04有杆泵及无杆泵采油技术
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机械有杆、无杆采油技术
2.影响泵效的因素
Q/Qt
(1)
抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩
入
Sp S
(2) 气体和充不满的影响 V 液
V活
(3B
1 Bl
3.提高泵效的措施
(1)选择合理的工作方式 ①选用大冲程、小冲次，减小气体影响，降低悬点载荷， 特别是稠油的井。 ②连喷带抽井选用大冲数快速抽汲，以增强诱喷作用。
液击现象：泵充不满生产时，柱塞与泵内液面撞击引 起抽油设备受力急剧变化的现象。
2.漏失对示功图的影响 ① 排出部分的漏失
图10-9 泵排出部分漏失
柱塞的有效吸入行程：
Spu BC
泵效：
BC/S
② 吸入部分漏失
图10-10 吸入凡尔漏失
柱塞的有效吸入行程：
SpedDA
泵效：
DA/S
图10-11 吸入凡尔严重漏失
1)上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上
的游动阀受管内液柱压力而关闭。
泵内压力降低，固定阀在环形空间液 柱压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用 下被打开。
泵内吸入液体、井口排出液体。
泵吸入的条件： 泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。
A-上冲程
2)下冲程
柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。 泵内压力增加，当泵内压力大于柱塞以上 液柱压力时，游动阀被顶开。
(一)理论示功图及其分析
1.静载荷作用下的理论示功图
循环过程：下死点A加载完成B上 死点C卸载完成D下死点A
图10-5 静载理论示功图
ABC为上冲程静载荷变化线。AB为加载过程， 加载过程中，游动凡尔和固定凡尔处于关闭 状态；在B点加载完毕，变形结束，柱塞与 泵筒开始发生相对位移，固定凡尔打开而吸 入液体。BC为吸入过程（BC=sP为泵的冲 程），游动凡尔处于关闭状态。
04有杆泵及无杆泵采油技术
石油天然气工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
2、抽油泵
抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。
主要组成
工作筒(外筒和衬套) 柱塞 游动凡尔(排出阀) 固定凡尔(吸入阀)
柱塞 游动凡尔 工作筒 固定凡尔
石油天然气工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
Hale Waihona Puke 泵的类型按照抽油泵在油管中的固定方式可分为： 管式泵和杆式泵
A-管式泵
B-杆式泵
1—油管；2—锁紧卡；3—柱塞；4—游动凡尔；5—工作筒；6—固定凡尔
石油天然气工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
（1）管式抽油泵： －下泵深度较小的高产油井
特
工作筒在地面组装好后接在油管 柱下端，随油管一起下入井内，
点
然后投入固定凡尔，最后把柱塞
接在抽油杆柱下端下入泵筒内。
柱塞上下抽汲一次为一个冲程在一个冲程内完一分钟内完成的冲程次数叫冲数冲次第一节第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理泵的理论排量及泵效泵的理论排量及泵效第一节第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理泵的工作过程泵的工作过程是由三个基本环节所组成即是由三个基本环节所组成即柱塞在柱塞在泵内让出容积泵内让出容积井内液体进泵井内液体进泵和和从泵内排出井内液体从泵内排出井内液体
在实际生产中，由于油管、抽油杆的弹性伸缩、气体进泵、砂、 蜡等各种因素影响，实际产量往往小于理论排量Qt。
泵效：实际产量Q与理论产量Qt的比值
＝ Q
Qt
泵效的大小反映了泵的工作状况，泵效越大，泵的工 作条件越好。
石油天然气工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理 （二)泵的理论排量及泵效
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
2、抽油泵
抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。
主要组成
工作筒(外筒和衬套) 柱塞 游动凡尔(排出阀) 固定凡尔(吸入阀)
柱塞 游动凡尔 工作筒 固定凡尔
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
Hale Waihona Puke 泵的类型按照抽油泵在油管中的固定方式可分为： 管式泵和杆式泵
A-管式泵
B-杆式泵
1—油管；2—锁紧卡；3—柱塞；4—游动凡尔；5—工作筒；6—固定凡尔
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
（1）管式抽油泵： －下泵深度较小的高产油井
特
工作筒在地面组装好后接在油管 柱下端，随油管一起下入井内，
点
然后投入固定凡尔，最后把柱塞
接在抽油杆柱下端下入泵筒内。
柱塞上下抽汲一次为一个冲程在一个冲程内完一分钟内完成的冲程次数叫冲数冲次第一节第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理泵的理论排量及泵效泵的理论排量及泵效第一节第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理泵的工作过程泵的工作过程是由三个基本环节所组成即是由三个基本环节所组成即柱塞在柱塞在泵内让出容积泵内让出容积井内液体进泵井内液体进泵和和从泵内排出井内液体从泵内排出井内液体
在实际生产中，由于油管、抽油杆的弹性伸缩、气体进泵、砂、 蜡等各种因素影响，实际产量往往小于理论排量Qt。
泵效：实际产量Q与理论产量Qt的比值
＝ Q
Qt
泵效的大小反映了泵的工作状况，泵效越大，泵的工 作条件越好。
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理 （二)泵的理论排量及泵效
有杆泵采油技术ppt课件
dS a A V r (sin sin 2 ) A dt 2 b
dV a 2 A r (cos cos 2 ) A点加速度: W A dt b
.
