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组合柱塞防卡抽油泵的设计
作者:管理员    发布于:2017-12-20 14:00:28    文字:【】【】【

  一50一新产品开发组合柱塞防卡抽油泵的设计许家勤1高宏2(1.长江大学2.中船重工388厂)新型组合柱塞防卡抽油泵。这种抽油泵的柱塞密封段采用弹性的金属密封环与软密封环组合,柱塞上、下两端各装有1个浮动刮垢环。由于采用软密封,柱塞与泵筒之间的间隙漏失为零柱塞遇阻后,在阻力作用下,柱塞径向能产生较大的收缩,直径能减小2mm从而能有效地防止卡泵,延长抽油泵的检修周期。现场应用表明,下新型泵后单平均日增加产油量6i平均泵效提高13.3,8口平均免修期达225d筒与柱塞的间隙漏失为零。金属密封环为开口弹性长期以来,抽油泵抽油是油田采用的主要的采油方式,这种采油方式简单可靠,运行成本低,但常规抽油泵的金属柱塞与泵筒之间存在间隙漏失,而且随着使用磨损而加大,因此泵效不高。另一方面,一些油井出砂、结垢严重,易造成抽油泵卡泵,尤其是许多油田到了开采后期,采用注水和注三元聚合物驱油新工艺进行二次和三次采油,抽油泵卡泵现象更为频繁。为此,笔者设计了一种新型组合柱塞抽油泵,该型泵能在普通油井、出砂油井、结垢油井中广泛使用。它不仅消除了抽油泵的间隙漏失,而且能有效地防止卡泵。

  技术分析结构组合柱塞防卡抽油泵主要由泵筒总成、固定阀总成和新型组合柱塞组成,泵筒总成和固定阀总成与常规抽油泵大致相同,这里只介绍新型组合柱塞,其结构如所示。

  柱塞的密封段由2种密封环组合而成,柱塞上行程时,游动阀关闭,固定阀开启,柱塞上端为液柱压力,下端为沉没度压力,软密封环在液柱压力作用下,自动张开,紧贴泵筒内壁形成密封,使泵专利名称:新型组合柱塞防卡抽油泵专利号:ZL03254271.2金属环,在液柱压力的作用下,也紧贴泵筒内壁,下端面压紧在支承面上,形成支撑和密封,金属密封环耐磨性好,而且具有弹性,能自动补偿磨损量。因此,该泵在工作过程中,不会因磨损而增大间隙漏失量,从而能始终维持较高的泵效。柱塞下行程时,固定阀关闭,游动阀开启,柱塞下端的压力高于上端的压力,金属密封环和软密封环在上下压差的作用下同时收缩,下行摩擦阻力减小。

  由于组合柱塞的金属密封环和软密封环均有一定的弹性,能径向收缩,因此,柱塞在工作过程中,若有砂粒或杂质进入柱塞与泵筒之间的间隙,就会对柱塞外圆表面产生挤压力,在挤压力的作用下,柱塞的密封环就会收缩,直径减小,避开固体杂质,防止砂粒和垢卡住柱塞。

  柱塞上下端设计了2个浮动的刮垢环,刮垢环是外径略大于泵筒内孔的杯形金属环,侧面开有若干螺旋槽口,端面和槽口侧面均为锐利的唇口。柱塞上下运动时,2个刮垢环在自身金属弹性的作用下紧贴泵筒内壁铲刮,将泥砂和垢层刮除掉。另外,上、下出油接头侧面开有4个槽,形成排油通道,刮垢环刮下的杂质可通过该通道随液流排出泵外,从而不使固体杂质卡入柱塞与泵筒的间隙内,由于刮垢环是浮动的,自身也不会被卡死。

  现场应用大庆油田三次采油采用三元复合驱技术注入的强碱与地层岩石发生反应,产生大量的钙离子、镁离子和硅离子,油井易结垢,生产油井卡泵频繁,北二东区块采用三元复合驱后,平均检泵周期仅为82d采油三厂从2002年开始使用388厂研制的070mm新型组合柱塞防卡抽油泵,北2- 1-47井于2002年2月6日下入第1台泵,运转297d后,由于第68根油管断脱而检泵,换新泵后一直运转正常。自2003年1月开始又陆续下泵10台,至2003年12月底均运转正常,下泵前平均单井日产液123t平均动液面564m,平均泵效63.2,下泵后平均单井日产液134t平均动液面535m平均泵效76.5高泵效达95.2,单井平均增加产油量68口井在统计日前平均免修期225d长免修期已达381d具体统计数据见表1(有2口井在统计日期前刚投产,效果未参加统计)。从生产情况看,该泵没有出现卡泵情况,泵效和产量明显增加。

  表1新型组合柱塞防卡抽油泵使用效果统计表下泵前下泵后产液/t产油/t含水流压MPa液面m泵效平均存在的问题该泵的柱塞结构是密封环组合结构,由于受直径限制,泵径小于44mm的抽油泵难以设计成组合式柱塞。这种局限性是由其结构决定的。

  组合式柱塞上行程时,软密封环紧贴泵筒内壁,没有间隙,摩擦阻力略有增大,因此抽油机的大悬点载荷会有所增加。

  石油学院矿机专业,现从事石油机械产品的研究工作。电(本文编辑刘峰)尊重自然热爱自然保护自然bookmark5

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