抽油机的启动操作与停抽操作.docx
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抽油机的启动操作与停抽操作
一、抽油机的启动操作
（一）抽油机启动前的检查内容
1．改好流程，检查出油管线是否畅通。
冬天提前2—4小时预热油水管线；
2．伴热流程检查光杆卡子，光杆盘根盒松紧是否合适，悬绳器滑轮是否正常，检查双翼胶皮闸门开关是否灵活；
3．减速箱油量是否合适（应在两丝堵之间或看窗的油位线上）；
4．检查曲柄、游梁、支架、减速箱各种轴承润滑油是否足够；
5．检查刹车是否灵活，完整，可靠，应无自锁现象；
6．检查三角皮带有无油污及损坏情况，并校对其松紧度；
7．检查各部固定螺丝、轴承螺丝、驴头螺丝、差动螺丝、平衡块固定螺丝有无松动现象，并检查曲柄销子及保险销子有无松动现象；
8．曲柄轴、减速箱、电动机皮带轮及刹车轮的螺丝帽和键有无松动现象；
9．检查保险丝是否插牢，电磁开关是否正常，电器设备接地装置是否良好，保险丝（熔片）是否符合规格（严禁使用超规格的保险丝或铜、铝丝等代替）；
10．检查三项电源，电压是否平衡；
11．检查和排出抽油机周围防碍运转的物体。
（二）启动抽油机
1．松开刹车，盘动皮带1—2圈，看有无挂、卡现象；
2．大型抽油机启动要利用曲柄的旋转惯性作2—3次启动；
3．按下启动按钮，使电机运转。
（三）技术要求
1．启不动时，应关闭电机电源进行检查，确认无问题后再次启动；
2．盘车时不能用手握皮带；
3．按电钮要侧身，防止电弧光伤人；
4．按电钮时要戴绝缘手套，以防触电伤人；
5．不能使用超过规格的保险丝。
二、抽油机停抽操作
（一）操作步骤
1．按停止按钮，使电机停止转动，刹紧刹车。
一般情况下，曲柄应处于右下方，便于再次启动。
2．根据油井情况，让驴头停在适当的位置。
出砂井，驴头停在稍过上死点；油气比高、结蜡严重或稠油井，驴头停在下死点；一般井，驴头停在上冲程的1/2—2/3处。
3．如停井时间过长，应关闭生产闸门，进行扫线。
（二）技术要求
1．按电钮要侧身，防止电弧光伤人；
2．按电钮时要戴绝缘手套，以防触电伤人。
1．抽油机的结构
国内各油田应用最多的是常规型游梁式抽油机，游梁式抽油机由主机和辅机两大部分组成。
主机由底座、减速箱、曲柄、平衡块、连杆、横梁、支架、游梁、驴头、悬绳器、刹车装置及各种连接轴承组成。
辅机由电动机，电路控制装置组成，如图4—2所示。
2．游梁式抽油机主要部件的作用
1）驴头：
驴头制成弧形是为了抽油时保证光杆始终对准井口中心，同时承担井下各种负荷的作用。
2）游梁：
装在支架轴承上，前端安装驴头承受井下负荷，后端连接横梁、连杆、曲柄。
作用是绕支架轴承上下摆动来传递动力。
3）曲柄连杆机构：
作用是将电机的旋转运动变成驴头的往复运动。
曲柄上有4~8个孔，是调节冲程时用的。
4）减速箱：
作用是将电机的高速转动，通过三轴二级减速变成曲柄轴的低速转动，同时支承平衡块。
5）平衡块：
抽油机上冲程时平衡块向下运动，帮助电机做功；下行程时平衡块向上运行，储存能量以便在下行程时释放。
平衡块的作用是减小抽油机上下行程的负荷差。
6）悬绳器：
是连接光杆和驴头的柔性连接件，可供动力仪测示功图用。
7）电动机：
是抽油机运转的动力来源，它将电能转化成了机械能。
一般采用感应式三相交流电动机。
8）刹车装置：
有内胀式和外抱式两种。
是靠刹车片和刹车轮接触时发生摩擦而起到制动作用。
3．游梁式抽油机的工作原理
