有杆泵

概述有杆泵一般是指利用抽油杆上下往复运动所驱动的柱塞式抽油泵。 （一）常规型游梁式抽油机常规型游梁式抽油机是目前油田使用最广的一种抽油机。 g），上经光杆连接抽油机，下接抽油泵的柱塞，其作用是将地面抽油机悬点的往复运动传递给井下抽油泵。

概述

有杆泵一般是指利用抽油杆上下往复运动所驱动的柱塞式抽油泵。有杆泵采油具有结构简单、适应性强、维修管理方便、和寿命长的特点，是目前国内外应用最广泛的机械采油方式。有杆泵是最常用的单缸单作用抽油泵，其排油量取决于泵径和泵的冲程、冲数。在中深井中泵的效率为50%左右，适用于中、低产量的井。

有杆抽油装置

典型的有杆抽油装置主要由三部分组成

一是地面驱动设备即抽油机；

二是安装在油管柱下部的抽油泵；

三是抽油杆柱，它把地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵柱塞使其上下往复运动，使油管柱中的液体增压，将油层产液抽汲至地面。就整个有杆抽油生产系统而言，还包括供给流体的油层、用于悬挂抽油泵并作为举升流体通道的油管柱、井下器具（油管锚、气锚、砂锚等）、油套管环形空间及井口装置等。

抽油机

抽油机（pumping unit），是有杆抽油的地面驱动设备。按其基本结构

，抽油机可分为游梁式和无游梁式两大类，目前国内外应用最为广泛的是游梁式抽油机（俗称磕头机）。游粱式抽油机主要由游梁-连杆-曲柄（四连杆）机构、减速机构（减速器）、动力设备（电动机）和辅助装置等四部分组成，如图2 所示。游粱式抽油机工作时，电动机（或其它动力机）通过传动皮带将高速旋转运动传递给减速器的输入轴，经减速后由低速旋转的曲柄通过四连杆机构带动游梁作上下往复摆动。游梁前端圆弧状的驴头经悬绳器带动抽油杆柱作上下往复直线运动。

根据结构形式不同，游梁式抽油机分为常规型（普通型）、异相型和前置型。常规型和前置型是游梁式抽油机的两种基本型式。

（一）常规型游梁式抽油机

有杆泵

常规型游梁式抽油机是目前油田使用最广的一种抽油机。其结构特点是：支架位于游粱的中部，驴头和曲柄连杆分别位于游梁的两端，曲柄轴中心基本位于游梁尾轴承的正下方，上下冲程运行时间相等。

游梁式抽油机主要是由游梁一连杆一曲柄机构、减速机构（减速器）、动力设备（电动机）和辅助装置等四部分组成。

（二）异相型游梁式抽油机有杆泵

异相型游粱式抽油机是20 世纪70 年代发展起来的一种性能较好的抽油机。从外形上看，它与常规型游梁式抽油机并无显著差别，故常规型与异相型也称后置型抽油机。异相型游梁式抽油机的结构特点是：曲柄轴中心与游梁尾轴承存在一定的水平距离；曲柄平衡重臂中心线与曲柄中心线存在偏移角（曲柄平衡相位角）。使得上冲程的曲柄转角明显大于下冲程，从而降低了上冲程的运行速度、加速度和动载荷，达到减小抽油机载荷、延长抽油杆寿命和节能的目的。

（三）前置型游梁式抽油机

有杆泵

前置型游梁式抽油机的结构特点是：支架位于游梁的一端，驴头和曲柄连杆同位于另一端。在相同曲柄半径下，前置型的冲程长度明显大于常规型，而抽油机的规格尺寸较常规型小巧。这种抽油机上冲程运行时间长于下冲程运行时间，从而降低了上冲

程的运行速度、加速度和动载荷。前置型多为重型长冲程抽油机，除采用机械平衡外还采用气动平衡。

为了增大冲程、节能及改善抽油机的结构特性和受力状态，国内外还出现了许多变形游梁式抽油机，如双驴头式、旋转驴头式、大轮驴头式、大轮式以及斜直井游梁式抽油机。

为了扩大有杆泵抽油的适用范围，改善其技术经济指标，国内外还发展了许多不同类型的无游梁抽油机（特别超长冲程抽油机），如链条式、增距式和宽带式抽油机等，主要特点多为长冲程和慢冲次，以适应深井和稠油的特殊需要。

