水力活塞泵.ppt

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1、LOGO水力活塞泵水力活塞泵 Hydraulic piston pump王王 玉玉 分类（分类（Classification）2Contents概念（概念（Conception）1发展（发展（Development）54 地面集地面集输流程（流程（Surface gathering process）3工作原理工作原理Working Principles4Company Logo概念（概念（Conception）采油装备有杆泵采油有杆泵采油无杆泵采油无杆泵采油潜油电泵装置潜油电泵装置水力活塞泵装置水力活塞泵装置水力射流泵装置水力射流泵装置Company Logo概念（概念（Conception）

2、n 水力活塞泵是一种液压传动的水力活塞泵是一种液压传动的无杆无杆抽油设备，它是由地面动力泵抽油设备，它是由地面动力泵将动力液增压后经将动力液增压后经油管油管或或专用通道专用通道泵入井下，驱动马达做上下往复运泵入井下，驱动马达做上下往复运动，将高压动力液传至井下驱动油动，将高压动力液传至井下驱动油缸和换向阀，来帮助井下柱塞泵抽缸和换向阀，来帮助井下柱塞泵抽油。油。Company Logo分类（分类（Classification）水力活塞泵采油系统类型分类：(1)按系统井数分类单井流程系统；多井集中泵站系统；大型集中泵站系统。(2)按动力液循环分类动力液不与产出液混合。动力液与产出液混合。闭式循环

3、方式：开式循环方式：(3)按动力液性质分类原油动力液水力活塞泵采油系统水基动力液水力活塞泵采油系统Company Logo分类（分类（Classification）开式水力活塞泵采油系统开式水力活塞泵采油系统Company Logo分类（分类（Classification）闭式水力活塞泵采油系统闭式水力活塞泵采油系统Company Logo分类（分类（Classification）(4)按井下泵的安装方式分类固定式安装：整个泵随油管下入井内，优点是泵径大、排量大，缺点是起泵必须起油管。插入式安装：泵工作筒随大直径油管下入井内，而沉没泵机组则用小直径油管下入，插到泵工作筒内。投入式安装：又分单管

4、封隔式和平行管柱式，泵工作筒随油管下至井底，沉没泵机组则从油管中投入，使用液力下泵和起泵，优点是起下泵方便，缺点是泵径受到限制，排量较小。Company Logo地面集输流程地面集输流程（Surface gathering Process）在国内在国内,胜利油田、华北油田、海洋石胜利油田、华北油田、海洋石油总公司是较早采用水力活塞泵采油工艺油总公司是较早采用水力活塞泵采油工艺的单位。的单位。我国自行研制的水力活塞泵现已初步我国自行研制的水力活塞泵现已初步形成系列形成系列,与之相适应的地面集输工艺流程与之相适应的地面集输工艺流程日趋完善日趋完善,设备基本配套。设备基本配套。Company Log

5、o地面集输流程地面集输流程（Surface gathering Process）水力活塞泵采油系统按动力液循环水力活塞泵采油系统按动力液循环方式可分为开式循环与闭式循环两方式可分为开式循环与闭式循环两种方式。在开式系统种方式。在开式系统(OPF)(OPF)中中,动力动力液与采出液相混合一起返出地面液与采出液相混合一起返出地面;在闭式系统在闭式系统(CPF)(CPF)中中,地面和井下动地面和井下动力液在密闭回路中循环力液在密闭回路中循环,不与采出不与采出液相混。液相混。Company Logo地面集输流程地面集输流程（Surface gathering process）Company Logo地

6、面集输流程地面集输流程（Surface gathering Process）开式动力液系统的地面集输流程开式动力液系统的地面集输流程,该流该流程较适合于程较适合于多井系统多井系统,可管辖数口、数十口可管辖数口、数十口油井。油井。简易和经济简易和经济是开式流程的主要特点。当是开式流程的主要特点。当然然,在开式系统中在开式系统中,也可以用也可以用水或其它液体水或其它液体作作动力液动力液,但由于加入的化学添加剂但由于加入的化学添加剂(润滑、防润滑、防腐、除氧腐、除氧)要与要与采出液采出液相混合采出相混合采出,一般都损一般都损耗掉了耗掉了,因此必须因此必须连续加入连续加入。Company Logo地面