图3-9
27 曲柄滑块机构简图
图3-11 悬点加速度变化曲线 1-按简谐运动计算；
主要组成
工作筒(外筒和衬套)、柱塞及游动阀(排出阀)和固定阀 (吸入阀)
分类
按照抽油泵在油管中的固定方式可分为：管式泵和杆式泵
.
15
管式泵：外筒和衬套在地面组装好接在
油管下部先下入井内，然后投入固定阀， 最后再把柱塞接在抽油杆柱下端下入泵内。
杆式泵：整个泵在地面组装好后接在抽油
杆柱的下端整体通过油管下入井内，由预 先装在油管预定深度(下泵深度)上的卡簧 固定在油管上，检泵时不需要起油管。
.
19
超高强度抽油杆
特 种 抽 油 杆
玻璃钢抽油杆 空心抽油杆 电热抽油杆
连续抽油杆
柔性抽油杆：如钢丝绳抽油杆
.
20
.
连续抽油杆作业与运输车
21
二、泵的工作原理
(一)泵的抽汲过程
1)上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的 游动阀受管内液柱压力和自重作用而关闭。
泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱 压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用下被 打开。
.
4
第一节 抽油装置及泵的工作原理
一、抽油装置
抽油机 设 备 组 成 抽油杆 抽油泵
三抽
其它附件
.
5
(一)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，包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。
游梁式抽油机组成
dV a 2 A r (cos cos 2 ) A点加速度: W A dt b
.
图3-9
27 曲柄滑块机构简图
图3-11 悬点加速度变化曲线 1-按简谐运动计算；
主要组成
工作筒(外筒和衬套)、柱塞及游动阀(排出阀)和固定阀 (吸入阀)
分类
按照抽油泵在油管中的固定方式可分为：管式泵和杆式泵
.
15
管式泵：外筒和衬套在地面组装好接在
油管下部先下入井内，然后投入固定阀， 最后再把柱塞接在抽油杆柱下端下入泵内。
杆式泵：整个泵在地面组装好后接在抽油
杆柱的下端整体通过油管下入井内，由预 先装在油管预定深度(下泵深度)上的卡簧 固定在油管上，检泵时不需要起油管。
.
19
超高强度抽油杆
特 种 抽 油 杆
玻璃钢抽油杆 空心抽油杆 电热抽油杆
连续抽油杆
柔性抽油杆：如钢丝绳抽油杆
.
20
.
连续抽油杆作业与运输车
21
二、泵的工作原理
(一)泵的抽汲过程
1)上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的 游动阀受管内液柱压力和自重作用而关闭。
泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱 压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用下被 打开。
.
4
第一节 抽油装置及泵的工作原理
一、抽油装置
抽油机 设 备 组 成 抽油杆 抽油泵
三抽
其它附件
.
