各种机械采油方式比较
采油机械课件—自喷采油和气举采油
更换的油嘴。
节流器和油井出油管线连接。 工厂制造的井口装置时将油管头、采油树及套管头法兰装配成一个整体。 常将这种成套的自喷井口装置简称为采油树。
采气树
图 采气井口装置
10-压力表缓冲器 9-截止阀
采气树典型结构见图。
釆气树和采油树结构相似，但
考虑到天然气的特点，对采气树要 求更为严格：
1)所有部件均采用法兰连接；
气举局限性：
(1) 必须有充足的气源。虽然可以使用氮气或废气，但与使用当地产的天
然气相比成本高，且制备和处理困难。 (2) 气体压缩机站增加了投资，基本建设费用高。 (3) 采用中心集中供气的气举系统不宜在大井距的井网中使用。但目前已 有不少油层连通性较好的油田，釆用把气顶作为气源，气举后再通过注入井把 气注回到气顶，解决了这个问题。 (4) 使用腐蚀性气体气举时，需增加气体的处理费用和防腐措施费用。 (5) 连续气举是在高压下工作，安全性较差；在注气压力下，含水气体易 在地面管线和套管中形成水合物，影响气举的正常工作。 (6) 套管损坏了的高产井不宜采用气举。
连续气举机理类似于自喷井。
图 连续气举装置示意图
（２）间歇气举
周期性气举，即注入一定时间的气体后停止注气，液体段塞被升举，并快
速排出；同时地层油聚集在井底油管中，随后又开始注气，如此反复循环进行。 间歇气举的注气时间和注气量一般 由时钟驱动机构或电子驱动进行控制。 间歇气举井的生产是不连续的。 连续气举适用于产液指数和井底压 力高的中高产量井。 间歇气举适用于井底压力低、产液 指数较高的油井。 连续气举井在油层供液能力下降、 井底液量聚集太慢时，常会转为间歇气 举。
采气树及油管头主要用于采气和注气。由于天然气气体相对密度低，气 注压力低，不论采气或注气井口压力都高，流速高，同时易渗漏，有时天然 气中会有H2S、CO2等腐蚀性介质，因而对采起树的密封性及其材质要有更严 格的要求。有时为了安全起见，油、套管均采用双阀门，对于一些高压超高 压气井的阀门采用优质钢材整体锻造而成。 采油（气）树及油管接头主要用于控制生产井口的压力和调节油（气） 流量；也可用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业。
采油设备
采油技术设备引言采油是石油工业上游中继钻井之后的工作流程。
在油田开发过程中由于油层自身特点不同，所用的采油方法、采油设备也不同。
而在采油过程中采油设备起到了致关重要的作用。
本文就针对采油设备及相关方面内容进行介绍。
采油法及与之对应的设备一、自喷采油机设备自喷采油：油层物性好、压力高的油井，油气可自喷到地表。
二、自喷原理自喷井的四种流动过程1、渗流：从油层流到井底，流体在多孔介质中渗虑。
如果井底的压力大于油的饱和压力，为单向渗流；如果井底的压力小于油的饱和压力，为多向（混气）渗流。
2、垂直管流：从井底流到井口，流体在油管中上升，一般在油管某断裂处压力已低于油的饱和压力，故属于单项流或多项流。
3、嘴流：通过控制自喷井产量的油嘴，一般流速较高。
4、水平管流：沿地面管线流到转油站，一般为多相管流。
四种流动过程是互相联系、制约的，是一个统一的动力学系统。
对于某一油层，在一定的开采阶段，油层压力稳定于某一数值不变，这时油井压力变大，油井的产量就会减少；油井压力变小，油井的产量就会增加。
可见，在油层渗流阶段，井底压力是阻力，而对于垂直管流阶段，井底压力是把油气举出地面的动力。
井口油管压力对于垂直管流是阻力，而对嘴流是动力。
垂直管流中能量的来源与消耗1、单向垂直管流的能量的来源是井底流动压力，能量消耗在克服井深的液柱压力，及液体从井底流到井口过程中垂直管壁之间的摩擦力。
2、多向垂直管流的能量的来源：1、进入井底的液气所具有的压力（流压）；2、随同油流进入井底的自由气及举升过程中从油中分离出来的天然气所表现的气体膨胀能，能量消耗：1、气体作用于液体上，垂直的推举液体上升，2、气体与液体之间的摩擦作用，携带液体上升。
三、基本设备1、井口设备(1)套管头：在井口装置的下端，作用连接井内各层套管并密封套管间的环形空间。