7、集输流程地面集输流程（Surface gathering process）Company Logo地面集输流程地面集输流程（Surface gathering Process）闭式动力液系统闭式动力液系统，由于动力液罐比较由于动力液罐比较小小,这种系统较适合于湖区油井、海上抽井这种系统较适合于湖区油井、海上抽井及人口稠密区域的油井。例如在美国的加及人口稠密区域的油井。例如在美国的加利福尼亚州利福尼亚州,由于许多油井座落在城镇和海由于许多油井座落在城镇和海上上,因此广泛采用闭式系统。因此广泛采用闭式系统。在大多数情况下在大多数情况下,闭式动力液系统都闭式动力液系统都用用水水作动力液作动力液,原因

8、是水与油相比原因是水与油相比,摩擦阻摩擦阻力小、危险性小、对环境的影响也较小力小、危险性小、对环境的影响也较小。但用水作动力液但用水作动力液,需要添加需要添加润滑剂润滑剂,并需进并需进行行防腐防腐处理处理,这些都将增加生产管理费用。这些都将增加生产管理费用。Company Logo地面集输流程地面集输流程（Surface gathering Process）水力活塞泵采油动力液系统的地面流程水力活塞泵采油动力液系统的地面流程按其管辖井数可以分为按其管辖井数可以分为单井流程单井流程与与多井多井集中泵站集中泵站流程。流程。Company Logo单井流程（单井流程（Single well flow

9、）单井流程一般用于边远井、试验井或单井流程一般用于边远井、试验井或大排量井。大排量井。这种流程的地面设施由多种设备组成这种流程的地面设施由多种设备组成,一般安装在井场或靠近井场附近一般安装在井场或靠近井场附近,它可起它可起到集中泵站的作用。到集中泵站的作用。Company Logo单井流程（单井流程（Single well flow）胜利开式单井地面集输流程胜利开式单井地面集输流程Company Logo单井流程（单井流程（Single well flow）江苏开式地面集输流程江苏开式地面集输流程Company Logo单井流程（单井流程（Single well flow）闭式单井地面集输流程

10、闭式单井地面集输流程Company Logo集中泵站流程集中泵站流程（Central Pumping Station flow）据国外有关统计资料表明据国外有关统计资料表明,凡凡3 3口口井井以上的油区以上的油区,采用单井流程在采用单井流程在经济上是不可行的。在这种情况经济上是不可行的。在这种情况下下,通常采用通常采用集中泵站流程集中泵站流程。从理论上讲从理论上讲,管辖的井数越多管辖的井数越多,投资越少投资越少,也有益于实现自动化管也有益于实现自动化管理。这种流程很适合我国油田的理。这种流程很适合我国油田的采油计量站系统采油计量站系统,对于对于海上或湖区海上或湖区的油井群尤其可显示出巨大的优的

11、油井群尤其可显示出巨大的优越性。越性。Company Logo集中泵站流程集中泵站流程（Central Pumping Station Flow）集中泵站地面集输流程集中泵站地面集输流程国内目前国内目前广泛采用广泛采用的的是该图是该图所示的流所示的流程程,该流程的特点该流程的特点是是,动力液质量稳动力液质量稳定定,管辖的井数较管辖的井数较多多,可向多个卫星可向多个卫星站提供动力液站提供动力液,但但需作长远规划需作长远规划,并并与集中处理站一同与集中处理站一同建成投产建成投产,因而建因而建设设周期较长周期较长,动力动力液的液的处理费用处理费用也较也较高。高。Company Logo工作原理（工作

12、原理（Working Principals）水水力力活活塞塞泵泵地面部分地面部分联系井下与地面的中间部分联系井下与地面的中间部分井下部分井下部分液马达（压能转化成机械能）液马达（压能转化成机械能）抽油泵（机械能转化成压能）抽油泵（机械能转化成压能）主控滑阀（利用液压差原理控制主控滑阀（利用液压差原理控制液马达和泵柱塞做循环往复运动）液马达和泵柱塞做循环往复运动）Company Logo工作原理（工作原理（Working Principals）水力活塞泵作为无杆泵抽油设备中的一种，水力活塞泵作为无杆泵抽油设备中的一种，是依靠是依靠液力液力传递能量的，根据液体能等值传传递能量的，根据液体能等值传递

