的排水孔流出，进入封隔器以下的油套环形空间，对油井进行掺水解盐；解封时，直接上提管柱，坐卡总承不动，其余上行，胶筒失去压缩力完成解封。(3)Y221-114型封隔器技术规范：(2)Y111-114型封隔器适用套管：51/2in最大外径：114mm最小内径：60mm扶正体外径：张开135mm、压缩114mm工作压力：25MPa工作温度：135℃掺水量：≤10m3/d（4）Y341型液压平衡式封隔器Y341型封隔器是一种无锚定、液压坐封、上提油管解封的压缩式封隔器。主要适用于直井、斜井、水平井分层该封隔器主要用于试油、堵水采油、酸化、压裂、分层注水等。等工艺。有Y341－95、Y341－114二种规格。结构该封隔器由防撞部分、座封部分、密封部分、反洗井部分、重复锁紧及解卡等六个部分组成。（5）Y341型液压平衡式封隔器特点：双活塞低压坐封；可以大排量反洗井；能够重复坐封，如果解封后只需油管内重新蹩压即可重新坐封，因而可以避免在深井高压注水过程当中由于压力和温度等因素的影响使得注水管柱产生伸缩变化造成封隔器提前解封或者失效的现象发生；防止下管柱的过程当中封隔器中途坐封；采用耐高温高压的特种橡胶材料制作的密封胶筒，能够在高温状态双向承受高压；上提管柱解封。因而该封隔器不仅性能优良，而且施工简单、方便，成功率高。5、脱接器抽油机井当活塞直径大于油管直径时用于抽油杆与活塞联接和分离的自转式脱接器。它由上体和下体组成。上体由上接头、轨道管、防转销钉组成；下体由中心杆、轨道套、键块、垫片、弹簧、下接头组成。上、下体接触时能自动相对旋转９０°后实现对接，对接成一体后上行至泵口再自动旋转９０°实现脱接。该脱接器在能满足强度要求的情况下，外形尺寸较小，可以满足多种泵径的需求，应用范围广。㈤机采措施不完善1、游梁式抽油机选型原则二、游梁式抽油机选型及安装有杆泵抽油系统设计、施工推荐作法在一定参数配合和需要的下泵深度下，抽油机的选择主要由悬点载荷和曲柄扭矩两项指标来确定，即悬点最大载荷及曲柄轴最大扭矩不超过它们额定值。所选择的游梁式抽油机，应在使用期的大部分时间内具有较高的载荷利用率、扭矩利用率和电机功率利用率。尽可能选用节能抽油机。所选择的抽油机应进行区域统筹，对同一油区或同一个采油厂或油田，所选机型不宜太杂，流体性质和载荷要求都相近的井尽量选择同一规格和型号的抽油机所选择的游梁式抽油机，应满足油田开发方案长期需要。㈤机采措施不完善1)确定选型图因该井原油较稠，故选择长冲程抽油机，确定图A.4为此井选型图。2）选择机型在横坐标轴上找出下泵深度1150m的点，由此点作横坐标轴的垂线；再在纵坐标轴上找出和油井产量70m3/d对应的点，由此点作纵坐标轴的垂线。两垂线的交点落在8－3－37抽油机选择区域范围内。该机型即为选择的机型。二、游梁式抽油机选型及安装2、游梁式抽油机选型（举例说明）有杆泵抽油系统设计、施工推荐作法已知一油井含水为零，原油密度为0.912g/cm3,动力粘度1100mPa·s，设计该井产量为70m3/d，其相应所需下泵深度为1150m，对抽油机进行选型。图A.4游梁式抽油机选型图Co㈤机采措施不完善二、游梁式抽油机选型及安装2、游梁式抽油机选型（举例说明）有杆泵抽油系统设计、施工推荐作法已知一油井含水为零，原油密度为0.912g/cm3,动力粘度1100mPa·s，设计该井产量为70m3/d，其相应所需下泵深度为1150m，对抽油机进行选型。游梁式抽油机选型图C3）根据设定的抽油机适用年限，预测其油井末期生产动态，并重新考虑上两步。这样选择的机型就可满足油井生产变化的年限要求。4）在无法预测抽油机适用年限末期油井动态时，为满足抽油机的适用年限，一般在所选型号的基础上，应选大1个等级的机型为最终选择的机型。井深1500m以内选8型，1500~2000m选10型，2000~2400m选12型，2400以上选14型㈤机采措施不完善对产量小的深抽井，应优先选用杆式泵。对含气高、多砂、高粘等特殊条件的油井，可考虑采用特殊泵型，如防气泵、防砂泵、抽稠泵等；对因某些原因需下长尾管的油井，应采用过桥泵；对长冲程抽油井，可采用整筒泵；对高产能而套管直径相