各种抽油泵的结构及工作原理
第三章有杆泵采油
SYS5059-91标准抽油泵的基本型式如图3-6所示。
按抽油泵泵筒结构又分为整筒泵和组合泵 （3）组合泵
为了便于加工和保证质量，衬管分段加工，然 后组装在泵筒内,这类泵称为衬管泵或组合泵。 （4）整筒泵
泵筒为整体泵筒。与组合泵相比具有： 泵效高、冲程长、形式多、规格全、重量轻、
第二节 抽油机悬点运动
一、简化分析
1. 简谐运动
当r／l→0及r/b→0时，B点的运动简化为简谐运动， 且与C点的运动规律相同,而A点的运动与B点成比例关系:
SA/SB=a/b SB=r(1-cosωt) SA= SB a/b
(3-2)
(3-3)
(3-4)
上冲程的前半冲程为加速运动，加速度为正（加速度 方向与速度方向均向上）；后半冲程为减速运动（加速度 方向与速度方向相反）。
(3-23a)
(3-26)
4.静载荷作用下的理论示功图
在静载差作用下杆柱的变形量可根据虎克定律确定:
=/E :应变 :应力 E:弹性模量 =/L =WL’/A =L=L/E=WL’L/AE
(3-27)
(3-28)
对于m 级组合杆柱：
(3-28a)
油管柱在静载作用下的变形量为:
(3-29)
总的静载变形量λ为抽油杆柱与油管柱两部分静载变 形之和。
2. 下冲程悬点静载荷
(3-21) (3-21c)
(3-24a)
证明： Wj1 Wr WL Wr WL
(3-18)
WL L gLP ( Ap Ar )
(3-22) (3-23a)
Wr WL Ar r gLP L gLP ( Ap Ar ) (r L )gLP Ar L gLP Ap
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
油泵工作原理
油泵工作原理油泵是一种用于将液体或气体从低压区域输送到高压区域的机械设备。
它主要由泵体、泵轴、柱塞、柱塞杆、活塞泵、进油口和出油口等组成。
油泵的工作原理可以分为吸油阶段、压油阶段和泵油阶段。
首先，在吸油阶段，当油泵启动时，泵轴通过电机的驱动旋转。
泵轴上的柱塞杆垂直于泵轴，在内端连接着柱塞。
柱塞与泵体内的壁之间形成密封腔，内端与活塞泵相连。
初始状态下，活塞泵与柱塞杆的触点处于泵轴的内侧。
然后，在压油阶段，当泵轴旋转时，柱塞杆也随之旋转。
在某一时刻，柱塞杆和活塞泵的触点相对于泵轴的角度最大（通常在90°或180°）。
这时，液体通过进油口进入泵体内的密封腔，压力增大，使活塞泵受到压力并向外移动。
最后，在泵油阶段，当活塞泵移动到极限位置时，柱塞杆和活塞泵的触点从泵轴的内侧移到了外侧。
这时，液体被挤出通过出油口流出，形成了压力。
同时，原来积聚在活塞泵一侧的液体转移到另一侧，形成了连续的压力。
油泵的工作原理基于泵轴的旋转运动和柱塞杆与活塞泵的变位。
油泵旋转时，液体被吸入泵体内的密封腔，然后通过活塞泵的移动，压力增大并将液体推出。
这种连续的运动能够实现液体的输送，并产生所需的压力。
根据需求，油泵的工作原理还可以采用其他类型的泵，例如齿轮泵、螺杆泵或离心泵。
这些泵利用不同的机制来实现液体的输送和压力的生成。
总结起来，油泵的工作原理是通过泵轴的旋转和柱塞杆与活塞泵的变位来实现液体的吸入和泵出，从而实现液体的输送和产生所需的压力。
通过选用不同的泵类型和相应的机制，可以根据实际需求来实现不同的液体输送和压力生成任务。
抽油装置及泵的工作原理
第17页/共21页
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。
柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部， 使泵排出液体。
泵排出的条件： 泵内压力(排出压力)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
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。
管式泵特点：结构简单、成本低，排量大。但检泵时必须
起出油管，修井工作量大，故适用于下泵深度不很大，产量 较高的油井。
杆式泵特点：结构复杂，制造成本高，排量小，修井工作
