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      雙進油重球泵的研制和應(yīng)用

      2013-08-14 06:06:38趙天錄
      機械工程師 2013年5期
      關(guān)鍵詞:泵筒抽油泵沖程

      趙天錄

      (新疆油田分公司 百口泉采油廠,新疆 克拉瑪依 834011)

      1 引言

      水平井供液足、產(chǎn)量大,具有良好的增產(chǎn)效果,是目前原油(稠油)開采的發(fā)展趨勢,但由于水平井的井身存在較大的傾斜以及稠油熱采工藝需要,要求所用的抽油泵必須可以抽油、注蒸汽,排量滿足供液要求,泵體長度要短以適應(yīng)井筒抗彎要求,但可供選擇的抽油泵類型不多。

      2 前期稠油水平井用抽油泵的缺點

      目前稠油水平井大都選用長柱塞注抽兩用泵,該泵可達到下一趟管柱進行注汽、抽油的目的,但該泵排量極不穩(wěn)定,泵效很低,使用壽命短,需要頻繁修井、換泵才能維持生產(chǎn)。

      該泵在泵筒上開有注氣孔,上提柱塞至泵口,依靠長柱塞密封注汽孔就可以抽油;下放柱塞至泵底,露出注氣孔就可注氣。該泵注汽孔的位置離泵筒上端很短,且工作時活塞始終伸出泵筒,對于易出砂的稠油水平井,泵筒上端的磨損比較嚴重,因此密封效果極差。另外,當(dāng)泵下在井斜位置工作時,該泵進油閥(固定閥)的閥球沿閥罩斜面滾落,造成關(guān)閉滯后,泵筒內(nèi)部分原油漏失,而且由于沉沒度較低,脫氣嚴重,抽油泵容易氣鎖,降低了泵效。

      3 研究改進的主要內(nèi)容

      3.1 研究分析

      該泵改進的關(guān)鍵在于合理確定泵的總體長度和注汽孔位置:泵筒過長會超過井斜曲率要求,工作時泵筒會彎曲卡泵;泵筒太短,又不能保證活塞上沖程時對注汽孔的密封。

      分析抽油泵的工作狀況,我們認為這種泵下沖程時上、下泵筒同時密封,而上沖程時只需要上部泵筒密封,下部泵筒不起密封作用;這樣就解決了泵筒總長和注汽孔位置的關(guān)鍵問題:上沖程不用考慮下部泵筒密封,注汽孔位置可以下移,甚至在上沖程接近上止點時,注汽孔與套管完全相通。

      3.2 改進內(nèi)容和結(jié)構(gòu)特點

      (1)根據(jù)井身造斜率確定泵的總體長度,當(dāng)抽油泵沖程為3m 時,泵長不得超過5.5m。泵長度縮短,符合水平井曲率要求;同時既可抽油又能注汽,滿足稠油生產(chǎn)要求。

      (2)注汽孔位置下移,增加上泵筒長度,提高泵間隙密封性能;同時,確定柱塞長度,當(dāng)上沖程接近上止點時,柱塞下端高出注汽孔,使注汽孔與套管完全相通,活塞上行程時,注汽孔可排出泵內(nèi)氣體,防止氣鎖,同時補充二次進油,提高泵的充滿程度(注汽孔“排氣進油”功能,已獲國家實用專利,專利號:200620161094.1)。

      (3)固定閥罩內(nèi)壁設(shè)計閥球?qū)蚪Y(jié)構(gòu),同時上下重疊裝入雙球,一個密封,一個配重,在泵筒傾斜狀態(tài)下增大閥球的下行力,克服了閥球在閥罩內(nèi)飄忽、游移的缺點,縮短閥球關(guān)閉時間,減少油液漏失,從而提高泵效(“導(dǎo)向扶正雙球固定閥”專利號:ZL 2010 2 0046911.5)。

      圖1 雙進油重球(雙球)泵結(jié)構(gòu)示意圖

      4 現(xiàn)場使用效果

      雙進油重球泵研制后,在新疆油田百重七井區(qū)稠油水平井試用,現(xiàn)場試驗20 多井次,平均單井產(chǎn)液量增加8~20t/日,提高泵效15%以上,總有效率100%。后來又經(jīng)過幾次改進,其結(jié)構(gòu)日趨完善,2008 年后該泵型在新疆油田得到大量使用,已成為稠油水平井生產(chǎn)的主要泵型之一。

      5 結(jié)論

      (1)“雙進油重球泵”結(jié)構(gòu)合理,適用性強,滿足了水平井大排液量的要求,泵體長度縮短能適應(yīng)井斜的要求。(2)注汽孔獨具“排氣和二次進油”功能,提高泵的充滿度,防止氣鎖,增加產(chǎn)液量。(3)導(dǎo)向雙球固定閥,關(guān)閉速度快,減少漏失,提高了泵效。(4)用于高含氣油井(直井)也有很好的增產(chǎn)效果。

      [1]GB/T18607-2001,抽油泵及其組件規(guī)范[S].

      [2]SY//5059-2000,組合泵筒管式抽油泵[S].

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