抽油泵及抽油杆页
有杆抽油系统——第2章 抽油杆
第2章 抽油杆
2.1 抽油杆结构及制造工艺 2.2 特种抽油杆 2.3 抽油杆失效分析 2.4 抽油杆柱附属器具
2.2 特种抽油杆
普通抽油杆的缺点：(发展特种抽油杆的原因) 适应不了深井采油、大泵强采需要 适应不了斜井开采的需要 适应不了高粘油井开采需要 适应不了高腐蚀性油井开采需要 适应不了严重结蜡油井的开采需要
第2章 抽油杆
China University of Petroleum
第2章 抽油杆
抽油杆是抽油设备的重要部件，它将抽油机的运动和 能量传递给井下抽油泵。抽油杆的疲劳强度和使用寿命决 定和影响了整套抽油设备的最大下泵深度和排量。
在抽油过程中，抽油杆柱承受的是不对称循环载荷的 作用，其工作介质为原油、地层水和天然气。抽油杆主要 失效形式为疲劳断裂或腐蚀疲劳断裂。抽油杆的断脱事故 会严重影响原油的生产，增加修井作业费用，提高了原油 的成本。为了提高抽油杆工作的可靠性和使用寿命，国内 外在抽油杆的材料、制造、使用、管理及维护等方面开展 了大量的研究工作，取得了可喜的成果。
70年代初期，美国和加拿大使用的EL I型和EL II型超 高强度抽油杆，已超过60.96万米，失效一直很少。
2.2 特种抽油杆
二、玻璃钢抽油杆
与金属材料相比，玻璃钢制品具有重量轻、抗腐蚀、 疲劳性能好等独特优点，近十几年的开发研究，已成功 地用玻璃钢材料试制成抽油杆，现场使用证明，玻璃钢 杆有很大发展潜力。
的弹性模量为4.96×104MPa，因此玻璃钢抽油杆具有更 好的弹性。
玻璃钢杆比普通杆具有更低的固有频率。普通抽油 杆的工作频率与固有频率之比N/N0<0.5，而玻璃钢杆在 0.50.8之间，玻璃钢杆可以在更接近于系统的固有频率 附近工作，其柱塞冲程将被放大12倍左右，只要合理设 计杆柱能实现超冲程，即Sp/S>1。
采油装置中的“三抽设备”
采油装置中的“三抽设备”深井泵采油装置最常用的是游梁式抽油机——抽油泵装置，它包括抽油机、抽油井井口装置的地面部分和包括抽油杆、抽油泵、油管等井下部分组成，其中抽油机、抽油杆、抽油泵是这种抽油装置最主要的部件，即所谓的“三抽设备”。
1．抽油机抽油机是抽油井地面机械传动装置，它和抽油杆、抽油泵协作使用，可以将井下原油抽到地面。
因抽油机的结构和工作原理不同，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。
游梁式抽油机按结构不同，可分为一般式和前移式（前置式）。
一般式的支架在驴头和曲柄连杆机构之间，前移式的曲柄连杆机构位于驴头和游梁支架之间。
抽油机的工作原理是电动机将其高速旋转运动传递给减速箱的输出轴，经中间轴后带动输出轴，输出轴带动曲柄作低速旋转运动。
同时，曲柄通过连杆经横梁后臂拉着游梁后臂（或前臂）摇摆（或者是连杆直接拉着游梁后臂）。
游梁前端装有驴头，活塞以上液柱及抽油杆柱等载荷均通过悬绳器悬挂在驴头上。
由于驴头伴同游梁一起上下摇摆，游梁驴头便带动活塞作上下、垂直的往复运动，将油抽出井筒。
2．抽油泵抽油泵也称深井泵，是有杆机械采油的一种专用设备，泵位于油井井筒中动液面以下肯定深度，依靠抽油杆传递抽油机动力，将原油抽出地面。
因在井内安装的方式不同，可分为管式泵和杆式泵两种。
现场应用较多的是管式泵。
管式泵泵径较大，排量较大、结构简洁、价格低廉，适用于产量高、油井较浅、含砂较多、气量较小的井使用；杆式泵泵径小，排量低、检泵便利，适用于产量低的深井。
抽油泵的工作原理是地面上的抽油机通过抽油杆带动泵的活塞上下往复运动，不断将油顶到地面。
泵的一次上下运动叫一个冲程，一次冲程的排液量理论上等于抽油泵活塞向上运动让出的体积。
实际上，抽油井生产时受各种因素影响，油井产液量并不等于理论排量，抽油井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效，抽油机的泵效是一个重要的管理指标。