电动机将其高速旋转运动传给减速箱的输入轴，经中间轴后带动输出轴、输出轴带动曲柄作低速旋转运动，同时，曲柄通过连杆、横梁拉着游梁后臂上下摆动，驴头上下摆动，带动抽油杆、活塞上下往复运动，抽油出井。
4．新系列游梁式抽油机代号
3
四、抽油井井口装置
（一）抽油井井口装置的组成
抽油井井口装置一般有简易井口和CY250井口两种。
简易井口是由套管三通、油管三通、井口密封盒、生产闸门、放空取样闸门、套管闸门、油压表及套压表组成，如图4—8所示。
CY250井口是由套管四通、油管四通、井口密封盒、总闸门、生产闸门、放空取样闸门、油套管连通闸门、油压表、套压表及回压表组成，如图4—9所示。
（二）抽油井井口装置的主要作用
1．连接套管、悬挂油管、承托井内全部油管柱重量。
2．密封油、套管之间的环形空间。
3．调节和控制油气的生产。
4．进行各种井下测试，录取油样及油套压资料。
5．进行清蜡、清砂、洗井、酸化、压裂和修井等井下作业措施的实施。
（三）各部件的作用
1．井口密封盒的结构及作用
（1）密封盒结构
密封盒由弹簧座、弹簧、下压帽、胶皮密封垫、密封盒上压帽、密封盒下压帽、撬杆和光杆组成，如图4—10A所示，光杆密封装置如图4—10B所示。
（2）密封盒的作用：
密封光杆与油管之间的环形空间，防止井口漏油。
2．胶皮闸门的作用：
是换盘根时起封井作用和调节光杆居中的作用。
3．油管四通的作用：
用来连接胶皮闸门、总闸门及左右生产闸门，是井液流出及测试的必经通道。
4．套管四通的作用：
是油管和套管汇集、分流的主要部件。
下部连接套管短接，起密封油套管环形空间的作用。
5．总闸门的作用：
开关井以及在总闸门以外设备的维修时切断井底压力。
一、动液面的测试与计算
油井正常生产时油套管环形空间的液面称为动液面。
在抽油井中，为了了解油井的供液能力，确定下泵深度，需要定期测试动液面的深度。
根据动液面的位置，可以计算井底流压，判断油田的注水效果；根据动液面的变化，判断油井的工作制度与地层能量的匹配情况；并结合示功图和油井生产资料分析深井泵的工作状况。
（一）动液面的测试
1．测试仪器
目前现场上所用测试仪器种类繁多，常用的测试仪器有D—6B
型回声仪、ZJY—1型液面自动监测仪、金时油井诊断仪、SM40YBC便携式抽油机井测试诊断仪和CJ-4系列井深测试仪等。
不论是哪种测试仪，都是由井口连接器和记录仪两大部分组成。
井口连接器用于声弹的发出、信号的接收，属于一次仪表；记录仪用于信号的采集、显示、处理、存储、打印、回放等，属于二次仪表。
2．测试原理
就是利用声波在气体介质中传播时，遇到障碍物就会发生反射的原理。
如果我们能够确定声波在油套管环形空间中的传播速度和回声反射的时间，就可以计算出液面的深度。
声波的传播速度主要与气体介质的密度有关，不同的油井，油套环形空间内气体的密度不同，所以声波的传播速度不同。
为了方便确定每口井的声速，有的井在动液面以上的油管接箍处安装回音标，根据回音标的反射波计算声速；无回音标的井，声波经过每一根油管接箍都会产生反射波，根据油管接箍波计算声速（一般要求靠近井口20根油管等长）。
3．声波曲线的分析及动液面深度的计算
（1）有回音标的井
在声波传播过程中，首先有一部分声波从回音标上反射回来，另一部分声波传到液面才反射回来。
这样，回声仪记录两个反射波的传播时间，我们可以根据已知的音标深度和传播时间，求出动液面深度。
一般要求每次至少测两条声波曲线。
声波反射曲线如图4－15所示。
