大庆石油学院：《石油工程》PPT电子教案_水力活塞泵采油

第二节水力活塞泵采油 水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备。地面 动力泵通过油管将动力液送到井下驱动油缸和换向 阀,从而带动抽油泵抽油工作。 应用:稠油井和高含蜡井、深井和定向井,且效率 较高

第二节 水力活塞泵采油 水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备。地面 动力泵通过油管将动力液送到井下驱动油缸和换向 阀，从而带动抽油泵抽油工作。 应用：稠油井和高含蜡井、深井和定向井，且效率 较高

系统组成及泵的工 作原理 井下部分是水力活塞泵的主 要机组,它由液动机、水力 活塞泵和滑阀控制机构三个 部件组成,起着抽油的主要 作用; 地面部分由地面动力泵、各 5 种控制阀及动力液处理设备 等组成:起着供给和处理动 力液的作用; 中间部分有中心动力油管以 及供原油和工作过的乏动力 液一起返回到地面的专门通 图11-11水力活塞泵的系统组成 1—沉降罐;2一柱塞泵;3—一控制管汇; 4—井口装置;5—井下活塞泵

一、 系统组成及泵的工 作原理 井下部分是水力活塞泵的主 要机组，它由液动机、水力 活塞泵和滑阀控制机构三个 部件组成，起着抽油的主要 作用； 地面部分由地面动力泵、各 种控制阀及动力液处理设备 等组成，起着供给和处理动 力液的作用； 中间部分有中心动力油管以 及供原油和工作过的乏动力 液一起返回到地面的专门通 道

工作过程: 动力液过滤后动加→经排除管线和井口四通 沿中心油管>井下液动机一动→抽油机往复运动 从面抽油>乏动力液和原油从油管与动力液管环空返地面 井囗四通>分离器 分离出的气体排走,油则流回储罐。一部分油 送到选油站,另一部分油滤清后再进入地面动 力泵,作动力液使用

工作过程： 井口四通 分离器 乏动力液和原油从油管与动力液管环空返地面 井下液动机 抽油机往复运动 动力液过滤后 经排除管线和井口四通 流入 从而抽油 沿中心油管 带动 动力液加压后 → ⎯ ⎯→ ⎯⎯⎯⎯→ ⎯⎯⎯ ⎯→ ⎯ ⎯→ ⎯⎯⎯⎯⎯→ 分离出的气体排走，油则流回储罐。一部分油 送到选油站，另一部分油滤清后再进入地面动 力泵，作动力液使用

2.泵的工作原理 (1)下冲程如图11-12(a) 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a进入液动机的下缸,作用在活塞的环形端面 上;同时,高压动力液经过通道b进入腔室c,再由通道d 进入液动机上缸,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差,使液动机带动泵柱塞 向下运动。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e和f。当活塞杆接近下死点时, 上部控制槽e沟通了主控滑阀上、下端的腔室c和g,使高 压动力液由控制槽e进入主控滑阀的下端腔室g。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,使主控滑阀推向上死点,从而 完成下冲程

（1）下冲程 如图11－12(a) 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a进入液动机的下缸，作用在活塞的环形端面 上；同时，高压动力液经过通道b进入腔室c，再由通道d 进入液动机上缸，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差，使液动机带动泵柱塞 向下运动。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e和f。当活塞杆接近下死点时， 上部控制槽e沟通了主控滑阀上、下端的腔室c和g，使高 压动力液由控制槽e进入主控滑阀的下端腔室g。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，使主控滑阀推向上死点，从而 2. 泵的工作原理

b相 a e b ② C 下多 f

(2)上冲程 如图11-12(b),主控滑阀位于上死点。高压 动力液从中心油管经过通道a进入液动机下缸。 由于主控滑阀堵塞了通道b,使高压动力液不能 进入液动机的上缸。液动机上缸通过通道d、主 控滑阀中部的环形空间h与抽取的原油相沟通 在液动机上、下缸的压差作用下,液动机活塞 带动泵的柱塞向上运动。上缸中工作过的乏动 力液和抽取的原油混合后举升到地面。当活塞 杄接近上死点时,下部控制槽f主控滑阀的下 腔室和抽取的原油相沟通,主控滑阀便被推向 下死点,而液动机重新开始转入下冲程,上冲 程便结束

