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一种新型抽油泵的研制
作者:管理员    发布于:2017-12-07 14:00:36    文字:【】【】【

  李淑芳,丛洪良(胜利油田有限公司临盘采油厂,山东临邑251507)根据生产中的难题,研制成功了XFB防偏磨抽稠泵。该泵具有以下特点:①防偏磨;②适用于稠油井、高油气比井和大斜度井;③提高泵效特点;④现场操作性强特点。已经在现场应用45口井,成功解决了偏磨井治理在少投入情况下的有效延长油井免修期的问题,成功解决了稠油井、高油气比井、大斜度井的低成本、高泵效生产的问题,取得了良好的经济效益和社会效益,应用前景广阔。

  抽油泵;防偏磨;抽稠;抽气;大斜度井胜利油田存在杆管偏磨的井达4000口以上,占抽油机井开井数的30左右,因油管、抽油杆偏磨造成的工作量占油井全部维护工作量的2030造成了人力、物力的极大浪费。因偏磨油管、抽油杆年报废率达10以上,胜利油田因偏磨井每年造成的直接经济损失超过亿元。随着难动用储量的逐步投入开发,稠油井、高气油比井和大斜度井日渐增多,普通凡尔型抽油泵在这些井上处于低效生产状态。为有效解决上述生产问题,临盘采油厂进行了大胆探索并成功研制了一种XFB防偏磨抽稠泵。

  1结构及工作原理1.1结构组成XFB防偏磨抽稠泵是一种管式抽油泵,泵筒和固定凡尔总成与普通管式抽油泵((a))―样,由无缝钢管加工而成,内表面采用渗碳或氮化处理工艺。结构示意图见(b)。泵活塞总成由双级柱塞、双级机械阀座、连杆总成、上下扶正体等部分组成,其中游动阀与座的配合应用了普通抽油泵凡尔球与凡尔座的线密封的结构形式,上下扶正体主要用于扶正主柱塞;主柱塞的作用同普通抽油泵一样,与泵筒一起形成密封配合副;辅柱塞也和泵筒形成配合副,作用一是形成又一道密封配合副,二是保护主柱塞。

  1.2工作原理(a)普通泵(b)防偏磨抽稠泵抽油泵结构示意图上冲程时,抽油杆柱在驴头的带动下,向上运动,主柱塞和辅柱塞做相对向下运动,游动阀关闭,此时,井口排油;下冲程时,在驴头的作用下,抽油杆柱向下运动,由于柱塞和抽油杆间的相对运动,游动阀打开,此时,井液进入井筒内。

  由于机械阀不存在压力开启的问题,对抽油杆柱的受力状态来讲,抽油杆柱在整个工作过程中始终处于拉应力工作状态,抽油杆柱没有冲程损失,不会发生失稳弯曲,抽油杆和油管不会发生磨损;对于抽汲井内液体来讲,粘度较高、气油比较高的井,可以提高泵的充满系数,提高泵效。

  2功艮XFB防偏磨泵由于其结构特性,具有以下特点:李淑芳(1972-),女,1994年大学毕业,硕士,工程师,现主要从事机械采油配套工艺的研究和推广应用工作。

  21防偏磨使用XFB防偏磨抽稠泵后,抽油杆柱不再受柱塞和泵筒之间的半干摩擦力和游动凡尔打开时需要克服的液流阻力向上的作用力。抽油杆柱始终处于拉应力工作状态,不会发生失稳弯曲。

  表1普通抽油泵下冲程时作用在抽油杆柱上向上的载荷油泵直径/mm向上负荷/kg0382890443870565000701413表2抽油杆柱发生失稳的临界载荷抽油杆规格/in临界失稳载荷/kg3/49.77/813.01168从上面的分析及表1、表2的对比中可以看出,普通凡尔型抽油泵在下冲程时,作用在抽油杆柱上的向上的力要远远大于抽油杆柱发生失稳的临界载荷,抽油杆柱肯定要发生失稳弯曲。而XFB防偏磨抽稠泵在下冲程过程中,由于其结构特性保证了作用在抽油杆柱上的向下的作用力始终大于向上的作用力,抽油杆柱一直处于拉应力状态工作,不会发生失稳弯曲121. 22适用于抽稠、抽气、大斜度井普通凡尔型抽油泵只有当泵筒内的压力高于柱塞上面液柱压力时游动凡尔才能打开,在稠油井、高气油比井和大斜度井中泵效较低,甚至出现游动凡尔在整个工作过程中始终处于关闭状态、泵筒内的产出液不能排出的现象。XFB防偏磨抽稠泵游动阀阀体为机械阀,强制开启,不需要开启压力。

  23提高泵效使用XFB防偏磨抽稠泵后,抽油杆柱没有冲程损失和游动凡尔开关滞后引起的漏失,可以提高泵效。

  24现场操作性强XFB防偏磨抽稠泵对作业施工和采油管理没有任何特殊要求,可以实现采油时的正常洗井和作业时的顺利泄油。

  3现场应用情况口偏磨较严重、油稠、高油气比和大斜度井中使用,一次下井成功率100措施有效率100,成功解决了偏磨井在少投入的情况下延长油井免修期的问题,成功解决了50C时原油粘度2000mPa.s的稠油、气油比达到800的高油气比井、泵下入井段斜度60C大斜度井的低成本高效开采的问题。

  唐6斜8井为偏磨严重井。1999 ~2002年每年都作业2~3次,2002年10月检泵作业下XFB型防偏磨抽稠泵,抽油杆柱上只配套了10个扶正器,油管柱上没有配套任何防偏磨配套工具,连续高泵效运转1年零8个月,该井免修期延长256d.田18平3井为稠油井。生产层位为馆二段,射开井段1676~ 1840m,164mA层。50C时原油粘度1580mPas,投产后下056mm普通泵、泵深800m,冲程4m,冲次2min-、一直不出油。米用XFB型防偏磨抽稠泵进行抽稠,米用056mm泵,泵深1000m,冲程3m,冲次2min-1,日产液量6井为高气油比井,气油比563.2002年因杆管磨损问题作业4次,原井管柱一直采用气锚进行生产,日液量一直维持在7m3左右,平均泵效不到20.使用XFB防偏磨泵后,管柱上去掉气锚,直接采用防偏磨抽稠泵进行生产,初开井时日产液量达到25m3,正常生产后日产液量一直维持在16m3左右,泵效达到50以上。

  XFB防偏磨泵由于其自身的结构特点,适于在稠油井、高气油比井和大斜度井应用。随着油井含水的升高和油田开发后期提液的必然,有杆泵井杆、管偏磨问题会更加突出;随着难动用储量的逐步投入开发和侧钻井等大斜度井的不断增多,稠油井、高气油比井和大斜度井所占比例会越来越大。XFB防偏磨抽稠泵有较大的推广应用前景。

  万邦烈。采油机械的设计计算。北京:石油工业出版社,1998沈迪成。抽油泵。北京:石油工业出版社,2001.

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