抽油泵

抽油泵（油杆泵sucker rod pump），是有杆抽油系统的井下关键设备，安装在油管柱的下部，沉没在井液中，通过抽油机、抽油杆传递的动力抽汲井内的液体。它所抽汲的液体中常会含有蜡、砂、气、水及腐蚀物质，又在数百米到上千米的井下工作，泵内压力有时高达10 MPa 以上。为了使抽油泵能适应井下复杂的工作环境和恶劣的条件，对抽油泵的基本要求是：结构简单、强度高；工作可靠，使用寿命长；便于起价而且规格类型能满足不同油田的采油工艺需要。

（二）泵的工作原理

有杆泵

抽油泵主要由泵筒、柱塞、固定阀和游动阀四部分组成。泵筒即为缸套，其内装有带游动阀的柱塞。柱塞与泵筒形成密封，用于从泵筒内排出液体。固定阀为泵的吸入阀，一般为球座型单流阀，抽油过程中该阀位置固定。游动阀为泵的排出阀，它随柱塞运动。

柱塞上下运动一次称一个冲程，也称一个抽汲周期，其间完成泵进液和排液的过程，如图5 所示。

1.上冲程

抽油杆柱向上拉动柱塞，柱塞上的游动阀受油管内液柱压力而关闭。此时，柱塞下面的下泵腔容积增大，泵内压力降低，固定阀在其上下压差作用下打开，原油吸入泵内。与此同时，如果油管内已逐渐被液体所充满，柱塞上面的液体沿油管排到地面。原来作用在固定阀上的油管内液柱重力将从油管转移到柱塞上，从而引起抽油杆柱的伸长和油管柱缩短。抽油机驴头上承受的静载荷为抽油杆柱重量与柱塞以上的液柱重量之和。

所以，上冲程是泵内吸入液体，而井口排出液体的过程。造成吸液进泵的条件是泵内压力（吸入压力）低于沉没压力。

2．下冲程

抽油杆柱带动柱塞向下运动。柱塞压缩固定阀和游动阀之间的液体：当泵内压力增加到大于泵沉没压力时，固定阀先关闭，当泵内压力增加到大于柱塞以上液体压力时，游动阀被顶开，柱塞下面的液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体。由于有相当于冲程长度的一段光杆从井外进入油管，将排挤出相当于这段光杆体积的液体。原来作用在柱塞以上的液体重力转移到固定阀上，因此引起抽油杆柱的缩短和油管的伸长。

所以，下冲程是泵向油管内排液的过程，造成泵排出液体的条件是泵内压力高于柱塞以上的液柱压力。

抽油杆柱

普通抽油杆通过接箍连接成抽油杆柱（sucker rod string），上经光杆连接抽油机，下接抽油泵的柱塞，其作用是将地面抽油机悬点的往复运动传递给井下抽油泵。

普通抽油杆其杆体是实心圆形断面的钢杆，其特点是：结构简单、易制造、成本低。主要用于常规有杆抽油方式。有杆泵

为了满足高含水、稠油、高含蜡、含腐蚀介质以及深井和斜井采油的需要，国内外应用了许多结构、材料、用途与普通抽油杆不同的特种抽油杆，如超高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、空心抽油杆和连续抽油杆等。

抽油杆柱中，除了抽油杆柱和接箍外还有一些附属器具，主要有：

（1）光杆。位于抽油杆最上端，其作用是连接驴头钢丝绳与井下抽油杆，并同井口盘根配合密封抽油井口。因此，对其强度和表面光洁度要求较高。

（2）加重杆。用于大泵抽油、抽油井和深井，抽油杆柱的下部采用加重杆，防止抽油杆柱下部发生纵向弯曲，减少抽油杆的断脱事故。

（3）抽油杆扶正器。用于斜井和丛式井，使抽油杆处于油管中心，不直接与油管接触，减少抽油杆的磨损、振动和弯曲。

此外还有用于减少抽油杆振动的减振器、防止抽油杆接箍旋松的防脱器等。