人工举升采油技术
采油新技术人工举升方式要点问答
第2章人工举升方式1.目前常见的常规抽油机和新型抽油机有哪些类型?常规抽油机包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。
游梁式抽油机分类:普通型或常规型、前置型、异相型等类。
新型抽油机：(1)节能:异相型游梁式抽油机、异形游梁式抽油机、双驴头游梁式抽油机(2)加大冲程: 链条式抽油机、宽带传动抽油机、液压抽油机2.链条皮带式抽油机优点有哪些?1.长冲程，低冲次长冲程。
使泵充满系数高，液压冲击小；低冲次使井下设备磨损小，操作成本低。
2 链条皮带传动。
采用长寿命重载皮带传递动力，其弹性缓冲作用可减小换向冲击，使抽油杆柱运行平稳。
(1) 要求扭矩低。
由于扭矩臂仅0.46米，极大降低了扭矩要求，可选用小功率电机及小型减速箱，节能10~40%。
(2)优化结构设计，安全方便。
两套独立刹车系统及自动刹车装置，确保安全；整机封闭设计，整体移位修井，折叠运输，安全方便。
(3) 可靠性高，无需频繁维修保养。
整机设计受力均匀，刚性好。
采用耐磨轴承、长寿命皮带、重型链条，确保整机的高可靠性；机械平衡、完善的润滑系统、自动保护装置及整机封闭，使机器无需频繁维修保养。
3简述有杆泵生产系统设计思路4. 螺杆泵采油的技术特点有哪些?（1）一次性投资少（2）泵效高，节能，维护费用低（3）占地面积少（4）适合稠油开采（5）适合高含砂井、高含气井（6）适合海上油田丛式井组、水平井5.说明异相型游梁式抽油机结构特点及运行特点结构特点：①曲柄中心轴承与连杆和游梁的连接销(横梁轴)不在一条垂线上；②曲柄平衡重的中心线与曲柄中心线之间有一相位角θ。
运行特点：曲柄上冲程转角大于190。
下冲程小于170。
上冲程驴头悬点运动速度较下冲程慢，降低了上冲程悬点加速度，降低了上冲程悬点惯性载荷。
6.简述地面驱动螺杆泵抽油机采油系统组成及优缺点?组成：地面部分：驱动头、控制柜。
井下部分：井下泵、抽油杆、油管、配套工具优缺点：7.分析螺杆泵与油井参数协调曲线。
1.三条曲线2.坐标轴意义3.几个协调条件：Pf(IPR)=Pf(t) P沉=P吸ΔP= ΔPf QIPR=Q(泵)8.说明后置型游梁式抽油机和前置型游梁式抽油机结构，平衡方式的差别。
石油开采中的油气井完井与人工举升技术
石油开采中的油气井完井与人工举升技术石油是世界上最重要的能源之一，而其开采过程中的油气井完井与人工举升技术则是确保石油能够有效开采出来的关键环节。
本文将介绍石油开采中油气井完井的基本概念和流程，以及人工举升技术的应用范围和工作原理。
一、油气井完井概述油气井完井指的是在从地下储层中提取石油和天然气时，通过在井筒中设置各种设备和管道，形成油气流通和控制的系统。
油气井完井的主要目的是确保石油和天然气能够顺利地从地下储层流向地面，同时实现流体控制和监测等功能。
油气井完井的基本流程包括三个主要阶段：井筒结构完井、井口完井和油层完井。
井筒结构完井阶段主要是钻井、套管和水泥固井等工序，目的是确保井筒的稳定和安全。
井口完井阶段主要是安装各种井口设备，包括防喷器、井口树和安全阀等，以保证井口的安全和井筒的控制。
油层完井阶段主要是通过射孔技术将井筒与油层连接起来，使石油和天然气能够顺利地流向井筒。
二、人工举升技术的应用人工举升技术是一种常用的石油开采技术，适用于油井和天然气井等不同类型的井口。
人工举升技术主要是通过人工力量将石油和天然气从井筒中抽出来，实现井下能源的输送和井上的生产。