量小。杆式泵适用于下泵深度大、产量较小的油井。
一、抽油装置
抽油机
设 备
抽油杆
组 抽油泵
成 其它附件
抽油过程介绍
第2页/共21页
(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，将旋转运动转化成往复运动。 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
游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置
工作原理
工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给 曲柄轴，带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆经横梁带 动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆 柱作往复运动。
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 按照抽油泵在油管上的固定方式可分为：管式泵和杆式泵
第13页/共21页
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。
抽油泵基本状况介绍
抽油泵基本状况介绍抽油泵是一种重要的工业设备，用于将液体从低压区域抽送至高压区域。
它在石油工业中扮演着至关重要的角色，被广泛用于油井、炼油厂和化工厂等领域。
本文将详细介绍抽油泵的基本状况。
一、抽油泵的工作原理抽油泵主要通过旋转机械能将能量传递给液体，使之产生差压，并将油液从较低压区域抽送至较高压区域。
抽油泵通常由一根旋转轴和多个叶轮组成。
当轴旋转时，叶轮会将液体吸入并迅速排出。
二、抽油泵的结构抽油泵的结构主要包括泵体、旋转轴、叶轮、密封器以及轴承等组件。
泵体是一个密封的容器，内部包含了叶轮和旋转轴。
叶轮是抽油泵的核心部件，它通过旋转产生动力，将液体抽送至高压区域。
旋转轴则负责将动力传递给叶轮。
密封器用于防止液体泄漏，确保抽油泵的正常运行。
轴承则支持旋转轴的运转，减少摩擦和磨损。
三、抽油泵的工作性能参数抽油泵的工作性能一般通过以下几个参数来描述：1.流量：指单位时间内泵送的液体体积。
2.扬程：指液体从低压区域抽送至高压区域所需要的能量。
3.功率：指泵所需输入的功率大小。
4.效率：指泵的能量传输效率，即输出功率与输入功率的比值。
四、抽油泵的分类根据不同的工作原理和结构特点，抽油泵可分为离心泵、容积泵和轴流泵等类型。
1.离心泵：离心泵是最常见的一种抽油泵，它通过叶轮的旋转将液体抛离，产生差压。
它具有结构简单、体积小、使用方便等优点，在石油工业中应用最广泛。
2.容积泵：容积泵又称柱塞泵或齿轮泵，它通过容积变化将液体推送至高压区域。
容积泵工作平稳，流量稳定，适合在高压或高粘度条件下工作。
3.轴流泵：轴流泵主要用于输送大量液体，它的流量大，但扬程较小。
轴流泵通常用于短距离输送，如排水、河道清淤等。
五、抽油泵的应用领域抽油泵在石油工业中具有广泛的应用。
首先，它被用于油井开采过程中，将原油从井底抽运至地面。
其次，抽油泵还被广泛应用于炼油厂和化学工厂等领域。
在炼油厂中，它主要用于将原油从储油罐输送至各个处理设备。
抽油泵
2、工作原理
该泵采用直径不同的两台泵串联，大泵在上，小泵在下，形成双 泵单作用形式的抽油泵，如图所示。作业时，用封隔器将两油层分 开，避免层间差异的影响。上行程时，两个油层的液体分别经不同 的固定阀通道被吸入各自泵腔；下行程时，两泵腔内的液体经各自 游动阀及柱塞内孔通道，压入油管内混合，并排出。
六、分采泵
二、管式泵
二、管式泵
3、基本性能参数
38*6.3整筒式 44*5.1整筒式 44*5.1过桥式 44*6.3整筒式 56*5.1整筒式 56*6.3整筒式 70*5.1整筒式 抽油泵 抽油泵 抽油泵 抽油泵 抽油泵 抽油泵 抽油泵 38 44 44 44 56 56 70 公称直径(mm) 名称规格型号 柱塞本体长度 (mm) 泵筒长度(mm) 1200 7800 1200 6800 1200 6800 1200 7800 1200 6800 1200 7800 1200 6800
