当前课程知识点:Production Engineering > Chapter 6 Sucker Rod Pumping(I) > 6.1 Introduction of Surface and Downhole Equipment > 6.1.3 Sucker Rod Pump
返回《Production Engineering》慕课在线视频课程列表
返回《Production Engineering》慕课在线视频列表
同学们好
本节我们学习抽油泵
首先我们来看一下
在油田中常用的几种泵的类型
油田中常用的泵分为容积泵和离心泵
而容积泵又分为往复泵和转子泵
作为往复泵
抽油杆连接的往复运动来抽油的
我们称为有杆泵
而旋转的螺杆通过配合的定子
进行排液的 我们称为螺杆泵
无论是往复泵和转子泵
都是采用抽油杆作为动力传递的媒介
而往复泵是采用了抽油杆的
上下往复运动
转子泵是采用了抽油杆旋转
带动了螺杆泵的运转
为了跟螺杆泵区分
我们将往复运动的抽油杆
带动的这种容积泵称为有杆泵
这也是我们在整个这一章里面
主要介绍的一种泵的类型
离心泵是采用电机和旋转运动的泵
放入井下
通过泵的高速旋转
产生的离心作用
而使流体增加压头的一种泵的类型
作为泵的特点上 我们可以看到
容积泵它具有将机械能转化为
压能的这样的一种能力
这种机械能也就是旋转运动的
或者是往复运动的机械能
第二个特点是排量与压力无关
这一点也就是说容积泵的排量
和容积泵的输出压力是没有关系的
进一步的讲
容积泵可以获得
很高的排出压力
这一点我们在现实中用到的注射器
从原理上跟容积泵是非常相像的
对于一个注射器来说
怎么来理解容积泵可以获得
很高的排出压力
我们来做一个实验
可以知道
如果我们将注射器的输出端堵住
你再去推动活塞
你会发现注射器
可以形成非常高的压力
如果你加入足够大的推力
最终有可能将注射器损坏
从这个例子可以看出
容积泵在安全的条件下可以获得
任意高的排出压力
而离心泵它是将动能转换为
压能的一种泵
是将高速旋转的离心力转化为压能
而离心泵的另一个特点就是
排量与压力有关系
也就是说高排量的情况之下
只能获得比较低的排出压力
低排量的时候才可以获得
相对比较高的排出压力
第三个特点就是离心泵的排出压力
是有限度的
这一点如何理解
对于一个现实中经常用到的一台离心泵
如果我们将它的排出口封上
我们知道这个时候泵内的压力
也就是它的排出压力是一个有限值
不可能像容积泵那样可以达到
无限高的一个排出压力的值
那么我们把离心泵放入到井下
去举升1000米 2000米
甚至是更深的油井
如何来实现呢
就是采用了多级串联的方式
采用多级的离心泵来实现
比较高的排出压力
有杆泵是由泵筒
柱塞和两个阀组成的
这两个阀分别是固定阀
和在柱塞上的游动阀
这样的一种相对比较简单的结构
是比较适合于在井下这种复杂的工况的
我们通过一段视频来看一下
有杆泵在运行过程中
各个部分是如何相互配合的
我们看到在泵的下端
这个地方加入的这个阀
我们称为固定阀
固定阀的意思就是固定在一个泵的末端
而柱塞是连接在抽油杆上
上下往复运动的一个装置
在这个柱塞上带着的阀
称为游动阀
游动阀的意思指的是它跟着柱塞
上下往复运动的
因此与固定阀相比
它的名称叫游动阀
在现场中常用的这种泵的结构
往往还具有两个游动阀
那么我们有时候示意图里面也给出
两个游动阀 有时候是一个游动阀
道理是一样的
要打开都打开
要关闭都关闭
对泵的类型常见的有两种
一种称为管式泵 所谓的管式泵
是指的泵筒是油管的一部分
也就是说泵筒是连接在油管上的
这种泵的结构适合于泵径比较大
排量比较高 这样的情况
为什么这么说呢
是因为泵筒连接在油管上
泵筒的直径不受油管的影响
所以它可以获得比较大的泵径
也就意味着它有比较高的排量
这样的一个优点 带来的问题
就是起下作业的时候比较困难
如果这个泵出现了问题
需要起出到井口进行检修
这时候我们可以做的
只能是将整个的油管柱全都
起出到地面上 才能把泵起出地面
所以起下作业相对比较困难
是管式泵的一个劣势
和管式泵相比另外的一种称为杆式泵
杆式泵是整体悬挂于油管内的
也就是油管是一个连续的油管
而泵筒作为一个整体
是挂在油管内部的
这样的一种泵的结构
特点就是泵径比较小
结构比较复杂
泵径比较小
是因为只有小于
油管的内径
才有可能将整个的泵筒
下入到油管内
另外结构比较复杂
是说整个的泵需要跟油管有一个配合
能够悬挂于
并固定在油管特定的一个深度上
第三个特点
跟管式泵相比
杆式泵起下作业比较简单
这一点也非常好理解
是因为抽油杆带动整体的杆式泵
可以下入到井筒中
有问题的时候可以通过抽油杆
连接整个泵筒 起出到地面
而油管不需要做任何的起下作业
所以这种起下作业
从作业的时间和难度上比管式泵
简单很多
下面是一个真实的杆式泵视频
我们可以看到
杆式泵从下到上
它的入口端
我们可以看到实际的泵
它的柱塞是非常长的
是为了保证整个柱塞的运行过程中
它有相当好的密封性
这是在泵筒最上端的脱接器
依靠它来负责抽油杆和泵筒的连接和脱开
就是本节介绍
我们介绍的主要内容
同学们
再见
-1.1 Main Tasks of Production Engineering
--1.1 Main Tasks of Production Engineering
-1.2 Flow in Production System
--1.2 Flow in Production System
-Problems
--Chapter 1 - Problems
-2.1 IPR Curve and Well Productivity
--2.1.1 Single-Phase Oil Inflow Performance Relationships
-2.2 Vogel's IPR and Applications
--2.2.2 Determination of IPR Curves Using Vogel's Equation
--2.2.3 Skin Factor and Flow Efficiency
--2.2.4 Extension of Vogel's Equation for Non-Complete Wells
--2.2.5 Combination Single-Phase Liquid and Two-Phase Flow
-Problems
--Chapter 2--Problems
-3.1 Two-Phase Flow in Wellbore
--3.1.1 Flow Regimes in Vertical Flow
-3.2 Two-Phase Vertical Flow Pressure Gradient Models
--3.2.1 Two-Phase Pressure Gradient Equations
--3.2.2 Predicting Gas-Liquid Flow Regimes Using the Okiszewski Correlation
--3.2.3 Pressure Gradient Calculation Using the Okiszewski Correlation
