防噴管式抽油泵的研制與應(yīng)用

黃戰(zhàn)偉，李仲華，王自民，陳 剛

(長(zhǎng)慶油田公司第一采油廠，陜西 西安 727000)

一、前言

油井在修井檢泵時(shí)，需進(jìn)行管內(nèi)泄壓，以防原油噴出造成浪費(fèi)及安全問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)各油田通常的做法是：在下管柱時(shí)在管串中預(yù)裝泄油器，防止噴油、噴水、噴氣等。但各種泄油器工作效果都不理想，泄油成功率較低。

針對(duì)上述問(wèn)題，自主研制了防噴管式抽油泵（專利號(hào)為201020140908.X），它適用于各種油井工況條件，不僅能取代現(xiàn)有的各種泄油器，實(shí)現(xiàn)油管自動(dòng)降壓，還能解決目前油井不能正循環(huán)熱洗井、壓井和井口自動(dòng)降壓的問(wèn)題。

二、防噴管式抽油泵工藝原理

1.結(jié)構(gòu)

防噴管式抽油泵是一種能夠?qū)崿F(xiàn)油管自動(dòng)泄壓、防噴及正循環(huán)洗（壓）井的井下抽油設(shè)備，由泵筒、加長(zhǎng)筒、防噴固定單向閥、防倒灌單向閥、單向閥開(kāi)關(guān)、加長(zhǎng)活塞等組成。其中工作筒分為上下兩個(gè)，泵筒側(cè)壁設(shè)有防噴倒灌單向閥，防噴倒灌單向閥設(shè)有出油孔、錐形閥、彈簧，泵筒的下端聯(lián)接加長(zhǎng)筒（長(zhǎng)度可變），加長(zhǎng)筒下端安裝有防噴固定單向閥，防噴固定單向閥上安裝有防噴開(kāi)關(guān)及球閥組件，泵筒內(nèi)安裝活塞總成，活塞與工作筒為密封配合。泵結(jié)構(gòu)如圖1所示。

泵筒按外型結(jié)構(gòu)可分為整體式和分體式，按加工方式可分為整筒式和襯套式。如圖2所示。

另外，防噴固定單向閥根據(jù)要求也可設(shè)計(jì)加工成分體式和整體式。

圖2 泵筒結(jié)構(gòu)

2.工作原理

下入泵筒過(guò)程中，依靠泵筒下端單向閥開(kāi)關(guān)和側(cè)面的防倒灌單向閥進(jìn)行密封，阻止井筒內(nèi)的油氣進(jìn)入泵筒內(nèi)。當(dāng)抽油桿將活塞送入泵筒內(nèi)下部時(shí)，在重力作用下，活塞下壓?jiǎn)蜗蜷y開(kāi)關(guān)，進(jìn)油通道被打開(kāi)，可實(shí)現(xiàn)正常采油作業(yè)，此時(shí)泵筒側(cè)壁的防倒灌單向閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)。在油井需要進(jìn)行維護(hù)性作業(yè)時(shí)，只需上提工作活塞至泵筒外，管內(nèi)油流便通過(guò)防倒灌單向閥流回井筒，實(shí)現(xiàn)井口無(wú)壓作業(yè)。

泵筒內(nèi)壁和柱塞采用Ni-P化學(xué)鍍及強(qiáng)化處理，具有硬度高、摩擦系數(shù)小、抗腐蝕性能好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

3.技術(shù)特點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)修井作業(yè)時(shí)的起管泄油性能

修井作業(yè)起原井管柱時(shí)，上提油桿至工作筒外，此時(shí)防噴單向閥打開(kāi)、泄油通道自動(dòng)打開(kāi)，油管內(nèi)油流從防倒灌單向閥的泄油孔流回井筒，實(shí)現(xiàn)卸油，使作業(yè)人員在油管內(nèi)無(wú)油狀態(tài)下進(jìn)行工作，減少了風(fēng)險(xiǎn)，提高了工作效率。

（2）實(shí)現(xiàn)油井正循環(huán)熱洗

油井熱洗，目前都是采用反循環(huán)熱洗，效果很不理想，而且工作量大、成本高。當(dāng)應(yīng)用防噴管式抽油泵時(shí)，先上提光桿至活塞出泵筒外，防倒灌單向閥自動(dòng)打開(kāi)，便可采用泵注法或自壓法進(jìn)行熱洗溶蠟。應(yīng)用防噴管式泵最大的優(yōu)點(diǎn)在于能將蠟全部融化，并在保溫的情況下依靠泵的抽吸作用及時(shí)排出，油井無(wú)恢復(fù)期或很短。同時(shí)阻止了入地液體與地層的接觸，防止了地層污染，且熱洗液用量大大減少，節(jié)約了費(fèi)用。

（3）實(shí)現(xiàn)正循環(huán)壓井

防噴管式抽油泵的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)正循環(huán)壓井。壓井時(shí)，上提光桿至活塞出泵筒外，防倒灌單向閥自動(dòng)打開(kāi)建立了油流通道，從而實(shí)現(xiàn)正循環(huán)壓井。相比傳統(tǒng)的反循環(huán)壓井減少了入地壓井液用量、縮短了施工時(shí)間、降低了壓井液對(duì)地層的污染。

（4）更換盤根時(shí)實(shí)現(xiàn)井口降壓

目前采油現(xiàn)場(chǎng)更換油井盤根時(shí)，首先需要對(duì)生產(chǎn)管柱泄壓，即關(guān)閉回壓閘門打開(kāi)放空閘門放壓至油壓為零，這樣做的缺點(diǎn)是容易造成地面污染、放壓時(shí)間長(zhǎng)、原油有損失。而當(dāng)油井采用防噴管式抽油泵時(shí)，利用抽油機(jī)的機(jī)械動(dòng)力將活塞上提到泵筒外，此時(shí)防倒灌單向閥打開(kāi)，在壓力差的作用下油管內(nèi)油氣從防倒灌單向閥的泄油孔流回井筒，從而實(shí)現(xiàn)油管降壓。當(dāng)壓力降至安全值時(shí)，下放活塞關(guān)閉防倒灌單向閥，保證管內(nèi)液面高度，此時(shí)便可在井口無(wú)壓力的狀態(tài)下更換盤根，實(shí)現(xiàn)井口無(wú)污染作業(yè)。

三、應(yīng)用效果

該設(shè)備于2010年7月以來(lái)先后現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)5口井，均達(dá)到了預(yù)期效果。白35-26井采用防噴管式抽油泵前后生產(chǎn)情況列于表1。

表1 白35-26井采用防噴管式抽油泵前后生產(chǎn)情況對(duì)比

[1]李仲華，高金剛，李靜.防噴管式抽油泵[P].中國(guó)專利：201020140908.X，2010.10.27.

[2]孫樹(shù)強(qiáng).井下作業(yè)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

[3]白玉，王俊亮.井下作業(yè)實(shí)用數(shù)據(jù)手冊(cè)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2007.