九、过桥泵
1、基本结构 过桥泵主要由上、下接头，泵筒、过 桥管、游动阀、固定阀、柱塞。泵筒外增 加过桥管，底部固定，顶部浮动。 2、工作原理 其工作原理与普通管式泵一样，增加的 过桥管保护泵筒免受液柱载荷作用及外部 挤压、冲击等，实现高效深抽 过桥管 式泵
九、过桥泵
3、性能参数
4、用途及特点
该泵适用于深井采油、需带封有井下工具进行工艺措施的油井和加长尾管 的油井适用于含砂较多的油井。在分层开采中，封隔器坐封、解封时，坐封
3、基本性能参数
公称直 径mm 28 32 38 44 57 0.6 0.9 1.2 1.5 0.3 0.6 0.9 柱塞长度 系列m
加长短节 长度m
冲程范 围m
连接油管 外径mm 60.916 1.140 1.642 2.235 3.694
作业常规下井工具简介
四、电 泵
3、潜油电泵机组的应用范围 效益显著等优点，应用范围如下：
量，是增加原油产量的一种重要手段。
潜油电泵机组具有高泵效、排量大、扬程高、管理方便、经济
1、大多数油田到了高含水开发阶段（含水高达80%以上，有的 含水已超过90%）使用潜油电泵采油，能够大排量提液，提高产液
2、对于海上、陆上油田的定向井、水平井、丛式井，由于潜 油电泵机组地面设备简单，占地面积小，自动化程度高，使用管理
柱，转动销钉从下死点运动到长轨道上死点，卡瓦牙从收拢状态变成 张开状态。
技术参数：
型号 Y211-114 Y211-150 最大外径 （ｍｍ） Φ 114 Φ 150 最小通径 （ｍｍ） Φ 54 Φ 61 卡瓦牙张开最 小外径 （ｍｍ） Φ 136 Φ 168 座封载荷 ＫＮ 60-80 100-120 适用套管内径 （ｍｍ） Φ 117-132 Φ 159-161
3.0/5.1/7.3
3.0/5.1/7.3
4.3—7.6
4.3—7.6
Ⅰ
Ⅰ
一、管式抽油泵
工作原理：
上冲程，抽油杆带动柱塞向上运动，游动
凡尔在油管内液柱压力作用下处于关闭状态， 同时柱塞下泵腔（吸入腔）内压力降低，在井
底油层压力和沉没压力作用下，泵固定凡尔打
开，液体进入泵筒，当柱塞运动到上死点时， 完成整个吸液过程；
解封： 停止注汽，随着井筒温度的逐渐降低，热敏金属片向回收缩，密
封胶筒失去内支撑，封隔器自动解封，上提管柱，即可将封隔器起出。
九、K331型热采自补偿封隔器
4、主要技术参数
长度：4780mm 最大外径：152mm
最小内径：62mm
工作温度：350℃ 工作压力：17MPa
抽油泵的结构和工作原理
抽油泵的结构及工作原理
（1）抽油泵的结构图
1、4-外管接箍；
2-外管；
3-缸套；
5-固定阀罩；
6-固定凡尔；
7-压紧接头；
8-上游动凡尔罩；
9-上游动凡尔；
10-接头；
11-柱塞；
12-下游动凡尔
罩；
13-下游动凡尔；
（2）抽油泵的工作原理
（a）上冲程；（b）下冲程；
1-游动阀；2-活塞；3-衬管；4-固定阀
上冲程：活塞上行，游动阀关闭，泵筒内压力下降，当泵筒内压力低于泵入口压力时，固定阀打开，液体进入泵内，同时井口排出活塞让出泵筒体积的液体。
下冲程:活塞下行，泵筒内压力升高，游动阀打开，固定阀关闭，液体从泵内排出到活塞以上的油管中，同时井口排出光杆进入的液体体积。
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２.１－５.１ ２７／８ＴＢＧ ＣＹＧ ２７／８ＴＢＧ １９
７０
２.１－５.１ ２７／８ＴＢＧ ＣＹＧ ２７／８ＴＢＧ 22
最大外 总长ｍ 径ｍｍ
间隙代 号
92
４.３－７.６ 1、2
92
４.３－７.６ 1、2
108
４.３－７.６ 1、2
116
４.３－７.６ 1、2
注意事项
n 泵下须接带丝堵的尾管，其密封要求与泵上油管相同。 n Ф56泵上端须接一根内径Ф76（3in）油管Ф70泵上端
1、2、3
2 7/8TBG
注意事项
n 粘度小于2000mPa.s n 含砂小于0.5% n 油气比小于500 n 56规格的抽油泵需使用Φ89的油管或配套
脱接器使用.