(2) 上冲程 如图11－12(b)，主控滑阀位于上死点。 动力液从中心油管经过通道a进入液动机下缸。 由于主控滑阀堵塞了通道b，使高压动力液不能 进入液动机的上缸。液动机上缸通过通道d、主 控滑阀中部的环形空间h与抽取的原油相沟通。 在液动机上、下缸的压差作用下，液动机活塞 带动泵的柱塞向上运动。上缸中工作过的乏动 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，下部控制槽f使主控滑阀的下 腔室和抽取的原油相沟通，主控滑阀便被推向 下死点，而液动机重新开始转入下冲程，上冲 程便结束

差动式单作用水力活塞泵的优缺点 优点:结构简单,并可以自由式安装。 缺点:直径一定时排量较小以及在工作中压 力不平衡

差动式单作用水力活塞泵的优缺点 优点: 结构简单，并可以自由式安装。 缺点: 直径一定时排量较小以及在工作中压 力不平衡

美+ R+眯 R 二、水力活塞 泵的安装方式 水力活塞泵 的安装方式可分 为固定插入式、 套管固定式、平 行自由式和套管 自由式四种。如 图11-13所示。 泵送气体 泵送气体 (a)周定插入式(b)套管固定式(c)平行自由式(d)套管自由式 图11-13水力活塞泵的安装方式

二、 水力活塞 泵的安装方式 水力活塞泵 的安装方式可分 为固定插入式、 套管固定式、平 行自由式和套管 自由式四种。如 图11－13所示

2.套管固定式 水力活塞泵井下机组随动力油管下入井底,并固定在 个套管封隔器上,动力液从动力油管送入井下机组,原 油和乏动力液从动力油、套管的环形空间返回地面,所 有的自由气须经水力活塞泵井下机组导出,如图[11 13(b)]所示 3.平行自由式 平行自由式安装方式有两个平行管柱。水力活塞泵井下 机组从大直径管柱中下入井底,并在一个固定阀座上形 成密封,同时上部也进入油管内壁的一个专用环箍处形 成密封。原油和乏动力液从小直径管柱中排到地面,自 由气不进泵而从套管中直接导出,如图[11-13(c)]所

2. 套管固定式 水力活塞泵井下机组随动力油管下入井底，并固定在一 个套管封隔器上，动力液从动力油管送入井下机组，原 油和乏动力液从动力油、套管的环形空间返回地面，所 有的自由气须经水力活塞泵井下机组导出，如图［11－ 13(b)］所示。 3. 平行自由式 平行自由式安装方式有两个平行管柱。水力活塞泵井下 机组从大直径管柱中下入井底，并在一个固定阀座上形 成密封，同时上部也进入油管内壁的一个专用环箍处形 成密封。原油和乏动力液从小直径管柱中排到地面，自 由气不进泵而从套管中直接导出，如图［11－13(c)］所 示

4.套管自由式 套管自由式只需一根管柱下到一个套管封隔器上,井 下机组从管柱中下至井底并在一个固定阀座上座封, 同时上部也进入油管内壁的一个专用环箍处形成密封 动力液从管柱中进入井底,原油及乏动力液从套管中 排到地面,自由气必须从水力活塞泵井下机组导出, 如图[11-13(d)]所示

4. 套管自由式 套管自由式只需一根管柱下到一个套管封隔器上，井 下机组从管柱中下至井底并在一个固定阀座上座封， 同时上部也进入油管内壁的一个专用环箍处形成密封。 动力液从管柱中进入井底，原油及乏动力液从套管中 排到地面，自由气必须从水力活塞泵井下机组导出， 如图［11－13(d)］所示