影响泵效的因素有三方面：（1）地质因素，如油井出砂、气体的影响、油井结蜡、原油高粘度以及原油中含有的腐蚀性水和气体；（2）泵的制造安装质量；（3）泵的工作参数选择。
有杆抽油系统——第3章 抽油泵讲解
3.2 抽油泵的类型与结构
泵筒总成
泵筒是管式泵最主要的零件，其两端带有螺纹，内 表面经热处理，具有良好的耐磨、耐腐蚀性能，并能保 证与柱塞的高精度配合；泵筒接箍一端与泵筒连接并以 额定的上扣扭矩来保证其内孔端面与泵筒端面的密封， 另一端由管螺纹与加长短节连接并密封。
油管接箍直接连接在井下油管下端，起到把管式抽油 泵固定在油管上的作用。
3.2 抽油泵的类型与结构
柱塞总成
柱塞总成由柱塞上部出油阀罩，上下出油阀球与阀座， 柱塞，柱塞下部出油阀罩组成。
按柱塞两端的螺纹形式分为外螺纹柱塞和内螺纹柱塞。 按表面强化工艺分为镀铬柱塞和喷焊柱塞。喷焊柱塞与 镀铬柱塞相比具有表面孔隙率低，耐腐蚀性能好，更耐磨损， 与各种内壁硬化和电镀的泵筒均能匹配使用等优点。
(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 l
V液
V活
入
Sp S
(4)Bl
3.1 抽油泵的工作原理及工作特点
（四）提高泵效的措施
(1)选择合理的工作方式 ①选用长冲程、低冲次，减小气体影响，降低悬点载荷，特别 是稠油井。 ②连喷带抽井选用大冲数快速抽汲，以增强诱喷作用。 ③深井抽汲时，S和N的选择一定要避开不利配合区。 (2)确定合理沉没度。 (3)改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能。
3.2 抽油泵的类型与结构
2．杆式抽油泵的结构及特点 杆式泵在下泵时是将整个泵随抽油杆柱下入油管内
的预定位置并固定，所以又称之为“插入式泵”。 按固定装置在泵上的位置和在抽油时泵筒上下移动
还是柱塞移动，可将杆式泵分成定筒式顶部固定杆式泵 图1；定筒式底部固定杆式泵图2；动筒式底部固定杆式 泵图3。
抽油泵及抽油杆
32 19 38.1
38 25.4 38.1
44 28.6 38.1
57 35 38.1
70 44.5 50.8
83 50.8 50.8
95 50.8 60.4
凡尔罩 凡尔球 凡尔座
下接头
凡尔
管式泵---优缺点
作业下井时，首先将泵、固定
阀连接到油管柱中，下到预定位置， 再将柱塞连接到抽油杆柱下端，随 抽油杆柱一起下入泵筒。
特种抽油泵----长柱塞式防砂卡泵
1、结构：
主要由长柱塞（4.6m、5.5m、6.4m）、短泵筒 （1.2m）、双通接头、沉砂外筒、进出油阀、水力连 通式挡砂圈等。 其特点为：长柱塞、短泵筒、泵下沉砂、侧向进 油。
2、工作原理： 借助挡砂圈及漏失液的共同作用，阻挡 砂粒进入柱塞与泵筒之间的密封间隙，从而 杜绝了砂卡，减轻了泵筒与柱塞的磨损，使 表面强化层不易被破坏。当油井停抽时，下 沉的砂粒沿沉砂环空沉入泵下尾管，不会象 常规泵那样在泵上聚集，避免了砂埋抽油杆。
2-排气孔；
3-气锚； 4-吸入管； 5-集气盘； 6-吸入孔；
至气帽，经排气孔排到套管环形空间，而
液体从吸入孔进入吸入管进泵，这种气锚 效率比简单气锚好，但低于封隔式井下分
7-外壳；
9-进液
图1 盘式气锚示意图
离器。（气泡直径越大，分气效率越高，
分气效率）。
8-防气漏斗； 因此，使小气泡聚集成大气泡会大大改善
特种抽油泵----反馈泵
大柱塞 大泵筒
小柱塞 小泵筒
沉没压 力P下
泵内压 力P上
柱塞下行过程中，进 油凡尔始终处于关闭状态 ，由于下柱塞上端压力与 泵上压力不同，下柱塞下 端是沉没压力，P上>P下， 二者产生一液柱压力差， 在此压力差作用下，下柱 塞上产生一向下的轴向力 ，即反馈力，从而推动泵 柱塞下行，以克服因油稠 所产生的下行粘滞阻力。
抽油泵
4. 型号
CYB
