1.有杆泵采油
有杆泵采油是世界石油工业传统的采油方式之一,也是迄今为止在采油过程中一直占主导地位的人工举升方式。有杆泵采油包括游梁式有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油两种方式。其中游梁式有杆泵采油方式以其结构简单、适应性强和寿命长等特点,成为目前最主要的机械采油方法。
梁式有杆泵采油井的系统组成,它是以抽油机、抽油杆和抽油泵“三抽”设备为主的有杆抽油系统。其工作过程是:由动力机经传动皮带将高速的旋转运动传递给减速箱,经三抽二级减速后,再由曲柄连杆机构将旋转运动变为游梁的上下摆动,挂在驴头上的悬绳器通过抽油杆带动抽油泵柱塞做上下往复运动,从而将原油抽汲至地面。
(1)抽油机
抽油机是有杆泵采油的主要地面设备,按是否有游梁,可将其分为游梁式抽油机和无梁式抽油机。游梁式抽油机是通过游梁与曲柄连杆机构将曲柄的圆周运动转变为驴头的上下摆动。按其结构不同可将其分为常规型和前置型两类。常规型游梁式抽油机是目前矿场上使用最广泛的抽油机,其特点是支架在驴头和曲柄连杆之间,上下冲程时间相等。前置型游梁式抽油机的减速箱在支架的前面,缩短了游梁的长度,使得抽油机的规格尺寸大为减小,并且由于支点前移,使上、下冲程不等,从而降低了上冲程的运行速度、加速度和动载荷以及减速箱的最大扭矩和需要的电功率,为了提高冲程、节约能源及改善抽油机的结构特性和受力态,国内外还出现了许多变形的抽油机,如异象型、旋转驴头式、大轮式以及六杆式双游梁等抽油机口为了减轻抽油机的重量扩大设备的使用范围以及改善技术经济指标,国内外研制了许多不同类型的无梁式抽油机。
(2)抽油泵
抽油泵是有杆抽油系统中的主要设备,主要由工作筒(外筒和衬套)活(柱)塞(其中包括游动阀和固定阀)组成,游动阀又称为排出阀;固定阀又称为吸入阀。抽油泵按其结构不同可分为管式泵和杆式泵。由于采液性质的复杂性,对泵往往有特殊要求,因此,从用途上又可将抽油泵分为常规泵和特种泵。特种泵主要有防砂泵、防气泵、抽稠泵、分抽混出泵和双作用泵以及各种组合泵。
(3)光杆与抽油杆
光杆主要用于连接驴头钢丝绳与井下抽油杆,并同井口盘根盒密封井口。因此,对其强度和表面光洁度要求较高。光管分为普通型和一端墩粗型两种:普通光管两端可互换,当一段磨损后可换另一端使用;一端墩粗型光管连接性能好,但不能两端互换。常用的抽油管主要有普通抽油管、玻璃纤维抽油杆和空心抽油杆三种类型,此外还有连续杆、钢丝绳杆、不锈钢杆以及非金属带装杆等特殊用途的抽油杆。
2.无杆泵采油
无杆泵机械采油方法与有杆泵采油的主要区别是不需要用抽油杆传递地面动力,而是用电缆或高压液体将地面能量传输到井下,带动井下机组把原油抽至地面。常用的有杆泵包括潜油电泵、水力活塞泵、水力射流泵和螺杆泵等。
潜油电泵:全称电动潜油离心泵,简称电泵或电潜泵。它是将电动机和多级离心泵一起下入油井液面以下进行抽油的举升设备。其主要特点是排量大、自动化程度高,目前主要应用于非自喷高产井、高含水井和海上油田。
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,水力活塞泵对高汽油比、出砂、高凝油、含蜡、稠油、深井、斜井及水平井具有较强的适应性。
水力射流泵:是一种特殊的水力泵。它是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。射流泵采油系统与水力活塞泵才有系统的组成相似,由地面储液罐、高压地面泵和井下射流泵组成。射流泵和水力活塞泵的地下总成可互换使用。射流泵的井下装置类型与水力活塞一样,包括固定式装置和自由式装置,但射流泵只能采用开式动力液系统。射流泵井下无运动部件,对于高温深井、高产井、含砂、含腐蚀性介质、稠油以及高气液比油井条件具有较强的适应性。
螺杆泵:是以液体产生的螺旋位移为泵送基础的一种新型机械采油装置。它具有灵活可靠、抗磨蚀及容积效率高等特点。随着合成橡胶及粘结技术的发展,螺杆泵采油也成为稠油出砂冷采、聚合物驱油的油田主要的人工举升方式。(石油知识编辑部)