水力活塞泵與水力射流泵

水力活塞泵與水力射流泵第一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三分類（Classification）水力活塞泵采油系統(tǒng)類型分類：(1)按系統(tǒng)井?dāng)?shù)分類單井流程系統(tǒng)；多井集中泵站系統(tǒng)；大型集中泵站系統(tǒng)。(2)按動(dòng)力液循環(huán)分類動(dòng)力液不與產(chǎn)出液混合。動(dòng)力液與產(chǎn)出液混合。閉式循環(huán)方式：開式循環(huán)方式：(3)按動(dòng)力液性質(zhì)分類原油動(dòng)力液水力活塞泵采油系統(tǒng)水基動(dòng)力液水力活塞泵采油系統(tǒng)第二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三水力活塞泵概念水力活塞泵是一種液壓傳動(dòng)的無桿抽油設(shè)備，它是由地面動(dòng)力泵將動(dòng)力液增壓后經(jīng)油管或?qū)Ｓ猛ǖ辣萌刖?，?qū)動(dòng)馬達(dá)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將高壓動(dòng)力液傳至井下驅(qū)動(dòng)油缸和換向閥，來幫助井下柱塞泵抽油。第三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三分類（Classification）水力活塞泵采油系統(tǒng)類型分類：(1)按系統(tǒng)井?dāng)?shù)分類單井流程系統(tǒng)；多井集中泵站系統(tǒng)；大型集中泵站系統(tǒng)。(2)按動(dòng)力液循環(huán)分類動(dòng)力液不與產(chǎn)出液混合。動(dòng)力液與產(chǎn)出液混合。閉式循環(huán)方式：開式循環(huán)方式：(3)按動(dòng)力液性質(zhì)分類原油動(dòng)力液水力活塞泵采油系統(tǒng)水基動(dòng)力液水力活塞泵采油系統(tǒng)第四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三水力活塞泵系統(tǒng)組成及工作原理

井下部分是水力活塞泵的主要機(jī)組，它由液動(dòng)機(jī)、水力活塞泵和滑閥控制機(jī)構(gòu)三個(gè)部件組成，起著抽油的主要作用；地面部分由地面動(dòng)力泵、各種控制閥及動(dòng)力液處理設(shè)備等組成，起著供給和處理動(dòng)力液的作用；中間部分有中心動(dòng)力油管以及供原油和工作過的乏動(dòng)力液一起返回到地面的專門通道。第五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三工作原理（WorkingPrincipals）動(dòng)力液地面加壓油管或?qū)Ｓ脛?dòng)力液管輸送動(dòng)力液被傳至井下液馬達(dá)處滑閥控制機(jī)構(gòu)換向動(dòng)力液驅(qū)動(dòng)液馬達(dá)液馬達(dá)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)液馬達(dá)通過活塞桿帶動(dòng)抽油泵做往復(fù)運(yùn)動(dòng)原油被增壓舉升第六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三水力活塞泵系統(tǒng)組成及工作原理（1）下沖程主控滑閥位于下死點(diǎn)。這時(shí)，高壓動(dòng)力液從中心油管經(jīng)過通道a進(jìn)入液動(dòng)機(jī)的下缸，作用在活塞的環(huán)形端面上；同時(shí)，高壓動(dòng)力液經(jīng)過通道b進(jìn)入腔室c，再由通道d進(jìn)入液動(dòng)機(jī)上缸，作用在活塞上端面上。由于活塞上、下兩端作用面積不同而產(chǎn)生壓差，使液動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵柱塞向下運(yùn)動(dòng)?；钊麠U實(shí)際上是一個(gè)輔助控制滑閥，在桿身的上、下部開有控制槽e和f。當(dāng)活塞桿接近下死點(diǎn)時(shí)，上部控制槽e溝通了主控滑閥上、下端的腔室c和g，使高壓動(dòng)力液由控制槽e進(jìn)入主控滑閥的下端腔室g。由于主控滑閥下端面的面積大于上端面的面積，在高壓動(dòng)力液作用下便產(chǎn)生壓差，使主控滑閥推向上死點(diǎn)，從而完成下沖程。第七頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三(2)上沖程主控滑閥位于上死點(diǎn)。高壓動(dòng)力液從中心油管經(jīng)過通道a進(jìn)入液動(dòng)機(jī)下缸。由于主控滑閥堵塞了通道b，使高壓動(dòng)力液不能進(jìn)入液動(dòng)機(jī)的上缸。液動(dòng)機(jī)上缸通過通道d、主控滑閥中部的環(huán)形空間h與抽取的原油相溝通。在液動(dòng)機(jī)上、下缸的壓差作用下，液動(dòng)機(jī)活塞帶動(dòng)泵的柱塞向上運(yùn)動(dòng)。上缸中工作過的乏動(dòng)力液和抽取的原油混合后舉升到地面。當(dāng)活塞桿接近上死點(diǎn)時(shí)，下部控制槽f使主控滑閥的下腔室和抽取的原油相溝通，主控滑閥便被推向下死點(diǎn)，而液動(dòng)機(jī)重新開始轉(zhuǎn)入下沖程，上沖程便結(jié)束。第八頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三地面集輸流程水力活塞泵采油系統(tǒng)按動(dòng)力液循環(huán)方式可分為開式循環(huán)與閉式循環(huán)兩種方式。在開式系統(tǒng)(OPF)中,動(dòng)力液與采出液相混合一起返出地面;在閉式系統(tǒng)(CPF)中,地面和井下動(dòng)力液在密閉回路中循環(huán),不與采出液相混。第九頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三開式水力活塞泵采油系統(tǒng)閉式水力活塞泵采油系統(tǒng)第十頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三地面集輸流程開式動(dòng)力液系統(tǒng)的地面集輸流程,該流程較適合于多井系統(tǒng),可管轄數(shù)口、數(shù)十口油井。