1）对液面声波曲线的要求
1波形清楚连贯易分辩，必须有两个波形；
2两条曲线井口波、音标波、液面波重合；
3波峰幅度不小于10
；
4每条曲线上必须标井号、仪器号、油套压和测试日期。
2）动液面的计算
根据液面声波反射曲线直接计算
（4—24）
式中：
——实际动液面深度,
；
——回音标的下入深度，
；
AB——声波反射曲线上井口波到回音标波的距离，
；
AC——声波反射曲线上井口波到液面波的距离，
。
（2）无回音标的井
对于没有安装回音标的井，或回音标被淹没的井，可根据声波反射曲线直接计算。
声波反射曲线如4－16所示。
A波是井口波，C波是液面波，n是油管接箍的个数（即油管的根数）。
一根油管一个波峰，n根油管就有n个波峰。
（4－25）
式中：
——声波反射曲线上井口波到液面波的距离，
；
——声波反射曲线上井口波到第n根油管接箍波的距离，
；
——每根油管的长度，
。
三、示功图的测试及分析
（一）理论示功图的绘制
在理想状况下，只考虑悬点所承受的静载荷及由于静载荷引起的杆管弹性变形，而不考虑其它因素的影响，所绘制的示功图称为理论示功图。
绘制理论示功图的目的是与实测示功图比较，找出负荷变化的差异，从而判断深井泵的工作状况及杆、管和油层情况。
1．与绘制示功图有关的概念
1）减程比：
光杆冲程在图上的长度与实际冲程长度之比，用“a”表示。
a=
（4－27）
2）力比：
实际悬点载荷与其在图上的长度之比，用“b”表示，单位为“kN/mm”。
b＝
（4－28）
2．绘制理论示功图时的假设条件
1）抽油泵和油管没有漏失，泵工作正常。
2）油层供液能力充足，泵充满良好。
3）不考虑动载荷的影响。
4）不考虑油井砂、蜡、气、水的影响和稠油的影响。
5）不考虑油井连抽带喷。
6）认为进入泵内的液体是不可压缩的，阀是瞬时关闭的。
3．理论示功图的绘制
是以冲程长度为横坐标，以悬点载荷为纵坐标绘出载荷随冲程的变化关系。
①计算并在图上画出悬点最大载荷和最小载荷
上行程时悬点所受的最大静载荷为：
下行程时悬点承受着最小静载荷为：
最大载荷在图上的高度为：
最小载荷在图上的高度为：
②计算并在图上画出光杆冲程、活塞冲程及冲程损失。
光杆冲程在图上的长度为：
A
=a×S
冲程损失在图上的长度为：
a×λ
活塞冲程在图上的长度为：
BC＝a×
=S–λ
4．示功图中各项的意义（如图4－18所示）
四个点：
A点－－驴头下死点；
B点－－固定阀打开，游动阀关闭，活塞开始上行程；
C点－－驴头上死点，活塞运行到最高点（上死点）；
D点－－固定阀关闭，游动阀打开，活塞开始下行程。
六条线：
AB线－－增载线；
BC线－－活塞上行程线，也是最大载荷线；
CD线－－卸载线；
DA线－－活塞下行程线，也是最小载荷线；
ABC线－－驴头上行程线；
CDA线－－驴头下行程线。
图中：
S——光杆冲程；Sp——活塞行程；
——冲程损失。
（二）示功图的测试
目前使用的测试示功图的仪器有：
金时或金时+3油井诊断仪、德国生产的DYM—77型动力仪及远传装置等。
不论是哪种测试仪器都是由传感器部分和信号接收及记录两部分组成，传感器部分接在悬绳器上，信号接收部分可根据输入的油杆长度、杆径、油杆的密度、液体的密度、活塞直径，就可以自动绘出理论示功图，并根据测试情况直接打印出实测示功图。
（三）典型实测示功图的分析
1．泵工作正常时的示功图，如图4—19所示
2．气体影响的示功图
如图4—20所示：
上行程：
