自旋转柱塞抽油泵的研制

对于进入二、三次采油阶段的油田来说 ,主要采用柱塞式抽油泵采油。在中原油田 ,由于地层产出液中的砂、腐生菌等物质引进的泵擦伤、泵腐蚀及柱塞与泵筒之间的磨损 ,是造成泵使用寿命缩短的主要原因。自旋转柱塞抽油泵可使柱塞在每一冲程中随机转动 ,不断地改变柱塞与泵筒的接触面 ,使柱塞圆周逐渐均匀磨损。同时 ,将砂粒或结垢由柱塞与泵筒之间排出 ,解决了磨蚀材料聚集所引起的严重定位磨损及杆柱脱扣。于 1 998年研制了第 1台自旋转柱塞抽油泵 ,该泵在中原油田采油一厂 2 0 3— 36井进行了试用。从现场采集的数据对比分析 ,采用该泵可使…     

自动旋转柱塞杆式泵

杆式抽油泵是通过插在泵筒里的柱塞抽油的,由于柱塞不旋转,腐蚀性材料容易堆积在柱塞和泵商之间,摩擦产生的高温可以导致柱塞与泵简熔合,甚至会发生抽油杆脱扣。为了解决这个问题,国外研制了自动旋转杜塞,其基本原理是在抽油泵柱塞顶端安装一个“调整器”,它可以让柱塞在下冲程时自动旋转;通过不断地变换柱塞和泵筒的接触区域,旋转柱塞就可起到预防抽油泵磨损的作用。例如,在2明井,使用旋转柱塞后已运转628天,而标准杆式泵运行时间为1闯天。经统计,使用旋转柱塞杆式泵后,维修费用可降低37％（包括修井机、抽油泵、劳务和材料…     

预防柱塞偏磨的新型抽油泵柱塞自旋器

抽油泵泵筒和柱塞之间的偏磨问题严重影响泵的使用寿命和检泵周期,而引起柱塞偏磨最主要的原因是柱塞与泵筒之间的接触位置在圆周方向上不变。针对这种情况研制了一种新型柱塞防偏磨装置———柱塞自旋器。该装置能够带动柱塞做旋转运动,避免柱塞和泵筒总在某一处磨损,较圆满解决了柱塞偏磨问题。通过20井次现场试验,平均单井检泵周期延长58.2 d。     

抽油泵旋转柱塞

在抽油过程中 ,由于油液粘度大、含砂等使抽油泵柱塞与泵筒产生不均匀磨损 ,甚至出现胶合或卡泵现象。为此 ,开发了一种单向间歇转动的抽油泵旋转柱塞 ,有螺旋阀罩式和螺旋柱塞式两种类型。这种柱塞在游动阀罩或上部柱塞的外表面开有螺旋槽 ,螺旋槽相对阀罩或上部柱塞的轴线有一个螺旋角度。在下冲程期间 ,流经螺旋槽的原油对柱塞产生水平分速度 ,生成使柱塞相对泵筒间歇转动的转矩 ,从而使泵筒和柱塞均匀磨损 ,延长泵的使用寿命。由于这些螺旋槽有较大的轴线长度 ,共同提供了较大面积的原油通道 ,对原油阻碍很小 ,故不影响泵效。为了避免抽油杆柱随柱塞转动 ,在阀罩或上部柱塞与抽油杆柱之间安装了旋转接箍     

高含水期抽油泵柱塞防偏磨技术

随着油田进入高含水期,抽油泵泵筒和柱塞间的偏磨问题日趋严重.该问题严重影响泵的使用寿命和检泵周期.引起柱塞偏磨最主要的原因是柱塞和泵筒之间的接触位置在圆周方向上不变.油田高含水加剧了二者之间的偏磨.为此,设计研制了一种新型的柱塞防偏磨装置,即,柱塞自旋器.该装置能够带动柱塞作旋转运动,避免柱塞和泵筒总在某一处磨损,从而解决柱塞偏磨问题.通过20井次的现场试验,单井的检泵周期延长58.2d.     

