水力活塞泵与水力射流泵学习教案.pptx

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1、会计学1水力水力(shul)活塞泵与水力活塞泵与水力(shul)射流射流泵泵第一页，共17页。水力水力水力水力(shu(shu l)l)活塞泵概念活塞泵概念活塞泵概念活塞泵概念 水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备，它水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备，它水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备，它水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备，它是由地面动力是由地面动力是由地面动力是由地面动力(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)泵将动力泵将动力泵将动力泵将动力(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)液液液液增压后经油管或专用通道泵入井下，驱动马达做增压后经油管或专用通道泵入井

2、下，驱动马达做增压后经油管或专用通道泵入井下，驱动马达做增压后经油管或专用通道泵入井下，驱动马达做上下往复运动，将高压动力上下往复运动，将高压动力上下往复运动，将高压动力上下往复运动，将高压动力(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)液传至井液传至井液传至井液传至井下驱动油缸和换向阀，来帮助井下柱塞泵抽油。下驱动油缸和换向阀，来帮助井下柱塞泵抽油。下驱动油缸和换向阀，来帮助井下柱塞泵抽油。下驱动油缸和换向阀，来帮助井下柱塞泵抽油。第2页/共17页第二页，共17页。分类分类(fn li)（Classification）水力活塞泵采油(ci yu)系统类型分类：(1)按系统(xtng)井数

3、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第3页/共17页第三页，共17页。水力活塞泵系统组成及工作水力活塞泵系统组成及工作水力活塞泵系统组成及工作水力活塞泵系统组成及工作(gngzu)(gngzu)原理原理原理原理n n井下部分是水力活塞泵的主井下部分是水力活塞泵的主井下部分是水力活塞泵的主井下部分是水力活塞泵的主要机组，它由液动机、水力要机组，它由液动机、水力要机组，它由液动机、水力要机组，它由液动机、水力活塞

4、泵和滑阀控制机构三个活塞泵和滑阀控制机构三个活塞泵和滑阀控制机构三个活塞泵和滑阀控制机构三个部件组成，起着抽油的主要部件组成，起着抽油的主要部件组成，起着抽油的主要部件组成，起着抽油的主要作用；作用；作用；作用；n n地面部分由地面动力泵、各地面部分由地面动力泵、各地面部分由地面动力泵、各地面部分由地面动力泵、各种控制阀及动力液处理种控制阀及动力液处理种控制阀及动力液处理种控制阀及动力液处理(ch(ch l l)设备等组成，起着供设备等组成，起着供设备等组成，起着供设备等组成，起着供给和处理给和处理给和处理给和处理(ch(ch l l)动力液的作动力液的作动力液的作动力液的作用；用；用；用；n

5、 n中间部分有中心动力油管以中间部分有中心动力油管以中间部分有中心动力油管以中间部分有中心动力油管以及供原油和工作过的乏动力及供原油和工作过的乏动力及供原油和工作过的乏动力及供原油和工作过的乏动力液一起返回到地面的专门通液一起返回到地面的专门通液一起返回到地面的专门通液一起返回到地面的专门通道。道。道。道。第4页/共17页第四页，共17页。工作工作(gngzu)原理（原理（Working Principals）动力液地面加压动力液地面加压油管或专用动力液管输送油管或专用动力液管输送动力液被传至井下液马达处动力液被传至井下液马达处滑阀控制滑阀控制(kngzh)机构换向机构换向动力液驱动液马达动力

6、液驱动液马达液马达做往复运动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原油被增压举升第5页/共17页第五页，共17页。水力活塞泵系统水力活塞泵系统水力活塞泵系统水力活塞泵系统(xt(xt ng)ng)组成及工作原理组成及工作原理组成及工作原理组成及工作原理（1 1）下冲程）下冲程 主控滑阀位于下死点。这时，高压动力液从主控滑阀位于下死点。这时，高压动力液从中心油管经过通道中心油管经过通道a a进入液动机的下缸，进入液动机的下缸，作用在活塞的环形端面上；同时，高压动作用在活塞的环形端面上；同时，高压动力液经过通道力液经过通道b b进入腔