(2)油管头：装在套管头的上面，包括油管悬挂器和套管四通。
油管悬挂器作用是悬挂油管管柱，密封油管与油层套管间的环形空间；套管四通作用是正反循环洗井，观察套管压力以及通过油套环形空间进行各项作业。
螺杆泵采油的优点和缺点
采油工况中会运用螺杆泵来工作，与其他机械采油相比，螺杆泵兼具容积泵和离心泵的优点，作为一种人工举升方式，它具有以下优点：
1.螺杆泵运动部件少，结构简单，一次性投资小。
2.螺杆泵可以连续举升介质，工作时负载稳定，机械损失小，效能高，是机械采油中能耗最小、效率最高的方式之一。
3.螺杆泵适用范围广，可用于粘度小于8000mPa·s的稠油、高含砂量的砂浆、高含气量的气井等等。
4.螺杆泵占地面积小，可以下放至斜井段，因此可以用于海上油田水平井和丛式井中。
虽然螺杆泵有诸多优点，也被广泛应用于各大油田，但与常规机采方式相比，螺杆泵采油设备也存在一些不足：
1.螺杆泵中的定子内部为橡胶，因此不宜应用于高温注汽井；而且定子容易损坏，增加了检泵的次数，相应增加检修费用。
2.螺杆泵作业时需要流体润滑，缺少润滑将会导致泵体过热，定子橡胶弹性体老化，甚至烧毁。
3.与其他机采方式相比，螺杆泵的总压头较低。
目前大多应用在1000米左右深的井中。
当下泵深度超过2000米时，螺杆泵扭矩增大，杆断脱率增高，井下作业难度增加。
油井机械采油方式探析
油井机械采油方式探析
油井机械采油方式是指利用机械设备开采油田中的原油的技术方法。
在油田开采中，
由于地下油层的压力逐渐下降，传统的自然流动采油方式无法满足油井的产量需求，因此
需要采用机械采油方式来增加油井的产量。
油井机械采油方式主要有抽油机抽采法、泵吸法、透平驱动法、工具驱动法等。
抽油机抽采法是利用抽油机将地面动力传递到井下，通过绳索连接井底的油管，在地
面上不断往复运动，实现抽采油井的方式。
这种方式适用于井底有高温、高压和气体等特
殊条件的油井。
泵吸法是利用电动泵或薄砂泵将地面的动力传递到井底，通过管道将原油抽到地面的
方法。
泵吸法适用于油井不断产出原油，但地下压力已经不够将原油送到地面的情况。
透平驱动法是利用地面的压缩机或蒸汽机将高压气体或蒸汽送入井底，通过透平转动
将地下的原油抬到地面的方法。
透平驱动法适用于井底压力非常低，无法通过自然流动将
原油送上地面的情况。
工具驱动法是利用井下的工具设备将地面动力传递到井底，通过工具在井底实现钻井、固井、修井等作业的方式。
工具驱动法适用于油井需要进行修井作业或重新钻井的情况。
油井机械采油方式具有高效、灵活、可控制的特点。
通过合理的选择和应用机械设备，可以提高油井的产量和开采效率，延长油田的寿命，并且减少对地下油层的损伤。
油井机
械采油方式在实施过程中也存在一些问题，例如设备的故障和维修、能耗较大等。
在选择
采油方式时需要综合考虑油井的地质条件、设备成本和效益等因素，选取最合适的机械采
油方式。
采油方式优选比较及在油田中的应用
采油方式优选比较及在油田中的应用摘要：随着油田开发程度的深入，各区块相继进入高含水开发阶段，勘探、开发、采收率等工作受到较大的影响，经济效益下降。
如何为油井选择最佳的采油方式，进而指导其所在区块的生产，成为油井开发首先解决的问题。
由于各采油方式的工作原理各有特点，因而都具有各自的优缺点，具有不同的应用范围和适应性，在了解了它们各自的适应性后，在此基础上进行了采油方式的初选，进而确定了采油方式优选的综合评价指标体系，开展了以模糊一致矩阵为理论指导的采油方式优选研究，对各个采油方式进行技术经济综合评价。
通过研究，在确定油井的采油方式之前，应该考虑采油方式的综合评价指标体系，全面指导采油方式的优选。
同时，优选模型的应用离不开数据的支持，应该尽量保证所采集到的油井数据在其所在区块的代表性和完整性，保障采油方式优选结果的准确性。
关键字：采油方式；适应性；优选；综合评价1 采油方式优选模型研究1.1 采油方式初选现有的采油方式优选方法[1]效用函数法、逼近理想解的排序等方法虽然都能确定出最终的优选方案，但存在一定的主观因素、评价结果不够客观，应该确定一种能更多地避免主观性，计算简单且评价结果更客观的采油方式优选方法。