-3.3 Vertical Lift Performance
--3.3 Vertical Lift Performance
-Problems
--Chapter 3--Problems
-4.1 Nodal Analysis Approach
--4.1.2 Solution Node at Bottom of Well
--4.1.3 Solution Node at Wellhead
-4.2 Flow through Chokes
--4.2.2 Solution Node at Choke
-Problems
--Chapter 4--Problems
-5.1 Principles of Gas Lift
--5.1.2 Initial Kick-off of Gas Lift
-5.2 Gas Lift Valves and Gas Lift Completions
-5.3 Gas Lift Design
--5.3.1 Gas Lift Design for Specific Production Rate
--5.3.2 Gas Lift Design for Specific Injection Rate
--5.3.3 Kick-off Procedure with Unloading Valves
--5.3.4 Design Depths of Unloading Valves
-Problems
--Chapter 5--Problems
-6.1 Introduction of Surface and Downhole Equipment
-6.2 Operating Principle of Sucker Rod Pumps
-6.3 Pumping Unit Kinematics
--6.3.1 Motion of Polished Rod-Simple Harmonic Motion
--6.3.2 Motion of Polished Rod-Crank and Pitman Motion
-6.4 Polished Rod Load
--6.4.3 Peak Polished Rod Load and Minimum Polished Rod Load
-Problems
--Problems for chapter 6: Sucker Rod pumping I
-6.5 Calculation of Counterbalancing, Torque and Power
--6.5.1 Balance of Pumping Unit
--6.5.2 Counterbalancing Calculation
--6.5.3 Torque and Torque Factor
-6.6 Volumetric Efficiency of Pump
--6.6.2 Gas Effect on Pump Performance
--6.6.3 Measures of Enhancing Pump Volumetric Efficiency
-6.7 Design of Pumping System
--6.7.1 Strength Calculation and Design of Sucker Rod Strings
--6.7.2 Design Procedures of Pumping System
-6.8 Analysis of Sucker Rod Pumping Well Conditions
--6.8.1 Acoustic Surveys and Analysis of Annular Liquid Levels
--6.8.2 Introduction of Dynamometer Card
--6.8.3 Typical Dynamometer Cards
-Problems
--Problems: Chapter 6: Sucker Rod Pumping (II)
-7.1 Water Injection System
--7.1.1 Water Resources and Water Treatment
--7.1.2 Introduction of Water Injection System
-7.2 Injectivity Analysis
--7.2.1 Injectivity and Injectivity Index Curves
-7.3 Injection Tubing String
--7.3 Introduction of Injection Tubing Strings
-7.4 Analysis and Application of Injectivity Index Curves
--7.4.1 Analysis of Injectivity Index Curves
--7.4.2 Injection Choke Deployment
-Problems
--Chapter 7--Problems
-8.0 Introduction
-8.1 The Fracturing of Reservoir Rock
--8.1.1 Basic Rock Mechanics Parameters
--8.1.4 Fracture Initiation Conditions
-Problems
--Chapter 8(I)--Problems
-8.2 Fracturing Fluids
--8.2.2 Fluid-Loss Properties of Fracturing Fluids
--8.2.3 Rheological Properties of Fracturing Fluids
-8.3 Proppants
-8.4 Hydraulic Fracturing Design
--8.4.1 Productivity Index of Hydraulic Fracturing Wells
--8.4.2 Fracture Geometry Models
--8.4.3 Design Procedure for Hydraulic Fracturing
-Problems
--Chapter 8(II)--Problems
-9.0 Introduction
-9.1 Carbonate Acidizing
--9.1.1 Mechanism of Carbonate Acidizing
--9.1.2 Effect Factors of Reaction Rate
--9.1.4 Effective Distance of Live Acid
-9.2 Sandstone Acidizing
--9.2.1 Mechanism of Sandstone Acidizing
--9.2.2 Mud Acid Treatment Design
-9.3 Acidizing Treatment Technologies
--9.3.2 Acidizing Treatment Operations
-Problems
--Chapter 9--Problems
-Final Exam