13、压力的原理，将地面泵提供的压力能传递递压力的原理，将地面泵提供的压力能传递给井下泵机组的给井下泵机组的液马达液马达（换向机构）；通过（换向机构）；通过力的放大，压强的放大和差动原理力的放大，压强的放大和差动原理，液马达，液马达驱动抽油泵产生往复运动，抽油泵的活塞产驱动抽油泵产生往复运动，抽油泵的活塞产生举升力，达到连续抽油的目的。生举升力，达到连续抽油的目的。Company Logo工作原理（工作原理（Working Principals）动力液地面动力液地面加压加压油管或专用动力液管油管或专用动力液管输送输送动力液被动力液被传至传至井下液马达处井下液马达处滑阀控制机构滑阀控制机构换向换向动力

14、液动力液驱动驱动液马达液马达液马达做液马达做往复往复运动运动液马达通过活塞杆带动抽油泵做液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复往复运动运动原油被增压原油被增压举升举升Company Logo工作原理（工作原理（Working Principals）开式下冲程开式下冲程开式上冲程开式上冲程Company Logo工作原理（工作原理（Working Principals）下冲程下冲程工作过程工作过程上冲程上冲程高压动力液从中心油管经过高压动力液从中心油管经过通道通道a a进入液马达下缸，作用进入液马达下缸，作用在活塞下面的环形面积上。在活塞下面的环形面积上。同时，高压动力液还经过通同时，高压动力液还经过

15、通道道b b进入腔室进入腔室c c，再由通道，再由通道d d进进入液马达上缸，作用在液马入液马达上缸，作用在液马达活塞上面的全面积上。因达活塞上面的全面积上。因此液马达活塞上下两面都作此液马达活塞上下两面都作用有动力液的高压，但由于用有动力液的高压，但由于它上面的面积大于下面的面它上面的面积大于下面的面积，所以上面的总压力大于积，所以上面的总压力大于下面的总压力，就是这个压下面的总压力，就是这个压力差的作用下，液马达进行力差的作用下，液马达进行下冲程。下冲程。高压液继续从中心管通道高压液继续从中心管通道a a进入液马达下缸，由于主进入液马达下缸，由于主控制阀位于上死点，控制阀位于上死点，b b

16、处堵处堵塞，使得高压液无法通过塞，使得高压液无法通过d d进入液马达上缸，这时，进入液马达上缸，这时，液马达上缸经过通道液马达上缸经过通道d d、主、主控制阀中部的环形空间控制阀中部的环形空间h h和和抽取的油层产出液相沟通。抽取的油层产出液相沟通。因此，液马达的上缸充满因此，液马达的上缸充满低压油层产出液，而下缸低压油层产出液，而下缸仍然有高压动力液。在此仍然有高压动力液。在此压力差作用下，液马达的压力差作用下，液马达的活塞进行上冲程。活塞进行上冲程。Company Logo工作原理（工作原理（Working Principals）下冲程下冲程工作过程工作过程下冲程下冲程由于液马达活塞和泵活

17、塞用由于液马达活塞和泵活塞用一个活塞杆相连，前者的下一个活塞杆相连，前者的下冲程必然引起泵活塞的下冲冲程必然引起泵活塞的下冲程。程。此泵是和一般抽油泵结构相此泵是和一般抽油泵结构相同的单作用泵，因此，下冲同的单作用泵，因此，下冲程时固定法关闭，而游动阀程时固定法关闭，而游动阀打开，打开，抽油泵排除下冲程中被吸入抽油泵排除下冲程中被吸入泵内的油层产出液。随着液泵内的油层产出液。随着液马达活塞的下冲程进行，活马达活塞的下冲程进行，活塞杆继续往下。塞杆继续往下。活塞杆实际上是一个辅助控活塞杆实际上是一个辅助控制滑阀，在杆身的上部和下制滑阀，在杆身的上部和下部开有控制槽部开有控制槽e e和和f f高压