5
(一)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，包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。
游梁式抽油机组成
无杆泵采油
课时：6 学时
重点授课内容提要
第一节 电动潜油离心泵采油
电动潜油离心泵简称潜油电泵或电潜泵或电泵，20 世纪 20 年代中后期开始在美国应用。
（一）系统组成
潜油电机是一般是两极三相鼠笼式异步感应电动机，与其它异步电动机工作原理相同。 其主要特点是，外形呈细长型；定子和转子分节；电机内充满专用润滑油，起润滑、冷却、 增强电机绝缘性能和平衡电机内外压力的作用。
（二）螺杆泵的结构和工作原理 1、螺杆泵的结构
由定子和转子组成。转子是通过精加工、表面镀铬的高强度螺杆；定子就是泵筒，是由 一种坚固、耐油、抗腐蚀的合成橡胶精磨成型，然后被永久地粘接在钢壳体内而成。除单螺 杆泵外，螺杆泵还有多螺杆（双螺杆、三螺杆等泵）。 2、螺杆泵的工作原理
靠空腔排油，即转子与定子间形成的一个个互不连通的封闭腔室，当转子转动时，封闭 空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。封闭腔在排出端消失，空腔内的原油也就随之 由吸入端均匀地挤到排出端。同时，又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入。 （三）螺杆泵采油的特点
电动潜油离心泵是由多级组成的，其中每一级包括一个固定的导轮和一个可转动的叶 轮。与普通离心泵相比，在结构上有以下特点：①受套管内径限制，泵外形是细长状，直径 小，长度大，叶轮、导轮级数多；②垂直悬挂运转，轴向卸载，径向扶正。
电缆包括潜油动力电缆和潜油电机引接线。动力电缆分为圆电缆和扁电缆两类，而电机 引接线只有扁电缆一种。井径较大者用圆电缆，井径较小者可用扁电缆。其主要作用是将地 面的电力传输给井下电机。
保护器是利用井液与电机油的密度差异，以防止井液进入电机造成短路而烧毁电机的装 置。
分离器分可为沉降式和旋转（离心）式两种。沉降式分离器是靠重力分异进行油气分离 的，其效果较差，适合于气液比低于 10%的井。旋转式分离器是靠旋转时产生的离心力进 行油气分离的，分离效果较好，在吸入口气液比低于 30%的范围内使用，分离效率可达 90% 以上。
重点授课内容提要
第一节 电动潜油离心泵采油
电动潜油离心泵简称潜油电泵或电潜泵或电泵，20 世纪 20 年代中后期开始在美国应用。
（一）系统组成
潜油电机是一般是两极三相鼠笼式异步感应电动机，与其它异步电动机工作原理相同。 其主要特点是，外形呈细长型；定子和转子分节；电机内充满专用润滑油，起润滑、冷却、 增强电机绝缘性能和平衡电机内外压力的作用。
（二）螺杆泵的结构和工作原理 1、螺杆泵的结构
由定子和转子组成。转子是通过精加工、表面镀铬的高强度螺杆；定子就是泵筒，是由 一种坚固、耐油、抗腐蚀的合成橡胶精磨成型，然后被永久地粘接在钢壳体内而成。除单螺 杆泵外，螺杆泵还有多螺杆（双螺杆、三螺杆等泵）。 2、螺杆泵的工作原理
靠空腔排油，即转子与定子间形成的一个个互不连通的封闭腔室，当转子转动时，封闭 空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。封闭腔在排出端消失，空腔内的原油也就随之 由吸入端均匀地挤到排出端。同时，又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入。 （三）螺杆泵采油的特点
电动潜油离心泵是由多级组成的，其中每一级包括一个固定的导轮和一个可转动的叶 轮。与普通离心泵相比，在结构上有以下特点：①受套管内径限制，泵外形是细长状，直径 小，长度大，叶轮、导轮级数多；②垂直悬挂运转，轴向卸载，径向扶正。
电缆包括潜油动力电缆和潜油电机引接线。动力电缆分为圆电缆和扁电缆两类，而电机 引接线只有扁电缆一种。井径较大者用圆电缆，井径较小者可用扁电缆。其主要作用是将地 面的电力传输给井下电机。
保护器是利用井液与电机油的密度差异，以防止井液进入电机造成短路而烧毁电机的装 置。