□
/ห้องสมุดไป่ตู้
□ 冲程
G
L
Z 整筒泵
抽油泵 泵径
管式 吸阀可捞
CYB-55/3GZ：泵径55mm, 冲程3m,管式泵，整体泵筒。
六、配套工具
抽油泵管柱上通常有油管、 筛管、气锚、磁防蜡器、泄 油器、回音标、油管锚、扶 正器等 抽油杆柱上常见有脱接器、 防脱器、防蜡器、扶正器等。
六、配套工具
作用：坐住内筒。
②内筒：与柱塞、游动阀连在一 起；由抽油杆下放，坐于外筒。 （ 3 ）优点：提抽油杆，内筒， 柱塞，两阀便提出，方便检修。 （4）缺点：泵径小，产液量低 。
杆式抽油泵
（5）定筒杆式泵 内筒坐于外筒。 抽油杆带柱塞在内筒往运动，实现吸 排油，固定阀在内筒下。 （6）动筒杆式泵（图4-5（b）） 柱塞坐于外筒之内，固定阀位于柱塞 顶部，游阀在泵筒顶部。 内筒（泵筒）连抽油杆，并沿柱塞上 下往复运动。 优点：泵筒动，（可使外围环空液体产生 旋涡运动） 防止泵周围砂子下沉，避免 卡泵。 游阀在顶部，停抽时，游阀关，可防 止砂子进泵筒内。 缺点：不宜在偏斜井眼中工作，筒与 油管间产生磨损。
试 吸 力 法
灌 注 法
下泵要求
（1）、按要求核对深井泵的泵径、类型 、检验合格证等，检查泵的完好性。
（2）、下井油管螺纹上，均匀涂上密封 脂，然后将泵及下井工具下入井内，完成 生产管柱。
（3）、完成抽油井生产管柱后，油管试压 15-20MPA，稳压10分钟，压降不超过1MPA为 合格。
8.下杆
主体
销钉
密封垫
抽油杆
撞击头投入20min后再 投20-80m抽油杆，油管 液面下降后再起
投20-80m抽油杆，油管 液面下降后再起
抽油杆、油管、抽油泵管理办法
发行版本：C抽油杆、油管、抽油泵管理办法修改次数：0文件编号：QG/HBYT031-2008页码：1/51 范围本办法规定了抽油杆、油管、抽油泵及井下配套工具的存放、发放、领取、杆柱组合设计、现场施工、作业监督及更新等管理内容与要求。
本办法适用于公司各油气生产单位、采油工艺研究院。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本办法的引用而成为本办法的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本办法，然而，鼓励根据本办法达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件中，其最新版本适用于本办法。
SY/T 5903-93 抽油杆杆柱组合设计方法3 职责3.1 钻采工程部是抽油杆、油管、抽油泵及井下配套工具的归口管理部门，负责组织进行质量技术分析及适用性评价，监督、检查库存、日常保养、发放、回收及修复等管理工作。
3.2 各油气生产单位负责抽油杆、油管、抽油泵及井下配套工具的日常使用及维护管理工作。
3.3 采油工艺研究院负责新区新井的杆柱组合设计；各油气生产单位负责老区新井和老区老井的杆柱组合设计。
4 管理内容中国石油华北油田公司2008-07-04 发布2008-07-04实施QG/HBYT 031-2008 页码：2/54.1 杆柱组合设计杆柱设计时，设计单位要严格执行SY/T 5903-93《抽油杆杆柱组合设计程序》、QG/HBYT046-2008《采油工程方案设计管理程序》。
设计工作必须根据诊断测试结果进行，并注明最大允许使用载荷。
4.2 购置钻采工程部组织抽油杆、油管、抽油泵及井下配套工具的适用性分析，提出技术参数、性能及要求。
电子商务部组织产品的购置，执行QG/HBYT075-2008《物资采购与供应管理程序》。
4.3 拉运杆、管拉运时应用平板车，装车时要保持杆、管平直、不许互相碰撞、蹩劲，防止弯曲。
同时，杆、管两端必须带好护丝以免损坏丝扣。
抽油泵、油管基本知识