7、室进入腔室c c，再由通道，再由通道d d进进入液动机上缸，作用在活塞上端面上。由入液动机上缸，作用在活塞上端面上。由于活塞上、下两端作用面积不同而产生压于活塞上、下两端作用面积不同而产生压差，使液动机带动泵柱塞向下差，使液动机带动泵柱塞向下(xin(xin xi)xi)运动。活塞杆实际上是一个辅助控制滑阀，运动。活塞杆实际上是一个辅助控制滑阀，在杆身的上、下部开有控制槽在杆身的上、下部开有控制槽e e和和f f。当活。当活塞杆接近下死点时，上部控制槽塞杆接近下死点时，上部控制槽e e沟通了沟通了主控滑阀上、下端的腔室主控滑阀上、下端的腔室c c和和g g，使高压动，使高压动力液由控制槽力液由

8、控制槽e e进入主控滑阀的下端腔室进入主控滑阀的下端腔室g g。由于主控滑阀下端面的面积大于上端面的由于主控滑阀下端面的面积大于上端面的面积，在高压动力液作用下便产生压差，面积，在高压动力液作用下便产生压差，使主控滑阀推向上死点，从而完成下冲程。使主控滑阀推向上死点，从而完成下冲程。第6页/共17页第六页，共17页。(2)(2)上冲程上冲程上冲程上冲程 主控滑阀位于上死点。主控滑阀位于上死点。主控滑阀位于上死点。主控滑阀位于上死点。高压动力高压动力高压动力高压动力液从中心油管经过通道液从中心油管经过通道液从中心油管经过通道液从中心油管经过通道a a进入液进入液进入液进入液动机下缸。由于主控滑阀

9、堵塞了动机下缸。由于主控滑阀堵塞了动机下缸。由于主控滑阀堵塞了动机下缸。由于主控滑阀堵塞了通道通道通道通道b b，使高压动力液不能进入，使高压动力液不能进入，使高压动力液不能进入，使高压动力液不能进入液动机的上缸。液动机上缸通过液动机的上缸。液动机上缸通过液动机的上缸。液动机上缸通过液动机的上缸。液动机上缸通过通道通道通道通道d d、主控滑阀中部的环形空、主控滑阀中部的环形空、主控滑阀中部的环形空、主控滑阀中部的环形空间间间间h h与抽取的原油相沟通。在液与抽取的原油相沟通。在液与抽取的原油相沟通。在液与抽取的原油相沟通。在液动机上、下缸的压差作用下，液动机上、下缸的压差作用下，液动机上、下缸

10、的压差作用下，液动机上、下缸的压差作用下，液动机活塞带动泵的柱塞向上运动动机活塞带动泵的柱塞向上运动动机活塞带动泵的柱塞向上运动动机活塞带动泵的柱塞向上运动(yndng)(yndng)。上缸中工作过的乏。上缸中工作过的乏。上缸中工作过的乏。上缸中工作过的乏动力液和抽取的原油混合后举升动力液和抽取的原油混合后举升动力液和抽取的原油混合后举升动力液和抽取的原油混合后举升到地面。当活塞杆接近上死点时，到地面。当活塞杆接近上死点时，到地面。当活塞杆接近上死点时，到地面。当活塞杆接近上死点时，下部控制槽下部控制槽下部控制槽下部控制槽f f使主控滑阀的下腔使主控滑阀的下腔使主控滑阀的下腔使主控滑阀的下腔室

11、和抽取的原油相沟通，主控滑室和抽取的原油相沟通，主控滑室和抽取的原油相沟通，主控滑室和抽取的原油相沟通，主控滑阀便被推向下死点，而液动机重阀便被推向下死点，而液动机重阀便被推向下死点，而液动机重阀便被推向下死点，而液动机重新开始转入下冲程，上冲程便结新开始转入下冲程，上冲程便结新开始转入下冲程，上冲程便结新开始转入下冲程，上冲程便结束。束。束。束。第7页/共17页第七页，共17页。地面地面地面地面(dmin)(dmin)集输流程集输流程集输流程集输流程n n水力活塞泵采油系统按动力水力活塞泵采油系统按动力液循环方式可分为开式循环液循环方式可分为开式循环与闭式循环两种方式。在开与闭式循环两种方式