采油方式适应性评价就是对机械采油设备所处的油田自然环境、油井开采条件等因素进行评价，从中初选出技术上可行的采油方法。
在进行经济评价之前要考虑举升工艺对生产条件的适应性[2]，适应性对应表选定后利用评价和选择采油方式的等级加权法进行初选：将参数分为两大类，一是与可行性有关的参数，分为最好（4），好（3），适合（2），不好（1），不可行（0）五个等级，二是与复杂性等有关的一些参数，分为高（3），中（2），低（1）三个等级。
1.2 采油方式优选模型初选后，会存在几种可选采油方式，还需要对技术、经济指标进行评价。
对抽油机等三种举升方式，设定工艺成本、投资回收期、检泵周期三个经济评价指标和产油量、举升效率、泵效三个技术评价指标。
浅谈油田机械采油工艺分析
２ １系统 的工作 原理 典 型 的潜 油 电泵井 系 统主 要 由三 部分 组成 ：１ ）井 下 电泵机 组 ，包 括
胶技 术和 粘结 技术 的发 展 ，使 螺杆 泵在 石 油开 采中 已得 到 了广泛 的应 用 。
目前在 采用 聚合 物驱 油的油 田中，螺杆 泵 已成 为常用 的人 工举升 方法 。 ３ １螺杆 泵 的系统 结构 ． 螺 杆泵 采油 系统 主要 由驱 动装 置 、井 口装置 、井 下螺 杆泵 以及 中间油 管组 成 。根据 其驱 动方 式 不 同，可 分 为电动 、 液动 和机 动三 种类 型 的螺杆 泵 采 油系 统 。地 面 驱动 （ 动 ）螺 杆泵 的应 用 范围最 为 广泛 ， 因此主 要介 机 绍地面 驱动 螺杆泵 系统 。 地 面驱 动螺 杆泵 采油 系统 由井 底螺杆 泵 、抽 油杆 柱、抽 油杆 扶正 器及 地 面驱 动 系统 等组 成 。工 作时 ， 由地 面 动力 带动 抽油 杆 柱旋转 ，连接 于抽 油杆底 端 的螺杆 泵 转子 随之 一起 转 动 ，井液 经螺 杆泵 下 部吸 入 ，由上端 排 出，并从 油管 流 出井 口，再通 过地 面管 线输送 至计 量站 。 这 种采 油方 式最 为简 便， 实际 使用 时井 下也 不需要 安装 泄油 装置 ，因 为 螺杆 泵转 子一 旦 脱离泵 筒 ，油 套管 之 间相 互连 通 ，于 是就起 到 了泄油 的 作 用。 同时 ，这 种装 置 的使用 费用 也较 低，是 浅井较 理想 的采 油方法 。 ３２ 螺杆 泵的 工作原 理 ． 螺杆 泵是 依靠 空腔 排油 即转 子在 泵筒 （ 子） 做行 星运动 的 结果 。转 定 中
油井机械采油方式探析
油井机械采油方式探析一、油井机械采油方式概述油井机械采油方式是利用机械设备和工具进行石油开采的方式。
它主要包括抽油机和水平井两种方式。
抽油机方式是利用抽油机将地下的原油从油井中提上地面。
而水平井则是通过在地下水平方向钻探开采石油。
这两种方式在不同的地质条件下都有着一定的应用价值。
1. 提高石油开采效率油井机械采油方式能够提高石油开采的效率。
抽油机方式能够有效地将地下的原油提上地面，避免了传统的人工挖掘方式的低效率问题。
而水平井方式则能够在地下开采更多的石油资源，有效提高了石油开采的产量。
2. 减少人工劳动油井机械采油方式减少了人工的劳动量。
传统的石油开采方式需要大量的人力投入，而油井机械采油方式则能够减少人工操作，提高了工作效率和安全性。
3. 保护地下生态环境油井机械采油方式避免了传统的地下挖掘方式对地下生态环境的破坏。
它能够更加精准地开采石油资源，减少对地下环境的破坏，保护了地下水资源和生态环境。
1. 钻井技术成熟的地区油井机械采油方式主要适用于钻井技术成熟的地区。
这些地区对于机械设备和技术支持较为成熟，能够更好地开展机械采油工作。
2. 石油资源密集地区油井机械采油方式适用于石油资源密集的地区。
这些地区的石油储量丰富，采油难度较低，适合采用机械采油方式提高石油开采效率。
1. 技术改进和创新油井机械采油方式需要不断进行技术改进和创新。
随着石油资源的逐渐枯竭和开采难度的增加，对于机械设备和技术的要求也不断提高。
2. 环境保护和安全管理油井机械采油方式需要加强环境保护和安全管理。
在开采过程中要注意减少对地下环境的破坏，保护地下水资源和生态环境。