人工举升技术的应用范围广泛，包括常见的抽油杆泵和潜油电泵等。
抽油杆泵是最常用的人工举升设备，通过上下运动的抽油杆将井底的石油抽上来。
潜油电泵则是将电力传输到井底，通过电动机带动泵体工作，将石油抽上来。
三、人工举升技术的工作原理人工举升技术的工作原理主要是通过上下运动的力量将石油从井底抽出来。
以抽油杆泵为例，其工作原理如下：首先，通过电机或者驱动装置带动驱动机构，将能量传输到井底；接下来，能量通过驱动机构带动上下运动的抽油杆，将泵体上部的活塞抬起；然后，在泵体下部的吸油阀打开的同时，泵体上部的压油阀关闭，使得井底的石油被抽上来；最后，随着抽油杆的继续上升，泵体上部的活塞下落，压油阀打开，将石油排出泵体。
四、结论油气井完井与人工举升技术是石油开采中必不可少的环节，其重要性不可忽视。
其他人工举升方法5.14
gv
I H
sl
p
max
d d
2 ti 2
1g
20
缺 点
①必须有足够的气源；②需要压缩机组和地面高压气管线，地面设 备系统复杂；③一次性投资较大；④系统效率较低。
三、气举采油技术
1、技术原理
现场制氮 注 氮 油管 套管 油 井 产 出 气 液 三 相 计 量 压裂气举 一 体 化 工 作 筒
油气层 丝堵
油井压力
监
测 仪
依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中的混合，利
筒压力。
保护器的作用是连接电动机的 驱动轴与泵轴，连接电动机壳与泵 壳；当充油部分与容许压力下的井 液连通时，保证电动机驱动轴密封， 防止井液进入电动机。 工作方式分为：连通式、沉淀式
和胶囊式。
一、电动潜油泵采油技术
（三）电动潜油泵装置主要部件作用 3 油气分离器
油气分离器的作用是作为 井液进入泵的吸人口；把游离
水力活塞泵优点：
水力活塞泵是一种液压传动的无杆泵抽油系统，是我国目前下入 深度最大的一种人工举升方法。具有以下优点： （1）井下泵泵效高。总效率可达40-60%；
（2）扬程高，泵挂深度和产量的适应范围比较大，在直径51/2in套管
内使用，可达20-500m3/d; （3）井下泵可液力起下，检换泵时可不上作业机，节约作业费用； （4）适用于斜井、弯曲井； （5）适用于单井或多井； （6）动力液可添加破乳剂、降粘剂等，并可系统加热，方便实现高粘、 高凝油伴热开采；
2)轴向卸载，径向扶正。主要是消除轴向力而引起的泵轴弯或偏摆
及叶轮震动等。 3)泵的出口上部装单流阀和溢流阀。
4)泵吸入口装有脱气装置。
03 关于人工举升采油技术
二、人工举升采油技术 是依靠地面提供的动力液，在井下通过节 流装置产生射流低压区，使油层产出油不断进 入，并被动力液带出地面，实现射流泵采油功 能。 目前，下泵深度可达到3500m，排量 1500m3/d 。 优点：适用的排量比水力泵高。 缺点：由于是高速混合装置，泵内存在严重的 湍流和摩擦，故泵效率低。其他缺点和水力泵 相同。
克服游梁后臂短的问题。
二、人工举升采油技术
1―悬绳器；2―光杆卡具； 3―悬吊绳；4―前驴头； 5―游梁； 6―平台； 7―支架； 8―底座； 9―刹车装置；10―动力机； 11―刹车保险装置；12―减速器 13―曲柄装置；14―曲柄销装置； 15―连杆； 16―横梁； 17―驱动绳；18―保护绳； 19―后驴头；20―冲程微调装置
二、人工举升采油技术
1—驴头；2—游梁； 3—横梁；4—连杆； 5—减速器； 6—吊绳及悬绳器； 7—曲柄销；8—支架； 9—曲柄；10—底座； 11—电动机；12—刹车装置