多功能长柱塞抽油泵的研制与应用

多功能长柱塞抽油泵是一种用于稠油开采、注汽的新型特种抽油泵，具有不动管柱就能实现注汽、抽油、冲砂等特点，具有防砂生产的特殊功能，同时弥补了传统长柱塞抽油泵的不足。多功能长柱塞抽油泵采用整体泵筒结构，在泵筒上方直接设计注汽孔取代传统长柱塞抽油泵的注汽接箍，这样泵筒不会出现由于分段结构而产生的不同心问题，同时优化了注汽通道的住置，可太太缩小泵的余隙容积从而提高泵效，柱塞同样以整体结构取代传统长柱塞抽油泵的分体柱塞结构，解决了柱塞的不同心问题。     

压裂泵柱塞密封副优化技术的发展与展望

为了打破压裂泵柱塞密封副优化技术的瓶颈、进一步提升压裂设备的工作性能、实现油气增产,从压裂泵柱塞密封系统的实际工况和密封机理出发,概述了压裂泵柱塞密封副失效的研究现状,梳理和总结了现有的压裂泵柱塞密封副优化技术;在此基础上,结合摩擦学和材料学等相关领域的最新研究成果,对我国压裂泵柱塞密封副优化技术未来的发展提出了建议和展望。研究结果表明:(1)表面织构技术已被证实能显著降低柱塞密封副的摩擦磨损,应积极设计和开展压裂泵实际工况下的全尺寸织构化柱塞密封系统试验,以推动表面织构化柱塞的应用进程;(2)针对橡胶密封件的性能短板以及压裂泵柱塞密封系统的工作要求,亟需采用材料改性技术来进一步增强密封橡胶的综合性能;(3)表面织构技术、表面涂层技术、材料改性技术在减摩抗磨等方面的协同效应决定了将其复合成压裂泵柱塞密封副优化新技术的可行性和必要性,未来应着手解决复合技术在压裂泵工况下的实际应用问题。结论认为,我国油气资源的勘探开发现状对压裂设备的工作性能提出了更高的要求,压裂泵柱塞密封副的优化必须结合自身实际,对多学科领域的相关理论和方法进行借鉴、消化、吸收与再创新,进而形成一套符合我国实际的压裂泵柱塞密封副优化技术。     

长柱塞环流泵的研制与试验

针对普通泵在稠油井存在的泵阀漏失、柱塞拉伤及卡泵问题,设计了长柱塞环流泵。该泵采用强闭双环流阀结构,减小阀球摆动空间、跳动高度和下落时间,起到防止阀座偏磨、泵阀漏失作用;采用等径长柱塞短泵筒与刮砂杯结构,起到防止柱塞拉伤及卡泵作用,并通过优选材质,可满足泵在H2S等酸性介质环境中工作。现场试验16井次,工艺一次成功率100%,下该泵后单井平均检泵周期延长59 d,同期对比平均泵效提高15.6%,试验效果表明该泵结构设计合理,起到了防止泵阀漏失、柱塞拉伤及卡泵的作用,具有广泛应用前景。     

25mm长柱塞短泵筒管式抽油泵的研制与应用

针对长庆油田超低渗区块低产井存在的泵排量大与单井产液量低不匹配的问题,以及25 mm实心柱塞抽油泵存在的结构复杂,油流通道曲折,泵筒加工难度大、成本高等问题,研制了25 mm长柱塞短泵筒管式抽油泵。该泵主要由泵筒总成、柱塞总成和进油阀总成3部分组成,采用长柱塞短泵筒,游动阀全部外置于柱塞上端的结构,解决了抽油泵柱塞开式阀罩断裂的问题。现场试验结果表明,该泵结构合理、可靠性高、易于加工,在日产液量小于2 m3的低产液井中使用该泵可提高泵效6.33%,同时还可以降低能耗,延长抽油泵的使用寿命。     

双柱塞反馈抽油泵柱塞失效分析

双柱塞反馈式抽油泵是在改进常规抽油泵结构的基础上发展起来的一种适于高粘原油开采的特殊抽油泵。这种泵在使用中柱塞损坏相当严重，极大地影响了油井的正常生产。对失效柱塞进行了金相分析和表面形貌分析，探讨了柱塞的失效机理。指出柱塞失效的原因在于泵结构不合理、柱塞与泵筒配合间隙不合理、柱塞工作时产生偏磨以及柱塞镀铬层易脱落。认为镀铬层处理不合理是柱塞寿命低的主要原因，建议通过改进泵的结构，提高制造工艺水平及选择合理的涂层材料来提高柱塞寿命。     