12、。在开式系统式系统(OPF)中中,动力液与采动力液与采出液相混合一起返出地面出液相混合一起返出地面;在闭式系统在闭式系统(CPF)中中,地面和地面和井下动井下动n n力液在密闭力液在密闭(mb)回路中循回路中循环环,不与采出液相混。不与采出液相混。第8页/共17页第八页，共17页。开式水力活塞泵采油系统开式水力活塞泵采油系统闭式水力活塞泵采油系统闭式水力活塞泵采油系统第9页/共17页第九页，共17页。地面地面地面地面(dmin)(dmin)集输流程集输流程集输流程集输流程 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,该流程该流程较适合于多井系统较适合于多井系统,可管辖数口、数十口

13、油井。可管辖数口、数十口油井。简易和经济是开式流程的主要特点。当然简易和经济是开式流程的主要特点。当然,在开式系统中在开式系统中,也可以用水或其它液体作动力也可以用水或其它液体作动力液液,但由于加入的化学添加剂但由于加入的化学添加剂(润滑润滑(rnhu)(rnhu)、防腐、除氧、防腐、除氧)要与采出液相混合采出要与采出液相混合采出,一般都一般都损耗掉了损耗掉了,因此必须连续加入。因此必须连续加入。第10页/共17页第十页，共17页。地面地面(dmin)集输流程集输流程 闭式动力液系统，由于动力液罐比较闭式动力液系统，由于动力液罐比较小小,这种系统较适合这种系统较适合(shh)(shh)于湖区油

14、井、于湖区油井、海上抽井及人口稠密区域的油井。例如在海上抽井及人口稠密区域的油井。例如在美国的加利福尼亚州美国的加利福尼亚州,由于许多油井座落由于许多油井座落在城镇和海上在城镇和海上,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水作动力液用水作动力液,原因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,需要添加润滑剂需要添加润滑剂,并需进并需进行防腐处理行防腐处理,这些都将增加生产管理费用。这些都将增加生产管理费用。第11页/共17页第

15、十一页，共17页。适适适适应应应应(s s s sh h h h y y y y n n n ng g g g)条条条条件件件件主要主要主要主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)缺缺缺缺点：点：点：点：油层油层油层油层(yucng)(yucng)(yucng)(yucng)深度与排量范围深度与排量范围深度与排量范围深度与排量范围大；大；大；大；含蜡；含蜡；含蜡；含蜡；稠油；稠油；稠油；稠油；井斜。井斜。井斜。井斜。(1)(1)(1)(1)机组结构复杂，加工精度要求高；机组结构复杂，加工精度要求高；机组结构复杂，加工精度要求高；机组结构复杂，加工精度要求高；(2)(2)(2)(2)

16、地面流程大，投资高地面流程大，投资高地面流程大，投资高地面流程大，投资高(规模效益规模效益规模效益规模效益)；第12页/共17页第十二页，共17页。水力射流水力射流水力射流水力射流(shli)(shli)泵概念泵概念泵概念泵概念 水力射流泵水力射流泵(简称射流泵简称射流泵)是一种是一种(y zhn)(y zhn)特殊的水力泵。利用射流原特殊的水力泵。利用射流原理将注入井内的高压动力液的能量传递给井下产液的无杆水力采油装置。理将注入井内的高压动力液的能量传递给井下产液的无杆水力采油装置。射流泵采油系统与水力活塞泵采油系统的组成相似，由地面储液罐、高射流泵采油系统与水力活塞泵采油系统的组成相似，由

17、地面储液罐、高压地面泵和井下射流泵组成。压地面泵和井下射流泵组成。第13页/共17页第十三页，共17页。射流射流(shli)(shli)泵是泵是通过地面注入与通过地面注入与地层产出的两种地层产出的两种流体之间的动量流体之间的动量交换实现能量传交换实现能量传递来工作的。典递来工作的。典型的套管自由式型的套管自由式井下射流井下射流(shli)(shli)泵装置泵装置如图所示。如图所示。射流射流(shli)(shli)泵泵的主要特点之一的主要特点之一是没有运动部件。是没有运动部件。射流射流(shli)(shli)泵泵的工作元件是喷的工作元件是喷嘴、喉管和扩散嘴、喉管和扩散管。管。射流(shli)泵的