图3 前置型游梁式抽油机结构图
二、人工举升采油技术 （4）异型游梁抽油机（加了尾部驴头，
调整驴头扭距峰值） 特点如下： 后驴头弧面与毛辫子接触点的改变，
此泵适应于中深井，最高耐温130℃，最 大举升高度4000m，最大排量1400m3/d。 优点：排量大，操作管理方便，适应于高 凝油，定向井，成本低，最适应海上平台 和沼泽、沙漠地区使用。 缺点：对气液比要求严格（不能＞17m3/t ）。
二、人工举升采油技术
2 水力活塞泵采油方式
此泵是依靠地面泵提供的动力液 （原油），从油管泵入，使井下的液 压马达做功带动水力活塞工作。使油 井产出油和做过功的动力液一起从油 套环空返至地面。
二、人工举升采油技术
1—刹车装置； 2—电动机； 3—减速器带轮； 4—减速器；5—输出轴； 6—平衡块；7—支架； 8—曲柄；9—连杆； 10—游梁；11—驴头； 12—悬绳器；13—底座
《人工举升理论》
S A = r (1 cos +sin 2 )a
2
b
VA =
dS A = dt
r (sin
+ sin 2 2
)a b
A点加速度:
WA =
dVA = dt
r2 (cos
+
cos
2
a )
b
整理课件
图3-9
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； 2-精确计算； 3-按曲柄滑块机构计算
②液柱与油管间的摩擦力
上冲程时，游动阀关闭，油管内的液柱随抽油杆柱和柱塞上行，液 柱与油管间发生相对运动而引起的摩擦力的方向向下，故增大悬点载荷。
整F理tl 课=件1F.3rl
③杆管摩擦力：
Frt = f N
④柱塞与衬套之间的摩擦力： ⑤液体通过游动阀产生的阻力：
Fp = 0.94d p 140 小于1717N de
上冲程 游动阀关闭，作用在柱塞上的液柱载荷为：
Wl = ( f p f r ) L l g
下冲程 游动阀打开，液柱载荷作用于油管，而不作用于悬点。
③沉没压力(泵口压力)对悬点载荷的影响
上冲程 在沉没压力作用下，井内液体克服泵入口设备的阻力进入泵内， 此时液流所具有的压力即吸入压力。吸入压力作用在柱塞底部产生向上 的载荷:
A点的加速度为: dVA a 2 dt b
图3-7 抽油机四连杆机构简图
整理课件 图3-8 简谐运动时悬点位移、 速度、加速度曲线
(二)简化为曲柄滑块机构时悬点运动规律
假设条件：0<r/l<1/4 把B点绕游梁支点的弧线运动近似地看做直线
运动，则可把抽油机的运动简化为曲柄滑块运动。
人工举升理论第15讲 螺杆泵采油
L EF3 E( L x)qt
油管锚定方式及受力分析
模型三：
油管座封时，整个管柱受压，扭力由支承卡瓦承受，作 用在套管上。作用力除油管自重外，在顶部还加一个附 加力F4。管柱在F3、F4的压力下，使管柱产生弯曲。管 柱失稳后产生弯曲，油管弯曲状态(如下图) 失稳计算方法如下：
螺杆泵的容积效率和系统效率
泵的系统效率η 定义为泵的有功功率 (水力 功率)Ph与泵的输入功率Pin之比，即
Ph Pin
Ph HQlg 10-3 Pin 3 10 UI
3
螺杆泵的扭矩
由于螺杆泵的吸大端和排出端存在压差，所以螺杆一衬 套副中的液体将对螺杆施加力的作用。同时，定、转子 间存在过盈量，将会使定、转子间产生摩擦阻力扭矩。
螺杆泵抽油合理工况参数分析
螺杆泵抽油沉没度是螺杆泵抽油系统的 一个重要参数，沉没度过高，影响油井 产量。若控制的过低，影响泵的吸入状 况，使泵效降低。螺杆泵定子橡胶发热， 定、转子间的摩阻增大，使抽油系统工 况变差，螺杆泵定子破坏加快。
