第四章 无杆泵采油
第二节 水力活塞泵采油
一、教学目的
主要掌握水力活塞泵系统的三大组成部分和主要装置及其应用；明确动力液的循环分类、水力活塞泵的内部主要结构及其工作原理；根据不同的现场情况设计水力活塞泵油井生产系统。
二、教学重点、难点
教学重点：
1、水力活塞泵的分类；
2、单作用泵工作原理。
教学难点：
1三、教法说明
四、教学内容
1.
.
3、 .
(一) 水力活塞泵采油系统及装置
1、水力活塞泵采油系统
（1）工作原理
井下水力活塞泵由紧密组合成一体的马达和泵组成。高压动力液
第四章 无杆泵采油
径动力液管柱泵入井内，驱动马达，而令动力液和油井采出液则由生产管柱返出地面。
水力活塞泵抽油是当今下入深度最深的一种人工举升方法。（美国路易斯安那州，18000ft ）。
水力活塞泵的优点：
A、泵排量范围较大，产量变化范围可由不到100B/d以上。
B、可用于斜井
这样的井眼常使常规有杆泵抽油出现故障。 C、便于加化学剂
各种防腐、还 D
降低产出流体
为一口或多口井服务，这在市区、海上平台和环境敏感地区是一个优点。 F、可在温度相对较高的井内工作
水力活塞泵可在井底温度高达350℉的油井内工作。
（2）组成
第四章 无杆泵采油
井下部分：由工作筒、滑阀、拉杆、排出筒、吸入阀、固定阀、换向
槽、封隔器等组成，起抽油的主要作用。
地面部分：包括地面动力泵、各种控制阀及动力液处理设备，担负提
供动力的任务。
中间部分：动力液由地面→井下机组的中心油管，乏动力液和产出液
排至地面的专门通道。
（3）分类
① 按系统井数分
② 按动力液循环分
③
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
第四章 无杆泵采油
点是起下泵方便，缺点是泵径受到限制，排量较小。
最常用的三种水力活塞泵抽油装置：
A 、开式循环单管封隔器投入式水力活塞泵采油系统；
B 、闭式循环平行管柱投入式水力活塞泵采油系统；平行旁通管为乏动力液的流道。
C 封隔器下部，以排放封隔器下部聚集的气体。
（二）水力活塞泵采油装置
(1) 液马达：将动力液的压能转换为机械能带动泵工作。
(2) 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。
第四章 无杆泵采油
(3) 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。
（）决定采用开式或闭式装置；
（2）决定是将气放空还是用泵打走；
（3）选择井下油管安装类型；
（4）选择一个与油管匹配并满足油井要求的泵；
（5）选择一个中心动力站或井场动力装置；
第四章 无杆泵采油
（6）选择地面泵；
（7）设计动力液系统。
1、水力活塞泵应用范围与选用原则
（1）水力活塞泵的适应性及工艺条件
（2）水力活塞泵采油的选用原则
选用水力活塞泵采油，应遵循下述原则：
第四章 无杆泵采油
1) 油藏特点和油井条件，适于采用水力活塞泵采油；
2) 泵的排量和实际具备的举升高度能满足油井产量的要求；
3) 在与其它机采方式对比论证时，具有明显的社会、经济效益；
4) 能够满足所要求的工艺条件，包括：
a、动力液质量和用量的保证；
b、专用设备、工具的配套；
c、计量系统的精度保证；
d续正常运转。
2、设计所需的资料数据
（1）生产层位；
（2；
（3m/层）；
（4MPa ）；
MPa ）；
m ）；
（）地面原油相对密度；
（8）地下原油相对密度；
（9）天然气相对密度；
（10）原油压缩系数（1/MPa）；
（11）地面原油粘度（mPa ﹒s ）；
第四章 无杆泵采油
（12）饱和压力时原油体积系数；
（13）目前地层压力（MPa ）；
（14）目前产液量（m 3/d）；
（15）含水率（%）；
（16）动液面深度（m ）；
（17）气油比（m 3/m3）；
（18）套管内径（mm ）；
（19）所期望的产液量（m 3/d）；
（20）与期望产量对应的流压（MPa 3
（1 P 选用合适的泵压力比（P/E），通常在只能提供P/E）值确定如下：
>1200-3000
（2）饱和压力
为防止游离气体进泵影响泵数，其泵挂应尽可能保证泵吸入压力高于饱和压力。
P/E值 ≥2.0 1.0-1.31 0.4-0.75
第四章 无杆泵采油
（3）气油比
当不能保证泵吸入压力高于饱和压力的理想工作条件时，应当考虑游离气体对泵效的影响并采取相应的措施。
一般情况下，当气油比大于170m 3/m3、泵吸入压力低于5.6MPa 或气油比大于85m 3/m3，泵吸入压力低于2.8MPa 时，泵效大约不超过30% （4）原油凝固点和粘度
（5）高含水区块
应尽量采用闭式动力液
1P/E
31000m 的高含水井，可考虑采用水力喷射泵，使用地层水作动力液。
4、设计方法及步骤
第四章 无杆泵采油
绝大多数同学都掌握了水力活塞泵系统的三大明确了动力液的循环分类、水力活塞泵的内部主要结构及其工作原理；并能够根据不同的现场情况设计水力活塞泵油井生产系统。
六、教学参考书
1、张琪，采油工程原理与设计；
第四章 无杆泵采油
七、复习思考题
第二节 水力活塞泵采油
第四章 无杆泵采油
第二节 水力活塞泵采油
一、教学目的
主要掌握水力活塞泵系统的三大组成部分和主要装置及其应用；明确动力液的循环分类、水力活塞泵的内部主要结构及其工作原理；根据不同的现场情况设计水力活塞泵油井生产系统。
二、教学重点、难点
教学重点：
1、水力活塞泵的分类；
2、单作用泵工作原理。
教学难点：
1三、教法说明
四、教学内容
1.