18、液继续从中心管通道高压液继续从中心管通道a a进入液马达下缸，由于主进入液马达下缸，由于主控制阀位于上死点，控制阀位于上死点，b b处堵处堵塞，使得高压液无法通过塞，使得高压液无法通过d d进入液马达上缸，这时，进入液马达上缸，这时，液马达上缸经过通道液马达上缸经过通道d d、主、主控制阀中部的环形空间控制阀中部的环形空间h h和和抽取的油层产出液相沟通。抽取的油层产出液相沟通。因此，液马达的上缸充满因此，液马达的上缸充满低压油层产出液，而下缸低压油层产出液，而下缸仍然有高压动力液。在此仍然有高压动力液。在此压力差作用下，液马达的压力差作用下，液马达的活塞进行上冲程。活塞进行上冲程。Compa

19、ny Logo工作原理（工作原理（Working Principals）下冲程下冲程工作过程工作过程下冲程下冲程当活塞接近下死点时，它当活塞接近下死点时，它的上部控制槽的上部控制槽e e接通了主接通了主控制阀上下端的腔室控制阀上下端的腔室c c和和g g使高压动力液由控制槽使高压动力液由控制槽e e进入主控制法下端腔室进入主控制法下端腔室g g，由于主控制阀的上端面，由于主控制阀的上端面积小于下断面的面积，在积小于下断面的面积，在同样的高压动力液下，下同样的高压动力液下，下面的总压力大于上面的总面的总压力大于上面的总压力。所以主动滑阀推向压力。所以主动滑阀推向上死点。这是就开始进行上死点。这是

20、就开始进行上冲程。上冲程。高压液继续从中心管通道高压液继续从中心管通道a a进入液马达下缸，由于主进入液马达下缸，由于主控制阀位于上死点，控制阀位于上死点，b b处堵处堵塞，使得高压液无法通过塞，使得高压液无法通过d d进入液马达上缸，这时，进入液马达上缸，这时，液马达上缸经过通道液马达上缸经过通道d d、主、主控制阀中部的环形空间控制阀中部的环形空间h h和和抽取的油层产出液相沟通。抽取的油层产出液相沟通。因此，液马达的上缸充满因此，液马达的上缸充满低压油层产出液，而下缸低压油层产出液，而下缸仍然有高压动力液。在此仍然有高压动力液。在此压力差作用下，液马达的压力差作用下，液马达的活塞进行上冲

21、程。活塞进行上冲程。Company Logo工作原理（工作原理（Working Principals）下冲程下冲程工作过程工作过程上冲程上冲程当活塞接近下死点时，它当活塞接近下死点时，它的上部控制槽的上部控制槽e e接通了主接通了主控制阀上下端的腔室控制阀上下端的腔室c c和和g g使高压动力液由控制槽使高压动力液由控制槽e e进入主控制法下端腔室进入主控制法下端腔室g g，由于主控制阀的上端面，由于主控制阀的上端面积小于下断面的面积，在积小于下断面的面积，在同样的高压动力液下，下同样的高压动力液下，下面的总压力大于上面的总面的总压力大于上面的总压力。所以主动滑阀推向压力。所以主动滑阀推向上死

22、点。这是就开始进行上死点。这是就开始进行上冲程。上冲程。高压液继续从中心管通高压液继续从中心管通道道a a进入液马达下缸，由进入液马达下缸，由于主控制阀位于上死点，于主控制阀位于上死点，b b处堵塞，使得高压液无处堵塞，使得高压液无法通过法通过d d进入液马达上缸，进入液马达上缸，这时，液马达上缸经过这时，液马达上缸经过通道通道d d、主控制阀中部的、主控制阀中部的环形空间环形空间h h和抽取的油层和抽取的油层产出液相沟通。因此，产出液相沟通。因此，液马达的上缸充满低压液马达的上缸充满低压油层产出液，而下缸仍油层产出液，而下缸仍然有高压动力液。在此然有高压动力液。在此压力差作用下，液马达压力差