分离器分可为沉降式和旋转（离心）式两种。沉降式分离器是靠重力分异进行油气分离 的，其效果较差，适合于气液比低于 10%的井。旋转式分离器是靠旋转时产生的离心力进 行油气分离的，分离效果较好，在吸入口气液比低于 30%的范围内使用，分离效率可达 90% 以上。
无杆泵采油课程包课件
无杆泵采油技术应用范围
01
02
03
稠油开采
无杆泵采油系统适用于高 粘度、高凝固点的稠油开 采，通过优化参数和设备 配置，可实现高效开采。
深层油藏开发
无杆泵采油系统具有较大 的扬程和排量范围，适用 于深层、超深层油藏的开 发，可提高采收率。
水平井、斜井开采
无杆泵采油系统可适应各 种复杂的井身结构，包括 水平井、斜井等，实现高 效开采。
控制系统设计
设计可靠的控制系统，实 现泵的启停、调速和保护 功能，确保安全生产。
举升方式优化及调整策略
举升方式优化
根据生产动态和地层特性，优化无杆 泵的举升方式，提高泵效和产量。
调整策略制定
针对生产中出现的问题，制定相应的 调整策略，如更换泵型、调整工作制 度等。
04 生产现场操作管 理与维护保养制 度建立
气体驱动原理
利用地面压缩机将高压气体注入 井下气体马达，通过马达驱动抽 油泵进行采油。
无杆泵采油技术优势
节能降耗
无杆泵采油系统无需长长的抽油 杆和抽油机，减少了能量损失和
设备维护成本。
增产增效
无杆泵采油系统可实现井下设备的 灵活配置，适应各种复杂的油井条 件，提高采油效率。
环保安全
无杆泵采油系统无需使用传统的机 械采油设备，减少了噪音和振动， 改善了工作环境，同时也降低了安 全风险。
锚定装置
将抽油泵固定在井下，防止其 移动或损坏。
筛管
防止大颗粒物进入泵筒，保护 抽油泵免受损坏。
油管
连接抽油泵和井口，实现原油 的输送。
控制系统及监测技术
控制柜
对地面驱动系统进行控制，实现启动、停止、 调速等功能。
自动化控制技术
采油机械——有杆泵采油
(2)游梁
游梁的作用：游梁安装在支 架轴承上，作用是绕支点 轴承作摇摆运动来传递动 力，同时也是承受负荷的 主要构件。
游梁安装的要求：为了校准 驴头中心与井口中心一致, 往往在游梁上焊上2—4个 顶丝，并且将游梁上的 “U”型卡子的孔开成长方 形的。亦有在抽油机支架 上焊上2—4个顶丝，用来 调节小轴的轴承位置。
安装时要注意曲柄孔、曲柄孔 键槽、锥形套和键等应有良 好的配合，否则易滚键或断 曲柄销。
(5)曲柄
曲柄的位置：曲柄安装在 减速器输出轴两端共 两个。
曲柄的结构：曲柄上有 4—8 个 圆 孔 ， 调 节 冲 程时可将曲柄销子固 定在任何一个适当的 孔里。图为曲柄和平 衡块的安装图。
(5)曲柄
曲柄的安装:曲柄一端有开口 的大孔,是用它把曲柄安装 在减速器的输出轴上。安 装时键槽孔要对正,然后将 键打入键槽,再将孔旁的差 动螺丝或T型螺丝上紧。曲 柄两侧的两个大铁块叫平 衡块，平衡块是用T型螺丝 与曲柄紧固在一起。平衡 块上面标的箭头处是平衡 块的中心线，它是供调平 衡时应用的。
(3)横梁
横梁的作用：是连接连杆 与游梁之间的桥梁，动 力经过横梁才能带动游 梁作摇摆运动
横梁的形式: 一般有三种, 一种是直形横梁，另一 种是船形横梁，还有一 种是翼形横梁。
横梁结构：多采用型钢焊 接结构，如船形横梁 ( 图 a) ， 也 有 少 数 铸 造 横梁，如翼形横梁(图b)
第4堂开始
普通式抽油机结构简图
2.游梁式抽油机的结构：
(1)驴头
驴头的安装形式： 驴头是装在游梁近
井口端的一个带弧面构 件，由钢板或三角铁焊 接制成。 驴头的作用：
在游梁摆动的情况 下保证光杆始终对准井 口中心位置。
驴头的类型:
有杆泵采油技术讲解
一、抽油机
是抽油机一深井泵采油系统的主要地面设备
（一）抽油机的分类
机械式传动抽油机 按传动方式可分为
液压传动抽油机
常规式抽油机 曲柄平衡
游梁式抽油机 前置( 移 )抽油机 气动平衡
按外形结构和
异形游梁式抽油机
原理可分为
塔架式抽油机
无梁式抽油机 链条式抽油机
矮形异相曲柄平衡抽油器、驴头、游梁、 横梁、连杆、支架、曲柄、平 衡块、减速箱、刹车装置、底 座及各种连接轴承组成。
辅机：
由电动机 , 电路控制装置 组成
3.主要部件的作用:
(1)驴头与游梁的连接方式有三种 ： 悬挂式连接 穿销式连接 螺栓连接
(2)驴头移开井口的方法：
上翻式 :修井时把驴 头翻到游梁上，驴 头穿销为横穿式 , 可 上翻 1800。可以用 大钩提放，方便迅 速，但笨重不安 全．