.
3、 .
(一) 水力活塞泵采油系统及装置
1、水力活塞泵采油系统
（1）工作原理
井下水力活塞泵由紧密组合成一体的马达和泵组成。高压动力液
第四章 无杆泵采油
径动力液管柱泵入井内，驱动马达，而令动力液和油井采出液则由生产管柱返出地面。
水力活塞泵抽油是当今下入深度最深的一种人工举升方法。（美国路易斯安那州，18000ft ）。
水力活塞泵的优点：
A、泵排量范围较大，产量变化范围可由不到100B/d以上。
B、可用于斜井
这样的井眼常使常规有杆泵抽油出现故障。 C、便于加化学剂
各种防腐、还 D
降低产出流体
为一口或多口井服务，这在市区、海上平台和环境敏感地区是一个优点。 F、可在温度相对较高的井内工作
水力活塞泵可在井底温度高达350℉的油井内工作。
（2）组成
第四章 无杆泵采油
井下部分：由工作筒、滑阀、拉杆、排出筒、吸入阀、固定阀、换向
槽、封隔器等组成，起抽油的主要作用。
地面部分：包括地面动力泵、各种控制阀及动力液处理设备，担负提
供动力的任务。
中间部分：动力液由地面→井下机组的中心油管，乏动力液和产出液
排至地面的专门通道。
（3）分类
① 按系统井数分
② 按动力液循环分
③
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
第四章 无杆泵采油
点是起下泵方便，缺点是泵径受到限制，排量较小。
最常用的三种水力活塞泵抽油装置：
A 、开式循环单管封隔器投入式水力活塞泵采油系统；
B 、闭式循环平行管柱投入式水力活塞泵采油系统；平行旁通管为乏动力液的流道。
C 封隔器下部，以排放封隔器下部聚集的气体。
（二）水力活塞泵采油装置
(1) 液马达：将动力液的压能转换为机械能带动泵工作。
(2) 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。
第四章 无杆泵采油
(3) 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。
（）决定采用开式或闭式装置；
（2）决定是将气放空还是用泵打走；
（3）选择井下油管安装类型；
（4）选择一个与油管匹配并满足油井要求的泵；
（5）选择一个中心动力站或井场动力装置；
第四章 无杆泵采油
（6）选择地面泵；
（7）设计动力液系统。
1、水力活塞泵应用范围与选用原则
（1）水力活塞泵的适应性及工艺条件
（2）水力活塞泵采油的选用原则
选用水力活塞泵采油，应遵循下述原则：
第四章 无杆泵采油
1) 油藏特点和油井条件，适于采用水力活塞泵采油；
2) 泵的排量和实际具备的举升高度能满足油井产量的要求；
3) 在与其它机采方式对比论证时，具有明显的社会、经济效益；
4) 能够满足所要求的工艺条件，包括：
a、动力液质量和用量的保证；
b、专用设备、工具的配套；
c、计量系统的精度保证；
d续正常运转。
2、设计所需的资料数据
（1）生产层位；
（2；
（3m/层）；
（4MPa ）；
MPa ）；
m ）；
（）地面原油相对密度；
（8）地下原油相对密度；
（9）天然气相对密度；
（10）原油压缩系数（1/MPa）；
（11）地面原油粘度（mPa ﹒s ）；
第四章 无杆泵采油
（12）饱和压力时原油体积系数；
（13）目前地层压力（MPa ）；
（14）目前产液量（m 3/d）；
（15）含水率（%）；
（16）动液面深度（m ）；
（17）气油比（m 3/m3）；
（18）套管内径（mm ）；
（19）所期望的产液量（m 3/d）；
（20）与期望产量对应的流压（MPa 3
（1 P 选用合适的泵压力比（P/E），通常在只能提供P/E）值确定如下：
>1200-3000
（2）饱和压力
为防止游离气体进泵影响泵数，其泵挂应尽可能保证泵吸入压力高于饱和压力。
P/E值 ≥2.0 1.0-1.31 0.4-0.75
第四章 无杆泵采油
（3）气油比
当不能保证泵吸入压力高于饱和压力的理想工作条件时，应当考虑游离气体对泵效的影响并采取相应的措施。
一般情况下，当气油比大于170m 3/m3、泵吸入压力低于5.6MPa 或气油比大于85m 3/m3，泵吸入压力低于2.8MPa 时，泵效大约不超过30% （4）原油凝固点和粘度
（5）高含水区块
应尽量采用闭式动力液
1P/E
31000m 的高含水井，可考虑采用水力喷射泵，使用地层水作动力液。
4、设计方法及步骤
第四章 无杆泵采油
绝大多数同学都掌握了水力活塞泵系统的三大明确了动力液的循环分类、水力活塞泵的内部主要结构及其工作原理；并能够根据不同的现场情况设计水力活塞泵油井生产系统。
六、教学参考书
1、张琪，采油工程原理与设计；
第四章 无杆泵采油
七、复习思考题
第二节 水力活塞泵采油