18、结构1打捞头；2提升(tshng)皮碗；3排油孔；4扩散器；5喉管；6喷嘴；7油管；8封隔器；9套管；10尾管(1)喷嘴 作用相当于射流泵的马达，其流动特性与孔板相似。(2)喉管 喉管的作用是使产液和动力液在其中完全混合，交换能量，它实质上是一个混合管。(3)扩散管 扩散管是一个将动能转换成压力的能量转换器。第14页/共17页第十四页，共17页。2 2 2 2射流射流射流射流(shli)(shli)(shli)(shli)泵的工作泵的工作泵的工作泵的工作原理原理原理原理 射流泵通过喷嘴将动力液高压势能转变为高速动能；在射流泵通过喷嘴将动力液高压势能转变为高速动能；在射流泵通过喷嘴将动力液高压势

19、能转变为高速动能；在射流泵通过喷嘴将动力液高压势能转变为高速动能；在喉管内，高速动力液与低速产液混合，进行动量交换；通喉管内，高速动力液与低速产液混合，进行动量交换；通喉管内，高速动力液与低速产液混合，进行动量交换；通喉管内，高速动力液与低速产液混合，进行动量交换；通过扩散过扩散过扩散过扩散(kusn)(kusn)(kusn)(kusn)管将动能转变为静压，使混合物采到地面。管将动能转变为静压，使混合物采到地面。管将动能转变为静压，使混合物采到地面。管将动能转变为静压，使混合物采到地面。射流泵的优点射流泵的优点 (1)(1)没有运动部件，适合于举升含腐蚀和含砂流体；没有运动部件，适合于举升含腐

20、蚀和含砂流体；(2)(2)结构紧凑，适用于倾斜、水平井；结构紧凑，适用于倾斜、水平井；(3)(3)自由投捞作业，维护费用低；自由投捞作业，维护费用低；(4)(4)产量范围大，控制灵活方便；产量范围大，控制灵活方便；(5)(5)能用于稠油开采，容易能用于稠油开采，容易(rngy)(rngy)对动力液加热；对动力液加热；(6)(6)能处理高含气流体；能处理高含气流体；(7)(7)适用于高温深井；适用于高温深井；(8)(8)对非自喷井，可用于产能测试和钻杆测试。对非自喷井，可用于产能测试和钻杆测试。缺点：缺点：1 1）必须有较高的吸入压力，使射流泵的应用受到限制。）必须有较高的吸入压力，使射流泵的应

21、用受到限制。2 2）射流泵泵效较低，所需要的输入功率比水力活塞泵高。）射流泵泵效较低，所需要的输入功率比水力活塞泵高。第15页/共17页第十五页，共17页。井下射流泵工作示意图井下射流泵工作示意图井下射流泵工作示意图井下射流泵工作示意图射流泵工作射流泵工作射流泵工作射流泵工作(gngzu)(gngzu)(gngzu)(gngzu)原理：原理：原理：原理：动力动力动力动力(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)液地面加压；液地面加压；液地面加压；液地面加压；油管或专用油管或专用油管或专用油管或专用(zhunyng)(zhunyng)(zhunyng)(zhunyng)动力液管输送；动力液

22、管输送；动力液管输送；动力液管输送；动力液被动力液被动力液被动力液被传至传至传至传至井下喷嘴；井下喷嘴；井下喷嘴；井下喷嘴；通过喷嘴将通过喷嘴将通过喷嘴将通过喷嘴将压能转换动能压能转换动能压能转换动能压能转换动能；嘴后形成嘴后形成嘴后形成嘴后形成低压区低压区低压区低压区；动力液与油层产出液在喉管中动力液与油层产出液在喉管中动力液与油层产出液在喉管中动力液与油层产出液在喉管中混合混合混合混合；经扩散管经扩散管经扩散管经扩散管动能转换成压能动能转换成压能动能转换成压能动能转换成压能；混合液的压力提高后被举升到地面混合液的压力提高后被举升到地面混合液的压力提高后被举升到地面混合液的压力提高后被举升到地面。水力射流泵排量、水力射流泵排量、水力射流泵排量、水力射流泵排量、扬程取决于喷嘴扬程取决于喷嘴扬程取决于喷嘴扬程取决于喷嘴面积与喉管面积面积与喉管面积面积与喉管面积面积与喉管面积的比值。的比值。的比值。的比值。(完完完完)第16页/共17页第十六页，共17页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第17页/共17页第十七页，共17页。