有杆泵采油技术
在油田开发过程中,如油井不能自喷,则必须 借助机械的能量进行采油．机械采油是指人为 地通过各种机械从地面向油井内补充能量,举油 出井的生产方式．
有杆泵采油 目前使用的机械采油
无杆泵采油
培训内容
抽油机—深井泵采油系统
深井泵采油系统 —抽油机
1.抽油机
主要内容： 2.抽油杆
3.抽油泵
非常规型抽油机
1. 异形游梁式抽油机
①结构特点 ：
用一个后驴头来代替了普通游梁式抽油机的尾 轴 , 并用一根驱动绳辫子来连接横梁 , 构成了 抽油机的四连杆机构。
②工作原理： 电动机将其动力传递给减速器 , 经曲柄、连杆、 横梁、驱动绳辫、后驴头带动前驴头绕支架轴摆 动。前驴头上下运动通过悬绳器带动抽油杆、活 塞上下往复运动,抽油出井。
块 (5) 平衡块 : 减小上下行载荷
延大采油工程原理与设计课件04无杆泵采油
第一节 电动潜油离心泵采油
一 电潜泵采油装置及其工作原理
电潜泵是井下工作的多级离心泵，同油管一起下入井内， 地面电源通过变压器、控制屏和潜油电缆将电能输送给井下潜 油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能， 把油井中的井液举升到地面。
电潜泵采油装置组成:
井下机组部分
潜油电机、保护器、分离器和 多级离心泵
一、系统组成
第一节 电动潜油离心泵采油
电泵采油的主要特点 1. 电泵举升方式的主要优点
➢ 排量大； ➢ 操作简单，管理方便； ➢ 能较好地运用于斜井、水平井和海上采油； ➢ 在防蜡方面有一定的作用。 2. 电泵举升方式的主要缺点 ➢ 下入深度受到限制； ➢ 比较昂贵，初期投资高； ➢ 作业费用高和停产时间过长； ➢ 电机、电缆易出现故障； ➢ 日常维护要求高。
压力传感器（downhole sensor ）
用于测量井下压力和温度，确定井的产能，便于自动控制
单流阀（check valve）
在泵内不工作时保持油管柱充满流体，易于时油管柱内的气体易压缩，形成高压，操作不安全； 防止停泵后液体倒流，使机组反转。
泄油阀
第四章 无杆泵采油
无杆泵采油：用电缆或高压液体将地面能量传输到井下，带动井下机组工作把原 油抽至地面。
内容提要 第一节 电动潜油离心泵采油 第二节 水力泵采油 第三节 螺杆泵采油 第四节 人工举升方式优选
第一节 电动潜油离心泵采油
电动潜油离心泵简称潜油电泵或电潜泵或电泵， 20世纪20年代中后期开始在美国应用。
井口 井底
分离器
泵机组 油层
电潜泵油井的生产系统是由油层、井筒、井下电 泵机组和地面出油管线与分离器等四个子系统组 成，每个子系统都有各自不同的流动规律。要使 油井高效稳定的生产，就必须在生产系统设计时 充分利用各子系统协调时的油井生产规律。
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在一个冲程内，排出的液体体积：
V fpS
柱塞横截面积,m2
光杆冲程，m
石油天然气工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理 （二)泵的理论排量及泵效
每分钟的冲数为N，则每分钟排量：
Vm f p SN
冲数（冲次）
每日排量: Qt 1440 f pSN
泵的理论排量
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理 （二)泵的理论排量及泵效
A-管式泵
B-杆式泵
1—油管；2—锁紧卡；3—柱塞；4—游动凡尔；5—工作筒；6—固定凡尔
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
（1）管式抽油泵： －下泵深度较小的高产油井
特
工作筒在地面组装好后接在油管 柱下端，随油管一起下入井内，
点
然后投入固定凡尔，最后把柱塞
接在抽油杆柱下端下入泵筒内。
泵内进液的条件： 泵内压力(吸入压力)低于沉没压力（油、套管
环形空间液柱压力）。
A石-油上天然冲气程工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
2、下冲程
抽油杆柱带动柱塞向下运动，固定凡尔在重力作用下 关闭。泵内压力因液体压缩而增高，当泵内压力大于柱 塞以上液柱压力时，游动凡尔被顶开。柱塞下部泵筒内 的液体通过游动凡尔进入柱塞上部的油管中。
