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备案号：0039-1993

普通采油管柱是相对于稠油采油管柱而言的，为了适应地层能量、井况及产出液物理性质的生产要求，经过长期的研究及应用，普通采油管柱种类繁多，已形成系列化，现场应用较多、技术比较成熟的有两类：有杆抽油泵采油管柱及无杆泵采油管柱。

采油管柱有杆抽油泵采油管柱

有杆抽油泵采油管柱分为普通有杆抽油泵采油管柱和特殊有杆抽油泵采油管柱两大类。其中仅由油管、抽油杆、标准抽油泵、筛管及丝堵组成时称为普通有杆抽油泵采油管柱；在特殊井况及产出液的油井中，需要在管柱上配套使用辅助工具或特殊抽油泵才能完成原油开采，这种管柱称为特殊有杆抽油泵采油管柱。

一、普通有杆抽油泵采油管柱

(1)结构

主要是由抽油杆、油管、标准抽油泵(标准管式抽油泵或标准杆式抽油泵、筛管及丝堵组成的采油管柱，如图1所示。

(2)工作原理

利用抽油杆将抽油机的往复运动传递至标准抽油泵，使活塞作往复运动对井筒内的井液增加能量，井液通过油管举升至地面，完成人工举升。

(3)技术指标

正常排量范围：1—100m³/d；正常下入深度范围：<3000m

(4)适应性分析

①管柱配套使用标准管式抽油泵时，排液量较大，但在起下作业时，需要起下全部管柱，非生产时间较长，修井费用高，因此多在浅井或中深井中使用。

②管柱配套使用标准杆式抽油泵时，排液量较小，在起下作业时，不需要起下全部管柱，非生产时间较短，因此多在低产或深井中使用。

③管柱在井液黏度400mPa·s以下免修期平均二年，但不适用于大斜度井、水平井、稠油井、出砂井、高油气比井；

④管柱适宜自动控制，不适宜海上及市区生产。

二、特殊有杆抽油泵采油管柱

1、防砂卡抽油泵管柱

(1)结构

主要是由抽油杆、油管、防砂卡抽油泵及丝堵组成的采油管柱，如图2

(2)工作原理

抽吸过程与标准管式泵相同，防砂卡抽油泵双筒环形空间沉砂结构可消除管柱在出砂油井生产过程中或中途停抽时，因泵上管柱积砂及砂子进人柱塞与泵筒之间造成的砂卡，减少泵的磨损，延长管柱生产周期。

(3)技术指标

正常排量范围：1～100m³/d；正常下入深度范围：<3000m

(4)适应性分析

管柱适应含砂量<5%的出砂井生产，可防止砂卡，其他管柱适应性与普通有杆抽油泵采油管柱配套使用标准管式抽油泵相同。

2、防气锁泵管柱

(1)结构

主要是由抽油杆、油管、环阀式防气泵、封隔器式螺旋沉降气锚、筛管及丝堵组成的采油管柱。如图3所示。

(2)工作原理

管柱配套使用环阀式防气泵、封隔器式螺旋沉降气锚，减少管柱在高气油比井生产时气体的不利影响，提高管柱的工作效率。

(3)技术指标

正常排量范围：1.00m³/d；正常下入深度范围：<3000m

(4)适应性分析

用于气油比达420的油井生产，减少气体对管柱的不利影响，可防止气锁，提高泵效，其他管柱适应性与普通有杆抽油泵采油管柱配套使用标准管式抽油泵相同。

3、液压反馈抽稠泵管柱

(1)结构

主要是由抽油杆、油管、液压反馈抽稠泵、筛管及丝堵组成的采油管柱，如图4所示。

(2)工作原理

利用液压反馈抽稠泵结构，减少管柱在稠油井生产中因黏滞阻力过大造成的抽油杆柱下行困难及吸入差的不利影响，提高管柱的工作效率。

(3)技术指标

正常排量范围：1.100m3/d；正常下入深度范围：<3000m

(4)适应性分析

用于原油黏度小于4000mPa·s的稠油井，减少稠油对管柱的不利影响，其他管柱适应性与普通有杆抽油泵采油管柱配套使用标准管式抽油泵相同。

采油管柱无杆泵采油管柱

不需要抽油杆生产的采油管柱称为无杆泵采油管柱。现场应用较多、技术比较成熟的有两类：潜油电泵采油管柱及水力喷射泵采油管柱。

一、潜油电泵采油管柱

(1)结构

潜油电泵采油管柱，主要由两部分组成，如图5所示。①潜油机组：电机、保护器、油气分离器、多级潜油离心泵等。外形受油层套管尺寸的的限制，被制造成为细长园柱体形状，长度可达几十米，为了制造、运输及安装方便，各组件分节制造，长度一般不超过8m。在现场下井时，用花键连接，外壳用法兰螺栓连接，以上各主要部件都有各种规格以满足不同油井的要求。机组的下面安装有扶正器，上面安装有单流阀和泄油器。

②专用电缆：大、小扁潜油电缆，外形扁平。

(2)工作原理

自于地面的电力经过专用电缆使井下电机运转并带动离心泵工作，井液在离心泵的作用下将动能转化为压头，经油管被举升到地面。为了防止井液进入电机，承受泵的轴向负荷的作用，在潜油电机上配套使用保护器。为了减少游离气对离心泵的不利影响，在离心泵的吸入口配套使用油气分离器。

