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11.2水力活塞泵
水力活塞泵采油系统的概念11.2水力活塞泵水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备,它是由地面动力泵将动力液增压后经油管或专用通道泵入井下,驱动井下马达做上下往复运动,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油;适用于高气油比、出砂、高凝油、含蜡、稠油、深井、斜井及水平井。
水力活塞泵系统的分类11.2水力活塞泵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按动力液循环分类闭式循环方式:动力液不与产出液混合开式循环方式:动力液与产出液混合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
动力液11.2水力活塞泵一般采用原油或水作动力液;原油动力液:用相对密度为0.825~0.876的原油作动力液,杂质含量在15mg/L以下,油的润滑性较好,地面柱塞油泵的维护较少;水基动力液:用水作动力液,要求杂质粒径小于15μm,含盐的质量分数小于1.2%,水对环境污染小,安全性好,但水一般不具备润滑性,易产生腐蚀,粘度低,使井下泵更易漏失。
水力活塞泵系统组成11.2水力活塞泵主要由三部分组成:地面部分、井下部分和连接地面井下的中间部分;井下部分是系统的核心部件,它由水力活塞泵井下机组组成,包含液马达、抽油泵和滑阀控制机构三个部分,起着抽油的主要作用;地面部分由高压泵机组、高压控制管汇、动力液处理装置、计量装置、地面管线等组成,起着供给和处理动力液的作用;中间部分包括将动力液从地面部分送到井下机组的中心油管,以及将抽取的原油和工作过的废动力液一起排出地面的专门通道。水力活塞泵的系统组成1-高压控制管汇;2,3-高压泵机组;4-动力液处理装置;5-井口;6,7-井下活塞泵组
水力活塞泵系统工作流程11.2水力活塞泵开式水力活塞泵系统动力液地面加压油管或专用动力液管输送动力液被传至井下液马达处滑阀控制结构换向动力液驱动液马达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原油被增压举升闭式水力活塞泵系统
井下水力活塞泵的结构11.2水力活塞泵液马达:将动力液的压能转换为机械能带动泵工作;泵:将液马达传递给它的机械能转换成液体的压能,用来提高油层产出液的压能;主控滑阀:利用液压差动原理控制液马达和泵柱塞做往复运动的换向控制机构。水力活塞泵的结构示意图1-马达活塞;2-活塞杆;3-主控制滑阀;4-泵活塞液马达模块主控滑阀模块泵模块
井下水力活塞泵的工作原理11.2水力活塞泵下冲程:主动控制滑阀位于下死点马达活塞位于上死点泵的固定阀关闭泵的游动阀打开马达活塞位于上死点,主控制滑阀位于下死点,泵活塞位于上死点;高压动力液由中心油管经过通道a,进入液马达下缸,作用在活塞下面的环形面积上;同时,高压动力液还经过通道b进入到腔室c,再由通道d进入液马达上缸,作用在液马达活塞上面的全面积上;液马达活塞上、下两面都作用有动力液的高压,上面面积大于下面面积,因此上面的总压力大于下面的总压力,在压差力作用下,液马达活塞下行;液马达通过活塞杆带动泵活塞下行,泵腔内油液被排出。高压动力液
11.2水力活塞泵活塞至下死点,主控滑阀动作:活塞带动活塞杆下行,活塞杆加工有控制槽e和f,活塞杆实际上是一个辅助控制滑阀;当活塞杆接近下死点时,它的上部控制槽e沟通了主控制滑阀上、下端的腔室c和g,高压动力液可由控制槽e进入主控制滑阀下端腔室g;由于主控制滑阀上端面面积小于下断面面积,下面的总压力大于上面总压力,使主控制滑阀推向上死点,这时,就开始进行上冲程。下冲程起始活塞到达下死点,推动控制滑阀上行控制滑阀上行至上死点主动控制滑阀控制槽控制槽
11.2水力活塞泵上冲程:主动控制滑阀位于上死点马达活塞位于下死点泵的固定阀打开泵的游动阀关闭马达活塞位于下死点,主控制滑阀位于上死点,泵活塞位于下死点;高压动力液由中心油管经过通道a,进入液马达下缸,由于主控制滑阀位于上死点,堵塞了通道b,使高压动力液不能像下冲程一样由通道d进入液马达上缸;在压差力的作用下,液马达的活塞进行上冲程;上缸中工作过的废动力液和抽取的油层产出液相混合后,提升到地面;液马达通过活塞杆带动泵活塞下行,抽油泵的游动阀关闭,固定阀打开,进行吸油过程,泵腔内油液被排出。高压动力液
水力活塞泵井下安装方式11.2水力活塞泵主要分为固定式安装、插入式安装和投入式安装;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到井内,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。
常用的三种水力活
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