充满系数：
表示泵的充满程度，其值为泵内吸入液体与活塞让出体积之比：
Vl
Vp
V p —上冲程活塞让出的容积
Vl —每冲程吸入泵内的液体体积
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第二节 影响泵效的因素及提高措施
（三）漏失的影响
柱塞与衬套的间隙及阀和其它部件间的漏失都会使实际排 量减小。
一般，在下泵后一定时期内，漏失的影响是不大的，但当 液体有腐蚀性或含砂时，将会由于对泵的腐蚀和磨损，使漏 失迅速增加。
泵的理论排量: Qt 1440 f p SN
泵效：实际产量Q与理论产量Qt的比值
＝ Q
Qt
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复习提要
二. 提高泵效措施
1、选择合理的工作方式 2、确定合理沉没度 3、改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性 4、使用油管锚减少冲程损失 5、合理利用气体能量及减少气体影响
石油天然气工程学院
(1)排出部分漏失（游动凡尔、活塞衬套） (2)吸入部分漏失（吸入凡尔） (3)其它部分漏失（油管丝扣、泵的连接部分、泄油器）
石油天然气工程学院
第二节 影响泵效的因素及提高措施
二.提高泵效的措施
1、选择合理的工作方式
Vm f pSN
① 一般是先选用大冲程和较小泵径，这样既可以减小气体影响，又可以 降低悬点载荷。
泵排出的条件： 泵内压力高于柱塞以上的液柱压力。
柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个冲程内完
成进油与排油的过程。
一分钟内完成的冲程次数叫冲数（冲次）
B-下冲程
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理 （二)泵的理论排量及泵效
泵的工作过程是由三个基本环节所组成，即柱塞在泵 内让出容积，井内液体进泵和从泵内排出井内液体。
优
检泵、提泵时不必起出油管，大 大缩短了作业时间，同时没有固
点
定凡尔打捞装置，余隙小，适用
于含气井。
缺 点
结构复杂，成本高，相同油管直 径允许下入的泵径小。
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
二、泵的工作原理
（一）泵的抽汲过程
1、上冲程
抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的游动凡 尔受管内液柱压力而关闭。此时，泵内压力降低， 固定凡尔在油、套管环形空间液柱压力与泵内压 力之差的作用下被打开，泵筒内吸入液体。
石油天然气工程学院
第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
2、抽油泵
抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。
主要组成
工作筒(外筒和衬套) 柱塞 游动凡尔(排出阀) 固定凡尔(吸入阀)
柱塞 游动凡尔 工作筒 固定凡尔
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
泵的类型
按照抽油泵在油管中的固定方式可分为： 管式泵和杆式泵
1、抽油机
抽油机是有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化 为机械能，包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
1、抽油机
游梁式抽油机组成
游梁-连杆-曲柄机构 减速箱 动力设备 辅助装置
工作原理
工作时，动力设备将高速旋转运动通过减速箱传递给曲柄，带 动曲柄作低速旋转；曲柄通过连杆带动游梁作上下摆动；挂在驴 头上的悬绳器通过抽油杆带动井下深井泵作上下往复运动，把油 抽到地面。
抽油杆上，引起油管和抽油杆周期性地增载和减载，从而引起 弹性伸缩。 2、惯性载荷对活塞冲程的影响
3、抽油杆振动对活塞冲程的影响
液柱载荷交变作用 抽油杆柱变速运动
抽油杆柱振动
抽油杆柱变形
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第二节 影响泵效的因素及提高措施