同时要加强对机械设备的安全管理，确保工作人员的安全。
3. 能源消耗和成本控制油井机械采油方式需要控制能源消耗和成本。
在开采过程中要降低能源消耗，提高能源利用效率。
同时还要控制成本，提高开采效率，降低生产成本。
随着石油资源的逐渐枯竭和能源需求的不断增加，油井机械采油方式的发展前景依然广阔。
油井机械采油方式探析
油井机械采油方式探析
油井机械采油是一种应用机械装置来采油的方式，相较于传统的人工采油方式，机械采油在效率、成本等方面有着更好的表现。
以下将探析几种常见的油井机械采油方式：
1. 多穿井水平井采油法
这种采油法主要适用于含油层较薄的油田。
该方法是利用水平井的布置使主井周围的井筒与油层的接触面积尽量增大，以增加油层的有效开采面积和提高采收率。
采油的方式主要采用人工或自动化的钻探设备进行水平井的钻探，然后在各个水平井的管道中灌入一定量的压裂液，使含油的岩石块断裂，油可以渗出并被吸取到水平井中。
2. 冲程式抽油法
这是一种最古老的油井机械采油方式，其使用的原理与抽水机相似。
在冲程式抽油法中，一根长杆被安装在井筒的顶端，并连通井底的抽油泵。
这根杆通过发动机驱动，以一定的速度在井筒内拨动，推动抽油泵工作，通过抽吸和排放油泵之间的介质，将油泵上地表。
泵下式抽油法的原理与冲程式抽油法类似，但与其不同的是，泵下式抽油法将抽油泵直接放置于油井底部。
泵下式抽油法的优点是可以节省井深、提高油泵的工作效率并减少运行成本。
其采油方式可以按照井深使用不同类型与数量的泵进行配比，以适应不同地质条件下的油井采油。
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各种机械采油方式的比较
一、有杆泵
1、有杆泵抽油系统的主要优点：
(1)多数油田和操作人员都熟悉，有杆泵的安装和操作较熟练；
(2)排量范围较好，各种配件齐全，服务及维修方便。
2、有杆泵抽油系统的缺点：
(1)各种杆式泵的排量都受油管尺寸和泵挂深度的限制，若油井油气比高、出砂、结蜡或流体中含硫化物或其他腐蚀性物质，深井泵容积效率要降低；
(2)抽油杆柱在油管中的磨损将损坏油管，增加了维修作业费用。
二、电潜泵
电潜泵是将电动机和泵一起下入油井内液面以下进行抽油的井下采油设备。
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。
1、电潜泵举升方式的主要优点：
(1)排量大；(2) 操作简单，管理方便；(3) 能够较好地运用于斜井、水平井以及海上采油；(4) 在防蜡方面有一定的作用。
2、电潜泵举升方式的主要缺点：
(1)下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制；(2) 比较昂贵，初期投资高；(3) 作业费用高和停产时间过长；(4) 电机、电缆易出现故障；(5) 日常维护要求高。
3、影响电泵工作特性的因素分析
(1)含气液体对电泵工作特性的影响扬程、排量及效率下降；游离气体过多时，叶轮流道的大部分空间被气体占据，将会使离心泵停止排液。
(2)液体粘度对电泵工作特性的影响液体粘度大使得泵的举升功率增加；同时泵的扬程、排量和效率也有所下降；油水乳状液含水率( 粘度)对电泵的影响。
(3)温度对电泵工作特性的影响流体温度对电机和电缆的绝缘程度有较大的影响；流体温度高需要选择耐温等级高的电机和电缆，增加采油成本。
(4)砂、蜡等对电泵工作特性的影响电泵生产要求含砂小于0.05%；含砂后，泵叶轮
磨损，排量下降；蜡沉积堵塞叶导轮流道，井液阻力增加。
泵排量下降；电机负荷增加，严重时过载停机。
(5)其它如沉没度、井下压力等与气体影响有关。
三、螺杆泵
1、螺杆泵采油系统的优越性：
(1)节省一次投资，螺杆泵与电动潜油泵、水里活塞泵和油梁式( 链条式) 抽油机相比，由于其结构简单，所以价格低；
(2)地面装置结构简单，安装方便；
(3)泵效高、节能、管理费用低；
(4)适应粘度范围广，可以举升稠油；
(5) 使用高含砂井；
(6) 适应高含气井；
(7)适用于海上油田丛式井组和水平井，螺杆泵可下在斜直井段，而且设备占地面积小，因此适合海上油田丛式井组甚至水平井的采油井使用；
