经验集锦抽油泵辅助阀的设计与应用陈春江1刘庆辉2（1.中原油田分公司陕北油气项目管理部2中原石油勘探局建筑集团）砂卡和液面撞击，造成抽油杆断脱事故等问题，设计了一种抽油泵辅助阀。该辅助阀由壳体总成和阀体总成构成，采用多个软金属密封垫与刚性和表面光滑度都较好的拉杆之间形成迷宫式密封，允许有一定的漏失量，既可以挡住砂粒，避免泵活塞砂卡，又可以通过增加一个活塞上泵腔，并在下冲程时形成低压区来改善抽油杆柱底段的受力状况，减少抽油杆断脱事故。现场应用表明，使用抽油泵辅助阀可以很好地解决以上问题，有效延长检泵周期。

　　油田开发中后期，油井出砂、供液不足等问题曰益突出，影响油井正常生产。地层出砂油井在暂时停抽或正常工作时，砂粒易沉积到活塞和泵筒间隙，使活塞卡死。对于地层供液不足的油井，现场一般采用小泵深抽方式开采，抽油杆柱受疲劳载荷大，加之因供液不足引起的泵活塞液面撞击使抽油杆柱下段受力更加恶化，容易造成抽油杆断脱，该现象在中原油田陕北探区尤为突出。为此，2005年中原油田分公司陕北油气项目管理部设计了抽油泵辅助阀，并进行现场试用，取得了较好的效果。

　　技术分析抽油泵辅助阀由壳体总成和阀体总成组成（见）结构十分简单。

　　1―阀座；2―壳体；3―阀头；4―阀体；5―密封垫；6一卡簧座；7―压帽；8―卡簧；9―限位接头；10―拉杆其主要结构特点是：采用多个软金属密封垫与刚性和表面光滑度都较好的拉杆之间形成迷宫式密封，允许有一定的漏失量，另外由于密封垫与阀体内壁存在一定间隙，密封垫串对拉杆的轻微弯曲和偏斜有较好的适应性，而且密封垫串和拉杆之间的摩擦力也较小，拉杆可以灵活运动；阀头密封面为球面密封，阀座密封面为锥面，阀体总成的歪斜对阀头和阀座之间的密封影响小。

　　工作时抽油泵辅助阀连接在抽油泵上，拉杆下端接泵活塞，上端接抽油杆柱；下生产官柱时抽油泵辅助阀的阀座、壳体、限位接头和泵筒一起随生产官柱下入井中，然后泵活塞、拉杆、阀体总成随抽油杆柱一起下入；抽油杆柱到位后，在泵筒中，泵固定阀、活塞和阀体总成之间就形成了2个腔室：泵腔和活塞上腔。停抽状态时，阀体总成在自重下是关闭的，当生产管柱中有少量砂粒沉积下来时，就被阀体总成挡住，由于阀体总成和拉杆之间有许多迷宫槽可以容纳砂粒，且阀体总成和壳体之间有较大的流道间隙，也不易发生砂卡，所以抽油泵辅助阀本身也具有很好的防砂卡能力。

　　在活塞上冲程时，游动阀关闭，活塞上腔压力升高，阀体总成在下部压力和拉杆向上摩擦力作用下打开，液体流入生产管柱。在活塞下冲程时，固定阀关闭，泵腔压力升高，活塞上腔压力降低，阀体总成在生产管柱压力、自重和拉杆向下摩擦力作用下关闭。由于是迷宫式密封，有一定量的漏失，但活塞下行让出空间的速度远大于辅助阀漏失速度，所以辅助阀阀体可承受相当部分生产管柱压力，可在活塞上腔形成低压。使活塞游动阀易打开，特别是在因气体影响或供液不足的情况下，游动阀可提前打开，避免泵气锁或减轻活塞液面撞击。

　　即使在没有地层出砂和供液不足情况的油井中，抽油泵辅助阀也能降低下冲程时抽油杆底端所受向上的作用力，减少抽油杆柱下部的弯曲。下冲程时，抽油泵辅助阀承担大部分生产管柱压力，活塞游动阀打开，抽油杆柱底端所受压力接近泵沉没压力；而没有抽油泵辅助阀时该处的压力为生产管柱底部压力，这两者在深抽井中差别较大，例如在泵深18m沉没度3m底部抽油杆直径19mm且供液良好的油井中，使用抽油泵辅助阀时抽油杆柱底端所受向上压力约为0.85kN而未使用时约为513kN抽油杆柱底端的压力造成底部抽油杆自重失稳弯曲，产生附加的弯曲应力，因此使用抽油泵辅助阀后减少了近210m抽油杆弯曲，改善了底部抽油杆柱的应力状态。

　　800阀体总成外径56配合使用泵径<44mm现场应用及效果~2007年在中原油田选取32口深抽井，泵挂深度1720功图表明各井存在不同程度的供液不足现象，而且抽油杆断脱频繁，平均抽油杆断脱周期为157d使用抽油泵辅助阀后抽油杆断脱周期延长到281d例如W127井在使用抽油泵辅助阀之前的杆断脱周期平均为122d示功图上大悬点载荷为88.7kN小悬点载荷为28. 1鸣示功图呈菜刀状且刀把下有明显向下突起，显示该井供液不足，并存在液面撞击现象；使用抽油泵辅助阀之后，抽油杆断脱周期延长到210d示功图上大悬点载荷为89.1kN小悬点载荷为36. 4kN并且菜刀状示功图旋转变形，液面撞击现象基本消失，抽油杆柱受力状况得到改善。

　　~2007年在陕北探区选取了15口压裂后地层吐砂而屡屡因砂卡检泵的油井，使用抽油泵辅助阀前平均检泵周期只有42d使用后平均检泵周期达到353d且未发生因停抽间歇时沉砂卡住泵活塞的情况。例如中富20井，由于压裂后连续少量吐砂，在试油抽汲求产时造成油管抽子砂卡而大修，然后改为下泵求产，但是也因为活塞屡次砂卡不能正常抽汲求产，检泵周期只有2~7d处理活塞被砂卡比较麻烦，为解决此问题，在该井试用了抽油泵辅助阀，基本解决了活塞频繁砂卡问题，检泵周期延长到224d艮少发生固定阀砂卡事故。

　　综上所述，抽油泵辅助阀可以改善抽油杆柱底段的受力状况，减少抽油杆断脱，还可挡住沉砂，防止活塞砂卡，大大延长抽油泵的检泵周期。

　　：陈春江，工程师，生于1971年，1991年毕业于西安石油学院采油工程专业，现从事油田开发工作。地址：（457001）河南省濮阳市。电话：（0393（本文编辑南丽华）（上接第71页）方案以保证车辆外形尺寸达到标准要求。

　　结束语在常规车载修井机的基础上，设计了双快绳绞车、主滚筒安全刹车系统、油缸式井架基础，并改进了配置，以提高车载修井机的作业效率、安全性及移运性，并可降低主车自重。现场应用情况表明，改进后的车载修井机的大钩速可达2.65m/s并可实现单双快绳的自由切换，可提前1周左右完成修井作业，作业效率提高30~40；刹把释放装置避免了其伤人的可能，消除了安全隐患。因此改进后的车载修井机更加高效、安全，值得大力推广。