合 理 沉 没 度 的 确 定
P沉＝Pc
L沉
100
驱动装置 井口装置 地面动力
中间油管 井下螺杆泵
螺 杆 泵 驱 动
电动 液动 机动
螺 杆 泵 工 作
油杆转动 油 管 输 出
螺杆泵转动
地层流体
螺杆泵采油
地面设备简单、紧凑、占地小、初期 投资少、操作安全可靠、管理和使用方便。 排出流量均匀平稳，调参容易，通过 优 改变地面驱动转速来调整泵的排量。
点
180Ml GI p
（度/米）
Ml (ral) GI p
油管锚定方式及受力分析 模型二：
油井举升工艺技术
• 根据所选择的设备和生产需要，确定设备的 工作参数。
举升工艺技术-2009
几种举升方式适用条件
-14-
项目 排量 （m3/d） 泵深
井况
其它
条件 正常工作范围 目前最大排量 正常工作范围 目前最大泵深 小井眼多层完
井 斜井及弯曲井
高油气比
高粘油
含砂
有杆泵 1～200
-32-
沉砂式防砂泵
●砂粒可通过沉砂外管沉入泵下 尾管中。
●泵筒上部装有挡砂滑块，停泵 时可防止砂粒进入泵筒与柱塞之 间造成卡泵。
●规格：φ38、φ44、φ57 。
举升工艺技术-2009
长柱塞防砂泵
●采用长柱塞、短泵筒结构， 长柱塞的搅动防止砂粒沉积 。
●柱塞上阀罩始终处于泵筒 外，防止砂粒进入泵筒与柱塞 间隙。
qo
1 0.2
pwf pr
0.8
pwf pr
2
qo max
c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线
举升工艺技术-2009
单相流与两相流的结合（PI－IPR）方法
-12-
当油藏压力和井底流压 高于饱合压力时，油流入 曲线在Pr和饱合压力Pb之 间为一直线，当Pwf<Pb时 ，流入动态曲线为二次曲 线。描述这种油藏的油井 流入，用PI-IPR曲线法.
500 〈3000 限
环空排气，气锚效 果一般
可用稠油泵抽，系 统较好
易卡泵可用砂锚一 般
电潜泵 80～905
8744 3000 4572
均不适
小斜度适宜，弯曲 受限
对气敏感，分气效 果一般
石油开发中的人工举升技术
石油开发中的人工举升技术石油开发是现代工业的重要组成部分之一，而人工举升技术作为其中的一种重要开发方式，起到了不可替代的作用。
本文将对石油开发中的人工举升技术进行深入探讨。
一、人工举升技术的原理与分类人工举升技术是指通过机械设备将原油从井底提升到地面的一种开采方式。
其原理是通过抽油杆传递动力，使油井底部的抽油泵将原油逐层推至地面。
根据抽油机的类型和工作方式，人工举升技术可分为抽油杆泵、潜油泵和螺杆泵三种。
1. 抽油杆泵抽油杆泵是一种常用的人工举升技术，它通过抽油杆连接井口和抽油泵，通过上下运动实现原油的抽送。
此技术具有结构简单、操作方便、适应性强等优点，适用于多种油井开发。
2. 潜油泵潜油泵是一种将抽油泵置于井底的人工举升技术，它通过电缆将电动机与井面上的动力系统连接，通过电能将原油抽上地面。
潜油泵具有适应深井开采、适应高含水量油井和气液井等特点，是一种高效、节能的人工举升技术。
3. 螺杆泵螺杆泵是一种利用螺杆的旋转运动将原油推送至地面的人工举升技术。
相比于其他举升技术，螺杆泵在高粘度、高含水量的油井开采中效果更好，操作简单可靠，节能环保。
二、人工举升技术的发展与应用随着油田勘探开发技术的不断进步，人工举升技术也得到了快速发展。