(8)允许井口油较高回压；
(9)当发动机或电动机停转时，在某些情况下，砂沉积在泵的上部。
与有杆泵比较，螺杆泵更有可能恢复工作。
2、螺杆泵采油的缺点
(1) 定子有橡胶制造，最容易损坏，若定子寿命短，则检泵次数多，每次检泵，必须起下管柱，增加了检泵费用；
(2)泵需要流体润滑，如果供液不足造成抽空，泵过热将会引起定子弹性体老化，甚至烧毁；
(3)定子的橡胶不耐高温，不适合在注蒸汽井中应用；
(4)虽然它操作简单，若操作人员不经适当操作训练，操作不正确，也会造成泵损坏；
(5)它与有杆泵相比，总压头较小。
目前大多数现场应用是在井深1000m左
右的井。
批量生产的泵装置压头都比较低。
高压头泵排量小，当下泵深度大于
2000m时，扭矩大，杆断脱率较高，使井下作业工作量增大，技术还不过关；
(6)螺杆泵抽油杆以旋转方式运动，抽油杆与油管之间发生磨损碰撞，易造成抽油杆和油管的损坏，不适用与狗腿严重的井。
四、水力活塞泵
水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备，其井下部分主要由液马达、抽油泵和滑阀控制机构组成。
动力液由地面加压后，经油管或专用动力液管传至井下，通过滑阀控制机构不断改变供给液马达的液体流向来驱动液马达做往复运动，从而带动抽油泵进行抽油。
1 、水力活塞泵采油系统举升原理：
动力液地面加压油管或专用动力液管输送动力液被传至井下液
马达处滑阀控制机构换向动力液驱动液马达液马达做往复运动液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复运动
原油被增压举升
2、水力活塞泵主要优点
(1)井下泵泵效高，总效率可达40〜60%
( 2)扬程高，泵挂深，目前国内下入深度最深已达3542m；
3
(3)产量的适应范围比较大，可达30〜500 m3/d ；
3、水力活塞泵主要缺点
(1)机组结构复杂，加工精度要求高；
(2)地面流程大，投资高( 规模效益) 。
4、适应条件：油层深度与排量范围大；含蜡；稠油；井斜。
五、水力射流泵采油
1 、主要优点：
( 1 )没有运动部件，结构紧凑，泵排量范围大；
( 2)由于可利用动力液的热力及化学特性，适用于高凝油、稠油、高含蜡油井；
( 3)对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性。
2、主要缺点：
(1)系统效率相对较低(一般为15%〜20%,最高不超过33%);
(2)在一定条件下泵会出现气穴作用。
为避免气穴作用，要求吸入压力高；
(3)对回压的任意变化都很敏感；
(4)地面需要高压泵站，要使其长期稳定运转，技术上尚有较大困难。
机械采油方式的选择
根据世界各地各种采油设备的使用情况，比较常用的机械采油方法有：有
杆泵抽油系统、气举米油系统、螺杆泵抽油系统、水力活塞泵抽油系统、潜油
电泵系统、射流泵抽油系统、柱塞气举等。
对于各油田，选择举升方式时，应综合考虑油田实际情况、产量、井深和
经济效益等。
主要原则为:
(1)必须使泵在最高效率点附近工作，至少不应超出最佳排量范围；
(2)供排协调一一泵的额定排量必须和井的产能协调，额定压头必须等于井的总动压头；
(3)电动机功率必须满足泵举升流体所需的功率
主要考虑因素有:
(1)排量：根据井的产量选择合适排量范围的泵;
(2)扬程：确定泵挂深度，选泵;
(3)流体性质：气液比大的井，建议采用气举；稠油井宜采用有杆泵或螺杆泵；出砂严重井多采用螺
杆泵；
(4)气举、水力活塞泵采油考虑其经济情况，应对多口井同时实施。
在排除一些次要因素外，还必须考虑一般机械采油方法与油井开采期的函
数关系：在机械采油初期，油层压力和气液比普遍都高，适合气举开采；随着
油层压力和气液比的下降，气举失去其优越性，潜油电泵则更为适合；最后，
当油层压力和产能都很低时，则应采用有杆泵或水力活塞泵抽油；但是若用注
水或其他方法保持油层压力，潜油电泵和气举都适用
各种机械米油方式油水混米应应用范围图
由图中可看出，大多数低产井采用有杆泵，中等产量井采用水力活塞泵, 高产液井采用电潜泵。