（二）气体对泵效的影响
当泵内吸入气液混合物后，气体占据了柱塞让出的部分空间， 或者当泵的排量大于油层供油能力时，液体来不及进入泵内，都 会使进入泵内的液量减小。
在实际生产中，由于油管、抽油杆的弹性伸缩、气体进泵、砂、 蜡等各种因素影响，实际产量往往小于理论排量Qt。
泵效：实际产量Q与理论产量Qt的比值
＝ Q
Qt
泵效的大小反映了泵的工作状况，泵效越大，泵的工 作条件越好。
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理 （二)泵的理论排量及泵效
例：已知某油井的抽油泵的直径0.075m，冲程3m，冲数15次/分钟，每天排 液量为90m3，请计算该泵的泵效。
优
结构简单，制造成本低，在相同
点
油管直径下，允许下入的泵径较
杆式泵大，因而排量大。
缺
检泵时要起出全部油管，费工费 时，适用于下泵深度不很大、产
点
量较高的的油井。
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理 （2）杆式抽油泵：－下泵深度较大的低产油井
特 点
把活塞、固定凡尔和工作筒组装 成一个整体，接在抽油杆柱的下 端整体通过油管下入井内
石油工程概论
(General Introduction of Petroleum Engineering)
第四章
有杆泵及无杆泵采油技术
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
一、抽油装置
抽油机（地面）
设 备
抽油杆（传动动力）
组 抽油泵（井筒内）
成 其它附件
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第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理
泵效计算公式：
η＝Q/Qt
Q =1440×fp×S×N
Q－泵的实际排量，m3； Qt－泵的理论排量，m3；
m2； S－泵的冲程，m；N－泵的冲数，次/分钟；
fp－泵的横截面积，
Q Qt
1440
3.14
90 0.075 2
2
315
100%
31.5%
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第二节 影响泵效的因素及提高措施
② 对于稠油的井，一般选用大泵径、大冲程、小冲次； ③ 对于连喷带抽井则选用大冲数快速抽汲，以增强诱喷作用。
2、确定合理沉没度。 降低泵口气液比，，减小进泵气量，从而提高泵的充满程度。
3、改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能。 采取防砂、防腐蚀、防蜡及定期检泵。
4、使用油管锚减少冲程损失
5、合理利用气体能量及减少气体影响
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复习提要
一、泵的冲程
抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的游动凡尔受管内液柱 压力而关闭。此时，泵内压力降低，固定凡尔在油、套管环形 空间液柱压力与泵内压力之差的作用下被打开，泵筒内吸入液 体。→上冲程
抽油杆柱带动柱塞向下运动，固定凡尔在重力作用下关闭。 泵内压力因液体压缩而增高，当泵内压力大于柱塞以上液柱压 力时，游动凡尔被顶开。柱塞下部泵筒内的液体通过游动凡尔 进入柱塞上部的油管中。→下冲程
一、泵效影响因素： 从泵工作的三个基本环节（活塞让出体积、原油进泵和泵
内排液）可归纳为： (1) 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩 (2) 气体和充不满的影响 (3) 漏失影响
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第二节 影响泵效的因素及提高措施
（一）抽油杆和油管弹性伸缩对活塞冲程的影响
1、静载荷对活塞冲程的影响 在上下ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程中由于活塞以上的液柱重量交替地作用于油管和