气体随油进入泵内，气体体积膨胀使泵内压力不能很快降低，造成增载缓慢，固定阀推迟打开，泵内气体越多，增载越缓慢，固定阀打开的越滞后，进入泵内的液体就越少，泵效就越低，严重时会出现固定阀打不开，游动阀关不上，出现气锁现象。
下行程：
泵内气体被压缩，使泵内压力增加缓慢，游动阀推迟打开，卸载缓慢，泵内气体越多，游动阀打开越迟缓，卸载越缓慢，严重时游动阀打不开，出现气锁现象。
3．供液不足的示功图
如图4—21所示：
上行程，功图正常，只是泵筒未充满。
下行程：
由于泵筒未充满液面低，开始悬点载荷不降低，只有当活塞碰到液面时才开始卸载，减载线基本上与理论示功图的减载线平行。
示功图出现刀把现象，充满程度越差，刀把越长。
泵的充满程度用充满系数来表示。
充满系数：
（4－29）
泵效为：
由于充不满而降低的泵效：
4．排出部分漏失的示功图
如图4—22所示：
泵的排出部分漏失，活塞上面油管内的液体就会漏在活塞下面的泵筒内。
当活塞上行程开始时，由于漏失，使泵内压力下降缓慢，固定阀推迟打开，导致悬点增载缓慢。
当活塞移动速度大于漏失速度时，载荷达到最大值（
点），当上行程快结束时活塞上行速度减慢，当漏失速度大于活塞移动速度时，又出现漏失液体对活塞的“顶推”作用，使光杆提前卸载，如图中的
。
当到达上死点时，悬点载荷已降到
，活塞的有效冲程为
。
如图4－22所示。
漏失后的泵效为：
（4－30）
漏失程度不同，
不同，当
=0时，悬点载荷始终达不到最大值。
漏失严重时，功图上的最大载荷达不到理论最大载荷线。
5．吸入部分漏失的示功图
如图4—23所示：
下冲程开始时，由于吸入部分漏失，使泵内压力上升缓慢，悬点卸载缓慢，当活塞下行速度大于漏失速度时，悬点卸载结束，游动阀打开，固定阀关闭（
）。
下冲程快结束时，漏失速度大于活塞运行速度时，泵内压力降低，使游动阀提前关闭（
），悬点提前加载。
当到达下死点时，悬点载荷已经增加到
。
其有效冲程为
。
漏失后的泵效为：
漏失程度不同，
不同，当
=0时，悬点载荷始终达不到最小值，游动阀漏失严重。
6．双阀漏失时的示功图
如图4—24所示：
示功图为排出部分漏失和吸入部分漏失示功图的叠加。
7．出砂井的示功图
如图4—25所示：
油井出砂，有砂卡现象，上下冲程会出现振动载荷，功图呈锯齿状。
8．结蜡、稠油井的示功图
如图4—26所示：
结蜡井和稠油井，上下冲程流动阻力增加，上行程时，流动阻力的方向向下，使悬点载荷增加；下冲程时，流动阻力的方向向上，使悬点载荷减小。
稠油井的最大和最小载荷线振动要比结蜡井小，但两种示功图都会出现肥大。
9．杆断脱的示功图
如图4—27所示：
抽油杆断脱后，上冲程的悬点载荷为断脱点以上抽油杆柱的重量，下冲程的悬点载荷为断脱点以上抽油杆柱在液体中的重量。
因此示功图位于理论最小载荷线的下方。
断脱位置的计算：
（4－31）
式中：
——断脱点以上抽油杆的长度，m；
——示功图中心线到基线的距离，mm；
h——图上基线到理论最小载荷线的距离，mm；
L——抽油杆的长度（即下泵深度），m。
10．泵脱出工作筒的示功图
如图4－28所示：
下泵时由于防冲距过大，使上冲程的后半冲程活塞脱出工作筒，脱出工作筒后悬点立即卸载，因此，后半冲程与下冲程线基本重合并伴有振动。
11．活塞碰固定阀（碰泵）的示功图
如图4－29所示：
下泵时防冲距过小，活塞下行到下死点时与固定阀相撞，示功图在下死点时打扭。
12．活塞遇卡的示功图
如图4－30所示：
活塞在泵筒中遇卡之后，抽汲过程中活塞不能运动，驴头上下运行时，只有抽油杆伸缩变形。