抽油泵基本知识1、柱塞与泵筒配合（1）尺寸配合要求及范围（公差范围），ⅠⅡⅢ级分别是什么数值？答：所有规格泵的泵筒公差都是D05.0+，柱塞公差都,同以基本尺寸的泵筒、柱塞直径（mm）从基本尺寸开始递是d0013-.0减0.025mm形成间隙，即d1=D-0.025、d2=D-0.075 d3=D -0.075．．．．．．泵的等级一般分为ⅠⅡⅢ级等，不同等级表示间隙的大小，不代表泵的制造质量。
Ⅰ级泵的间隙为0.025～0.038Ⅱ级泵的间隙为0.050～0.063Ⅲ级泵的间隙为0.075～0.088（2）和漏失量有什么关系及影响？答：各种间隙抽油泵的最大漏失量见GB/T18607-2001 64页配合间隙最大漏失量推荐值。
采用较大间隙、润滑性好、摩擦阻力小，但漏失量大、采油效率低。
采用过小间隙，润滑性差、柱塞与泵筒易磨损，缩短泵使用周期，甚至卡泵。
（3）含沙量高的油井为什么要用Ⅰ级泵？答：为了防止固体颗粒（如石英砂、粘土、金属颗粒等）进入泵筒和柱塞的环形间隙之间，形成卡阻。
对于含沙井，如沙粒很粗，且井液粘度较小，推荐使用Ⅰ级抽油泵。
（4）防沙泵、长柱塞泵和等径较多为什么？随着原油开采力度的加大，油井出沙越来越严重，导致了抽油泵砂磨、砂埋和砂卡，严重影响了油井的正常使用。
因此各油田较多地采用长柱塞抽油泵，长柱塞防砂卡抽油泵和等径抽油泵来进行开采。
（5）带“刮沙杯”的抽油泵用在什么地方效果最好？刮砂杯抽油泵主要用于含砂量较大及结蜡，结垢油井。
2、柱塞表面硬化处理一般有那些工艺？喷镍和镀铬各有什么特点？柱塞表面硬化处理一般有喷焊和镀铬两种工艺。
喷焊柱塞在硬层厚度、结合强度、耐磨、抗腐蚀和易形成油膜等方面都优于镀铬柱塞，且与碳氧共渗泵筒、镀铬泵筒，镍磷镀泵筒都能构成良好的匹配，使用日渐广泛。
3、泵筒内壁硬化处理有几种工艺？碳氮共渗（或渗碳）、镀铬、镀镍各有什么特点？处理厚度和加工后厚度分别是多少？硬层厚度为什么不宜过大？泵筒内表面处理有碳氮共渗、镀铬、镍磷合金镀、感应淬火等。
抽油泵
常规抽油泵
杆式泵分类及其代号
顶 部 杆式泵按照固定位置分为： 固 定筒式顶部固定杆式泵(A型) 定 定 定筒式底部固定杆式泵(B型) 杆 筒 动筒式底部固定杆式泵(T型) 式 式 底 杆式泵按照固定装置的型式又 泵 部 可分为： 固 机械式(M型) 定 皮碗式(C型) 厚壁 机械密封（RHAM） 泵筒 皮碗密封（RHAC） 薄壁 机械密封（RWAM） 泵筒 皮碗密封（RWAC） 厚壁 机械密封（RHBM） 泵筒 皮碗密封（RHBC） 薄壁 机械密封（RWBM） 泵筒 皮碗密封（RWBC）
密封锁 套
油管
泵筒总 成
柱塞总 成
常规抽油泵
操作与使用说明
1、杆式泵下井时，首先要将所用的油管清洗， 并用管规通过，不合格的油管剔除； 2、然后将密封套总成随油管一起下至设计深度； 3、最后将内泵(泵筒总成和柱塞总成)随抽油杆一 同下入井中，到位后，上提抽油杆柱，然后迅速 下放，使密封总成定位密封，连接光杆，上提防 冲距，就可以正常工作了。 4、如果泵下井后工作不出油，有可能是防冲距上 提过大，使内泵与密封锁套脱离，此时要重新调 整防冲距，确保工作中内泵与密封锁套密封。 需要检泵时，只需用作业机提升抽油杆就可使内 泵与密封锁套脱离，进而把泵提升到地面上来。
胜利油田抽油泵型号组成
执行标准：
抽油泵执行标准： 国际标准：API Spec 11AX《地下杆式抽油泵及其配 件规范》 国家标准：GB/T 18607《抽油泵及其组件规范》 企业标准：Q/SH1020 1716-2015 《特种抽油泵》
胜利油田抽油泵型号组成
抽油泵分类：
• 按照抽油泵在油管中的固定方式进行分类：抽油泵分为 管式泵和杆式泵两大类。又有整筒泵和组合泵之分，目前 组合泵已淘汰。 • 按照抽油泵的用途进行分类：抽油泵分为常规泵和特种泵 两大类。对于符合抽油泵标准设计和制造的抽油泵称为常 规抽油泵，对具有专门用途的抽油泵，如抽稠油泵、防气 泵、防砂泵、防腐泵和耐磨泵等，称为特种泵。