目前，在全球范围内广泛应用的人工举升技术主要包括电力机械式举升技术、液压机械式举升技术和电力液压式举升技术等。
1. 电力机械式举升技术该技术使用电动机和传动机构，通过电能传递和机械杠杆原理将动力传输到井底，实现原油的提升。
这种技术具有高效、节能、智能化操作等优点，在现代石油开采中得到广泛应用。
2. 液压机械式举升技术液压机械式举升技术是将压力传动原理应用于人工举升中，通过液体的压缩传动动力。
这种技术具有结构简单、运行平稳、适应性强等特点，适用于各种油井开采。
3. 电力液压式举升技术电力液压式举升技术是将电动机与液压泵组合使用，通过电能的转换和液体的压力传递实现原油的提升。
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浅谈人工举升采油技术
中图分类号： te 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）08-0401-01
摘要：采油是一个很复杂的过程，要以怎么样的开发方式来开采才能达到最大的采收率。
作为对一个油田的开发来说，讲究其有效性的目标，就是尽可能地延长油田高产稳产期，使得油田最终能采出最多的原油，有一个高的最终采收率及好的经济效果，但是实现这个目标很不容易搞清油藏类型，选择合理的油藏类型是决定油田开发方式的基础和依据，而开发方式不仅要适应油藏的不同特点，而且要随着开发进程的变化而变化的。
因此，一个油田投入开发之前，必须认真对待这两个问题。
关键词：采油人工举升
一、引言
油气田采收率的影响因素包括内部因素和外部因素，在油气田的开发过程中，要综合考虑油气田内部因素和外部因素来最大限度地提高油气田的采收率。
由于油田埋藏地下，是个隐藏的实体，在开采过程中，其内部油、气、水是不断流动着、变化着的，这种流变性是其他固体矿藏所不具有的特点。
因此，要有效地开发油田，就得在开发过程中，不断调整各项措施，以适应变化的情况；同时，还要不断地改造油层，使它能朝着人们预定的、有利于开发的方向变化和发展。
这是在油田开发过程中需要不断研究和解决的问题。
此外，在油田开发过程中，始终需要有能适应地下情况变化的工程
技术来实现有效的开发目标。
即需要有先进的采油工艺技术。
二、人工举升采油工艺技术
根据各类油田在不同开发阶段的需要，50年中，我国发展配套和应用了多种人工举升工艺技术。
1.抽油机有杆泵采油技术。
该技术是机械采油方式的主导，其井数约占人工举升总井数的95%。
我国的抽油机、杆、泵和相应的配套技术已形成系列，其中抽油机有常规游梁式抽油机、异型游粱式抽油机、增距式抽油机、链条机和无游粱式抽油机等8种。
抽油杆有各种强度级别的常规实心抽油杆、空心抽油杆、连续抽油杆、钢丝绳抽油杆和玻璃钢抽油杆等。
根据开采的要求和流体性质的不同，研制了定筒式顶部固定杆式泵、定筒式底部固定杆式泵、动筒式底部固定杆式泵、整筒管式泵、组合管式泵、软密封泵和抽稠油泵、防砂卡抽油泵、防气抽油泵、防腐蚀抽油泵、双作用泵、过桥抽油泵、空心泵等特种泵，形成了抽油泵全套系列。
80年代以来在引进、消化、吸收国外先进经验的基础上，研究和发展了抽油井井下诊断和机杆泵优化设计技术，平均符合率达到85%～90%，提高了抽油机井的效率和管理水平。
2.电动潜油泵采油技术。
电动潜油泵分井下、地面和电力传递3个部分组成。
井下部分主要有潜油电机、保护器、油气分离器和多级离心泵；地面部分主要有变压器、控制屏和电泵井口；电力传递部分是铠装潜油电缆。
我国的潜油电泵已形成4个系列，适用于套管外径139.7mma系列，其它套管直径的qyb、qydb和qq系列共37