23、作用下，液马达的活塞进行上冲程。的活塞进行上冲程。Company Logo工作原理（工作原理（Working Principals）下冲程下冲程工作过程工作过程上冲程上冲程当活塞接近下死点时，它当活塞接近下死点时，它的上部控制槽的上部控制槽e e接通了主接通了主控制阀上下端的腔室控制阀上下端的腔室c c和和g g使高压动力液由控制槽使高压动力液由控制槽e e进入主控制法下端腔室进入主控制法下端腔室g g，由于主控制阀的上端面，由于主控制阀的上端面积小于下断面的面积，在积小于下断面的面积，在同样的高压动力液下，下同样的高压动力液下，下面的总压力大于上面的总面的总压力大于上面的总压力。所以主动滑阀

24、推向压力。所以主动滑阀推向上死点。这是就开始进行上死点。这是就开始进行上冲程。上冲程。上缸中工作过的乏废动力液上缸中工作过的乏废动力液和抽取的油层产出也相混合和抽取的油层产出也相混合后，提升到地面。上冲程时，后，提升到地面。上冲程时，固定阀打开，而游动阀关闭，固定阀打开，而游动阀关闭，进行吸油过程。随着液马达进行吸油过程。随着液马达活塞上冲程的进行，活塞杆活塞上冲程的进行，活塞杆继续往上，当活塞接近上死继续往上，当活塞接近上死点时，它下部的控制槽点时，它下部的控制槽f f是是主控制滑阀的下腔室和抽取主控制滑阀的下腔室和抽取的原油相沟通。的原油相沟通。Company Logo工作原理（工作原理（

25、Working Principals）下冲程下冲程工作过程工作过程上冲程上冲程当活塞接近下死点时，它当活塞接近下死点时，它的上部控制槽的上部控制槽e e接通了主接通了主控制阀上下端的腔室控制阀上下端的腔室c c和和g g使高压动力液由控制槽使高压动力液由控制槽e e进入主控制法下端腔室进入主控制法下端腔室g g，由于主控制阀的上端面，由于主控制阀的上端面积小于下断面的面积，在积小于下断面的面积，在同样的高压动力液下，下同样的高压动力液下，下面的总压力大于上面的总面的总压力大于上面的总压力。所以主动滑阀推向压力。所以主动滑阀推向上死点。这是就开始进行上死点。这是就开始进行上冲程。上冲程。这时，在

26、主控制滑阀上这时，在主控制滑阀上端面作用有高压动力，端面作用有高压动力，下端面作用的是低压的下端面作用的是低压的油层产出液。在这个压油层产出液。在这个压力差的作用下，主控制力差的作用下，主控制滑阀就往下运动到下死滑阀就往下运动到下死点。这样，就使液马达点。这样，就使液马达重新开始转入下冲程。重新开始转入下冲程。Company Logo发展历程（发展历程（Development）19831983年底年底发展趋势6060年代末年代末7070年代初年代初,两次引进美国科贝两次引进美国科贝(K(K。be)be)公司的井下和地面公司的井下和地面设备。在消化引进产品设备。在消化引进产品的基础上的基础上,结

27、合胜利油结合胜利油田当时的生产需要田当时的生产需要,研研制制了了长冲程大排量水力长冲程大排量水力活塞泵活塞泵,满足了当时油满足了当时油田开发提高排液量的要田开发提高排液量的要求。与此同时求。与此同时,完成了完成了地面泵、高压控制管汇地面泵、高压控制管汇等配套设备的研制等配套设备的研制。水力活塞泵的发展趋水力活塞泵的发展趋势是大排量、高扬程、势是大排量、高扬程、自动化，同时发展与自动化，同时发展与水力活塞泵配套的地水力活塞泵配套的地面泵、地面管汇、地面泵、地面管汇、地面流程、测试技术和面流程、测试技术和自动化控制系统。自动化控制系统。为了加强水力活塞为了加强水力活塞泵采油工艺的研究泵采油工艺的研究和推广和推广,实现科研、实现科研、生产和技术服务的生产和技术服务的一体化一体化,胜利油田组胜利油田组建了水力活塞泵技建了水力活塞泵技术服务公司。术服务公司。Company LogoLOGO