n 防腐抽油泵
结 构 原 理 图
特点
n 结构简单 n 泵效高 n 耐腐性能强 n 泵筒、柱塞采用耐腐蚀材料处理 n 该泵的所有标准件均采取防腐处理
备注
作业注意事项
n 该泵Φ44/32及Φ56/44规格上部可直接与Φ73 油管连接，Φ70/56以上规格大泵需配脱接器 使用，无需配泄油器使用，柱塞泵筒提出泵外 即可实现泄油功能。
n Φ44/32及Φ56/44规格抽稠泵作业方法及步骤 与普通泵相同，
n Φ70/56抽稠泵上部连接Φ89油管，长度不得 短于冲程+2米，上部可根据油管情况使用脱接 器。
各种抽油泵
n 长柱塞短泵筒防偏磨抽油泵 n 长柱塞防砂抽油泵 n 斜井抽油泵 n 防气防砂抽油泵 n 防腐泵 n 刮垢抽油泵
n 长柱塞短泵筒 防偏磨抽油泵
结 构 原 理 图
工 作 原 理 图
结 构 分 析
结 构 分 析
优点
n 反馈力大且稳定 n 可有效拉直抽油杆，防止杆、管偏磨。 n 具有自泄油功能，柱塞泵筒提出泵外即可自动
1200
1200
45007500 45007500
2 7/8 TBG 2 7/8 TBG
2 7/8 TBG 2 7/8 TBG
M18X1.5 CYG19
89
89
பைடு நூலகம்
49007900 49007900
1、2、3 1、2、3
φ56 36 1200 45007500 2 7/8 TBG 2 7/8 TBG CYG19 89 49007900 1、2、3
技术参数
公称直径 冲程(m) 连接管螺纹 连接抽油 最大外径 间隙
(mm)
（上/下） 杆螺纹
（mm）
38
2.55.1 2 7/8TBG, CYG19 Φ89
1、2、3
2 7/8TBG
44
2.55.1 2 7/8TBG, CYG19 Φ89
1、2、3
2 7/8TBG
56
2.55.1 3 1/2TBG, CYG19 Φ108
1、2、3
3 1/2TBG
n防气防砂抽油泵
结 构 原 理 图
工 作 原 理 图
优点
n 拉阀强制开启,提高了泵效 n 固定阀采用导向筋结构减小了阀球的摆动
空间,加快关闭. n 采用挡砂块减小了柱塞上下两端的压差,游
动阀开启迅速. n 采用挡砂块可防止停井后砂粒进入泵筒造
成卡泵 n 采用等径柱塞刮砂结构，可防砂卡
技术参数
公称直径，mm 冲程m 柱塞长度mm 泵筒长度mm 上部油管螺纹 下部油管螺纹 连接抽油杆螺纹 最大外径mm 总长mm 间隙代号
φ32 36 1200 45007500 2 7/8 TBG 2 7/8 TBG M16X1.5 89 49007900 1、2、3
φ38
φ44
36
36
ф44/32 1.53 1200 33004800 1200 2 7/8TBG 2 7/8TBG CYG19 1.157 575
ф56/44 35.1 1200 48007000 1200 2 7/8TBG 2 7/8TBG CYG19 2.188 725
ф70/56 35.1 1200 48007000 1200 3 1/2TBG 2 7/8TBG CYG22 3.546 1225
n 抽汲黏度不大于2000毫帕.秒
注意事项
n 该泵在含砂井中使用时，泵下需进行防砂 处理。