种型号，最大扬程3500m，最大额定排量700m3/d，生产了7个型号的电缆额定耐压3kv，研究了电动潜油泵采油设计及参数优选、诊断、压力测试及清防蜡等配套技术。
电动潜油泵采油井数占4%，但排液量占21.7%，已成为油田举升的一项重要技术。
3.水力活塞泵采油技术。
水力活塞泵是液压传动的复式活塞泵，效率高达40%～60%，扬程高，最大可达5486m；排量大，最大可达1000 m?/d；可适应用于直井、斜井、丛式井、水平井等。
我国在应用中开发配套了水力活塞泵系列，形成了基本型长冲程双作用泵、定压力比单作用泵、平衡式单作用泵、双液马达双作用泵、阀组式双作用泵，并研究成功水力活塞泵抽油设计和诊断技术，高含水期水力活塞泵改用水基动力液等配套技术，使水力活塞泵采油技术更加完善。
在高凝油开采和常规油藏含水低于60%的情况下应用，取得良好效果。
4.地面驱动螺杆泵采油技术。
近年来，我国研制成功用地面驱动头通过抽油杆带动井下螺杆泵采油的成套容积泵，其特点是钢材耗量低，安装简便，适于开采高粘度原油，在出砂量高的井可正常工作。
目前投入正常生产的有gle、lb和lbj三个系列29个品种，其理论排量3.5～250 m?/d，最大扬程500～2100m，海上应用较普遍，在陆上中深井逐步推广。
5.气举采油。
在油井停喷后，用人工方法向井内注入气体（天然气或氮气等）达到举升井下流体的目的。
优点是举升管柱简单，井深和井眼轨迹都不受限制，举升深度可达3658m。
在中原、辽河、
吐哈、塔里木等油田应用此种开采方法。
作为一种工艺技术在气举管柱、气举阀、天然气压缩机及地面配气站等已形成系列，但其中高压（12mpa以上）天然气压缩机尚需依赖进口。
在气举施工中我国研究开发了设计软件和诊断方法，已获得良好应用效果。
除以上几种举升方式外，还开发应用了水力射流泵、空心抽油泵和有杆泵无油管采油技术等。
三、低渗透油气田开采的重要性
随着经济快速、稳定、健康的发展，国民经济对原油的需求以每年5%～6的速度增长，而我国低渗透油气资源储量是201.7×l08t，占总资源量的24%。
随着油藏开发工艺技术和油层改造技术的进一步完善与改进，低渗透油气藏发现与投入的比例持续递增，最初认为无经济价值的低渗透油藏，经过注水开发、储层改造等现代技术措施，获得了较好的开发效果，大幅度提高了低渗透油藏的产量。
可见，在我国石油后备储量紧张的情况下，怎样才能动用和开发好低渗透油藏储量，对我国石油工业的持续健康发展起着十分重要的意义。
同时近几年来油价不断的升高，也为特低渗透油藏的开发创造了经济上的可行性。
虽然我国低渗油藏有着巨大的资源潜力，但由于其储层物性差，导致直井与油层的接触面积小，井底附近原油的流动阻力大，压力梯度高，容易导致油层的过早见水或水淹，降低原油采收率。
因而，采取一些有效的新工艺技术，对低渗油藏开发效果的提高起着十分重要的作用。
随着近年来钻井、完井等技术的进步，水平井已经在世界各产油国的低渗透油藏中得到广泛应
用，并显现出极大的优势。
国内外的开发实践得到：对于低渗透、稠油油藏、薄储层以及小储量的边际油气藏等，最佳的开发方式是水平井开发。
四、结语
总的来说，油田开发的过程是一个不断认识、不断调整的过程，需要人们具有先进的认识方法和改造技术，才能实现对它有效开发。
因此，不断提高对油气田采收率影响因素的认识，通过对它们的研究，来研制更加有效的开采技术，用最小的经济投入来获得最高的采收率，是未来很长一段时间内所有地质工作者的重要任务。