簡易和經(jīng)濟(jì)是開式流程的主要特點(diǎn)。當(dāng)然,在開式系統(tǒng)中,也可以用水或其它液體作動(dòng)力液,但由于加入的化學(xué)添加劑(潤滑、防腐、除氧)要與采出液相混合采出,一般都損耗掉了,因此必須連續(xù)加入。第十一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三地面集輸流程閉式動(dòng)力液系統(tǒng)，由于動(dòng)力液罐比較小,這種系統(tǒng)較適合于湖區(qū)油井、海上抽井及人口稠密區(qū)域的油井。例如在美國的加利福尼亞州,由于許多油井座落在城鎮(zhèn)和海上,因此廣泛采用閉式系統(tǒng)。在大多數(shù)情況下,閉式動(dòng)力液系統(tǒng)都用水作動(dòng)力液,原因是水與油相比,摩擦阻力小、危險(xiǎn)性小、對環(huán)境的影響也較小。但用水作動(dòng)力液,需要添加潤滑劑,并需進(jìn)行防腐處理,這些都將增加生產(chǎn)管理費(fèi)用。第十二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三適應(yīng)條件主要缺點(diǎn)：油層深度與排量范圍大；含蠟；稠油；井斜。(1)機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高；(2)地面流程大，投資高(規(guī)模效益)；第十三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三水力射流泵概念

水力射流泵(簡稱射流泵)是一種特殊的水力泵。利用射流原理將注入井內(nèi)的高壓動(dòng)力液的能量傳遞給井下產(chǎn)液的無桿水力采油裝置。射流泵采油系統(tǒng)與水力活塞泵采油系統(tǒng)的組成相似，由地面儲(chǔ)液罐、高壓地面泵和井下射流泵組成。第十四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三

射流泵是通過地面注入與地層產(chǎn)出的兩種流體之間的動(dòng)量交換實(shí)現(xiàn)能量傳遞來工作的。典型的套管自由式井下射流泵裝置如圖所示。射流泵的主要特點(diǎn)之一是沒有運(yùn)動(dòng)部件。射流泵的工作元件是噴嘴、喉管和擴(kuò)散管。射流泵的結(jié)構(gòu)1—打撈頭；2—提升皮碗；3—排油孔；4—擴(kuò)散器；5—喉管；6—噴嘴；7—油管；8—封隔器；9—套管；10—尾管

(1)噴嘴作用相當(dāng)于射流泵的馬達(dá)，其流動(dòng)特性與孔板相似。(2)喉管喉管的作用是使產(chǎn)液和動(dòng)力液在其中完全混合，交換能量，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)混合管。(3)擴(kuò)散管擴(kuò)散管是一個(gè)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力的能量轉(zhuǎn)換器。

第十五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三2．射流泵的工作原理

射流泵通過噴嘴將動(dòng)力液高壓勢能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賱?dòng)能；在喉管內(nèi)，高速動(dòng)力液與低速產(chǎn)液混合，進(jìn)行動(dòng)量交換；通過擴(kuò)散管將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，使混合物采到地面。射流泵的優(yōu)點(diǎn)

(1)沒有運(yùn)動(dòng)部件，適合于舉升含腐蝕和含砂流體；(2)結(jié)構(gòu)緊湊，適用于傾斜、水平井；(3)自由投撈作業(yè)，維護(hù)費(fèi)用低；(4)產(chǎn)量范圍大，控制靈活方便；(5)能用于稠油開采，容易對動(dòng)力液加熱；(6)能處理高含氣流體；(7)適用于高溫深井；(8)對非自噴井，可用于產(chǎn)能測試和鉆桿測試。缺點(diǎn)：1）必須有較高的吸入壓力，使射流泵的應(yīng)用受到限制。2）射流泵泵效較低，所需要的輸入功率比水力活塞泵高。第十六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三井下射流泵工作示意圖射流泵工作原理：動(dòng)力液地面加壓；油管或