(3)技术指标

正常排量范围：80—905m³/d；正常下入深度范围：<2000m

(4)适应性分析

①排量调节范围宽，可在额定排量的10%一100%范围内正常工作，耐腐蚀，工作温度可达200℃。但存在井口工作压力高，地面污水处理负担大的问题。

②适用于受水驱控制的油井、高含水液量大的油井和低气液比的油井。适用于斜井、稠油井、高含砂井生产。

③作业施工工序较多，一次性投入大，不适应高含气井生产。

二、水力喷射泵采油管柱

(1)结构

主要是由油管、水力喷射泵、封隔器等组成的采油管柱，如图6所示。

(2)工作原理

从套管进人的高压动力液通过水力喷射泵将封隔器以下的井液抽吸并排出地面。

(3)技术指标

正常排量范围：1-100m³/d；正常下入深度范围：<3000m

(4)适应性分析

①水力喷射泵无运动部件，允许使用低质量的动力液，对高含水井、出砂井、高气液比井的适应性强。但存在效率低(低于30%)，要求井口工作压力高，地面污水处理负担大的问题。②受封隔器使用条件限制，不宜在大斜度井和水平井中使用。③对于套管耐压强度低或封隔器以上套管漏失的井不适用。

有杆泵采油是指游梁式有杆泵采油方法，该方法以其结构简单、适应性强以及寿命长等特点，成为目前最主要的机械采油方法。

机械采油设备

游梁式有杆泵采油系统主要由抽油机、抽油杆和抽油泵“三抽”设备组成。其工作过程是：由动力机经传动皮带将高速旋转运动传递给减速箱，经三轴二级减速后，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，从而将原油抽汲到地面。

（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游梁式抽油机。

游梁式抽油机是通过游梁和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为普遍的抽油机，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少，并且由于支点前移，使上、下冲程时间不等。为提高冲程、节约能源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抽油机，如异相型、旋转驴头式、大轮式以及六杆式双游梁等抽油机。

为减轻抽油机重量，扩大设备的使用范围以及改善其技术经济指标，国内外研制了许多不同类型的无游梁式抽油机。其特点多为长冲程低冲次，适合于深井和稠油井采油。目前，无游梁式抽油机主要有：链条式、增距式和宽带式抽油机。

（2）抽油泵

抽油泵是有杆泵抽油系统中的主要设备，主要由工作筒(外筒和衬套)、活(柱)塞及阀(游动阀和固定阀)组成。抽油泵按其结构不同可分为管式泵和杆式泵。管式泵适用于下泵深度不大、产量较高的井。杆式泵适用于下泵深度较大，但产量较低的井。

由于井液性质的复杂性，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。特种泵主要有防沙泵、防气泵、抽稠油泵、分抽混出泵和双作用泵以及各种组合泵等。

（3）光杆和抽油杆

光杆主要用于连接驴头钢丝绳与井下抽油杆，并同井口密封盒配合密封井口。常用的抽油杆主要有普通抽油杆、玻璃纤维抽油杆和空心抽油杆三种。普通抽油杆的特点：机构简单、制造容易、成本低、直径小，有利于在油管中上下运动。因此，它主要用于常规有杆泵抽油方式。玻璃纤维抽油杆的特点是：耐腐蚀，有利于延长寿命；重量轻，有利于降低抽油机悬点载荷和节约能量；弹性模量小，可实现超冲程，有利于提高泵效。空心抽油杆由空心圆管制成，成本较高，它可用于热油循环和热电缆加热等特殊抽油工艺，也可以通过空心通道向井内添加化学药剂。适用于高含蜡、高凝固点的稠油井。

机械采油优点

(1)其设计方法及设备结构简单，管理方便，操作和搬迁容易，对一般油井都比较适用。并可用于小井眼油井和分层开采的油井，可把油井开采至非常低的压力。

(2)通常采取自然排气，因此有利于天然气从井内排出，比较容易消除气体影响。

(3)具有较大的灵活性，当油井的产能变化时，能通过调节泵径和其它工作参数，使泵的排量同油井的产能相适应。

(4)能方便地进行各种地面和井下测试，可及时准确地分析地面和井下设备的工作状况。

(5)适用于开采高粘原油，同时也比较容易处理井下结蜡、结垢和腐蚀等问题。

机械采油缺点

(1)在井身弯曲的油井中往往产生严重磨损，使抽油杆和油管的损坏频率升高，因此会影响油井的正常生产，同时使采油成本增加。

(2)当井液含砂和其它固体颗粒较多时，极易出现卡泵。另外在油气比过高时，排气会使泵效降低，甚至会使泵发生“气锁”而失效。

(3)下泵深度受抽油杆强度的限制，并且随着下泵深度的增加，泵效很快下降，事故频率也随之升高。当泵下到一定深度后，泵就会完全失效。

(4)设备体积较大，在市区使用引人注目，在海上油井上使用显得过于笨重。电源必须架设到井口，因此不宜在沼泽、水网等地理条件比较复杂的地区使用。

(5)极易受结蜡的影响，而且还不能采用涂料油管来防蜡和防腐。