n 该泵不得超冲程使用。 n 该泵不得在大斜度井中使用。 n 用户需将该泵进行注气作业或用于酸化井
中使用时应在定单中注明。 n 该泵上行载荷为大泵载荷。
n 长柱塞 n 防砂抽油泵
结 构 简 图
结构特点
n 采用了长柱塞、短泵筒结构 n 采用了侧向进油结构 n 采用了环空沉砂结构
须接一根内径Ф89（3 1/2in）油管，然后再根据需要变 径。 n 下泵前应彻底冲砂至井底，用通井规检验油管。 n 尾管沉度不得超过油层顶界。 n 不得超冲程使用。 n 尾管长度一般为100米—300米，具体由含砂量确定。 n 不得在酸化后的油井中用于排酸。 n 油气比较高易发生气锁的油井不宜采用。 n 严禁在拐点及其下部使用。
φ70 36 1200 45007500 3 1/2 TBG 3 1/2 TBG CYG22 108 49007900 1、2、3
注意事项
n 下泵前, 用通井规检验油管。 n 不得超冲程使用。 n 严禁在拐点及其下部使用。 n 泵下需连接筛管 n 出砂井中使用时,泵下必须配防砂装置或进
行防砂处理. n 不能在含气较高的油井中使用。
(mm)
（上/下） 杆螺纹
（mm）
38
35.1 2 7/8TBG, M18X1.5 Φ89
1、2、3
2 7/8TBG
44
35.1 2 7/8TBG, CYG19 Φ89
1、2、3
2 7/8TBG
56
35.1 2 7/8TBG, CYG19 Φ89
1、2、3
2 7/8TBG
70
35.1 3 1/2TBG, CYG22 Φ108
n 斜井抽油泵
结 构 原 理 图
结 构 分 析
结构特点
n 阀罩内部使用导向筋，限制了阀球的摆动 n 阀罩内使用复位弹簧，阀球能够迅速回位
优点
n 采用导向筋结构减小了阀球运动的空间 n 阀球摆动幅度小 n 泵效高、阀球复位迅速
技术参数
公称直径 冲程(m) 连接管螺纹 连接抽油 最大外径 间隙
优点
n 可有效的解决砂卡柱塞现象 n 减轻了柱塞与泵筒的磨损，防止砂磨现象 n 停井时可防止砂埋抽油杆
技术参数
公称直 冲程ｍ 径ｍｍ
连接油管螺纹 （上／下）
抽油杆 螺纹
３８ ４４ ５６
２.１－５.１ ２.１－５.１
２７／８ＴＢＧ ＣＹＧ ２７／８ＴＢＧ
１９
２７／８ＴＢＧ ＣＹＧ ２７／８ＴＢＧ １９
泄油。 n 抽稠能力强，抽稠黏度不大于2000毫帕.秒。 n 可进行注水、注气等吞吐作业。 n 应用范围广，可在稠油井、稀油井及聚趋井中
使用
技术参数
公称直径mm 冲程m 泵筒长度mm 柱塞泵筒长度mm 小柱塞长度mm 上部联接油管螺纹 下部联接油管螺纹 联接抽油杆螺纹m3/d 泵常数 反馈力 公斤/千米
n 刮垢抽油泵
结 构 原 理 图
工 作 原 理 图
结构特点
n 结构简单，成本低 n 刮垢能力强 n 寿命长
技术参数
公称直径 冲程m
38
2.55.1
44
2.55.1
56
2.55.1
联接管螺纹(上/下) 2 7/8TBG 2 7/8TBG 2 7/8TBG 2 7/8TBG 2 7/8TBG 2 7/8TBG
抽油杆螺纹 间隙
CYG19
1
CYG19
1
CYG19
1
70
2.55.1 3 1/2TBG 3 1/2TBG CYG22
1