上冲程时，悬点载荷首先是缓慢增加，当抽油杆被拉直后，悬点载荷急剧上升。
下冲程时，首先是恢复弹性变形，卸载很快，到达卡死点以后，抽油杆柱载荷作用在卡死点上，卸载变得缓慢，直到驴头到达下死点。
以上是理论分析，当活塞遇卡之后，一般应马上停抽，不测示功图，因为这样容易将抽油杆拉断，电机被烧坏。
13．油管漏失的示功图
如图4—31所示：
油管漏失后，漏失点以上的液柱就会漏失到油套管环形空间，使悬点载荷达不到理论上的最大载荷，漏失点越接近井口，实际的最大载荷线越接近理论最大载荷线。
14．连抽带喷井的示功图
如图4—32所示：
油井具有一定的自喷能力，固定阀和游动阀都处于开启状态，抽汲只起助喷作用，液柱载荷基本上不作用在悬点上；示功图的位置及载荷的大小取决于喷势的大小。
四、抽油井计算机诊断技术
地面示功图，经计算机处理后得到形状简单而又能真实反映泵工作状况的井下示功图。
这种示功图可以排除抽油杆变形、振动和惯性载荷等影响，很容易对影响深井泵工作的各种因素进行定性的分析。
并且可以得到抽油杆柱各断面和泵的示功图，从而对油井提供必要的判断和分析结果。
（一）主要设备及工作程序
1．主要设备
（1）动力仪—接收和记录抽油杆传送来的信号；
（2）回声仪—测量和记录油井液面深度；
（3）计算机诊断软件—对动力仪和回声仪所得资料数据进行分析处理。
2．工作程序
（1）利用回声仪测液面，利用动力仪测光杆载荷及位移；
（2）将一个完整冲程中的液面、光杆载荷、光杆位移以及有关的油井数据传送到计算机中进行数学运算处理；
（3）计算机输出数据及图表（可以是任意深度处抽油杆载荷、位移和井下示功图）。
（二）计算机诊断技术的应用
1．经过计算机处理后泵的理论示功图
如图4—33所示为几种典型情况下泵的理论示功图。
在理想状况下（油管锚定、没有气体影响和漏失等），泵的示功图为矩形（图4—33a），长边表示活塞冲程，短边表示液柱载荷。
油管未锚定时，泵的示功图变成平行四边形（4—33b），其长边的长度表示活塞相对于泵筒的冲程长度。
当油管锚定而只有气体影响时的示功图如图4—33中的c，从图上可以看出，活塞的有效排出冲程为
，活塞冲程为
，
为游动阀打开后活塞下行时从泵内排出的自由气体积所折算的活塞位移量，则泵的充满程度为：
。
只有供液不足时泵的示功图如图4—33d所示，泵的充满程度为
。
只有排出部分漏失时的示功图如图4—33e所示，只有固定阀漏失时的示功图如图4—33f所示。
以上各图是受单一因素影响的示功图。
2．实测地面和泵的示功图
图4—34是油管锚定时地面和泵的实测示功图，该图为泵工作正常时的示功图，泵示功图的图形接近长方形。
而地面示功图却很不规则，分析起来难度较大。
图4—35是油管未锚定时地面和泵的实测示功图。
该图近似平行四边形，与油管锚定时的示功图相比多了油管的冲程损失。
图4—36是受气体影响的地面和泵示功图，该井的地面示功图形状比较复杂，很难判断，但井下示功图就一目了然。
图4—37是固定阀漏失的地面和泵示功图。
地面示功图形状不规则，泵的示功图形状很典型，比较好判断。
图4—38是游动阀漏失的地面和泵示功图。
泵的示功图比地面示功图容易分析。
以上各示功图是受单一因素影响的示功图，如果示功图受多种因素影响，应根据受单一因素影响时示功图的特点，再结合油井的生产资料进行综合分析和判断。
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