人工举升新技术

应用于严重出砂环境的有杆泵 德克萨斯州沃斯堡的哈比一菲舍尔研制成功适用于硬砂生产环境的Sand-Pro有杆泵。该泵采用独特的方法，从压力密封的金属喷镀柱塞前缘分离出砂，通过不断从柱塞及柱塞套筒之间分离出硬砂粒，使得柱塞和套筒表面能保持更久的密封压力，从而延长使用寿命。该泵用2个串联的柱塞把上部砂处理柱塞与下部压力密封柱塞分开。在上层，软密封的柱塞没有压差，不会将砂粒带入，     

抽油泵柱塞和泵筒环隙漏失量计算的新公式

柱塞和泵筒在井下工作时因受井液压力、温度和轴向力等因素的影响,柱塞外径和泵筒内径产生径向位移,改变了初始装配间隙值,使柱塞和泵筒环隙沿柱塞长度近似呈倒锥形,且在井下通常泵筒和柱塞的轴线是不完全平行的。根据流体动力学楔形缝隙流动理论,应用MATLAB符号数学工具箱,导出了泵筒和柱塞的轴线在平行和不平行2种情况下环隙漏失量的精确和简便近似计算公式,为抽油泵泵效的计算提供了理论依据。     

油井旋转柱塞防砂泵

旋转柱塞防砂泵是在普通整筒泵基础上进行两方面改进而成的:一是将整筒泵柱塞上的环型防砂槽改到泵筒内壁,并改成2～3段正反方向的双道交叉螺旋防砂槽,柱塞为光杆;二是在柱塞和抽油杆之间加一个旋转器。工作原理是当柱塞完成上冲程过程中,一部分砂粒进入柱塞与泵筒间隙中,同时柱塞顺时针旋转30°,间隙中的砂粒随着柱塞的旋转,被挤入泵筒内壁的螺旋防砂槽中,由于柱塞已到了泵筒上部,下部和中部的防砂槽已露出,已进入防砂槽的砂粒被进入固定凡尔的油流冲掉。当柱塞完成下冲程的过程中,柱塞同时继续顺时针旋转30°,间隙中的砂粒继续被挤入防砂…     

长柱塞耐砂泵筒偏磨原因分析及改进措施

长柱塞耐砂抽油泵具有长柱塞短泵筒和环空沉砂的独特结构,能有效解决出砂油井卡泵和泵漏造成检泵周期短的问题,但由于长柱塞属于细长大柔度压杆,下行过程易失稳弯曲偏磨泵筒,柱塞上端失稳挠曲的抽油杆产生的侧向力也会使长柱塞弯曲偏磨泵筒,加之长柱塞短泵筒结构导致泵筒磨损面短且固定不变这个薄弱点,导致泵筒易磨损加剧漏失甚至失效。通过对长柱塞耐砂泵筒偏磨原因进行分析,采取改进措施后,大大减小了泵筒漏失,在现场应用中取得了明显效果。     

自旋式防砂泵的研制与应用

针对高含砂油井存在的砂埋柱塞、砂卡泵和漏失严重等问题，研制了自旋式防砂泵。该泵采用了旋转接头、螺旋阀罩、柱塞总成、刮砂器于一体的多功能防砂结构，具有排而不卡和漏失量小的特点。该泵在游动阀罩上开有螺旋槽，螺旋槽相对阀罩的轴线有一个螺旋角度，在下冲程时，流经螺旋槽的原油对柱塞产生水平分速度．产生使柱塞相对泵筒间歇转动的转矩，从而使泵筒和柱塞均匀磨损，延长泵的使用寿命。通过15井次的现场试验．平均单井延长检泵周期53．4d．提高泵效5．6％。     

长柱塞式防砂抽油泵原理与应用

在出砂油井上,常规抽油泵经常出现砂卡柱塞,砂埋抽油杆、砂磨泵筒和柱塞等现象,使抽油泵过早失效。针对这些问题,设计了长柱塞短泵筒与环空沉砂相结合的长柱塞式防砂泵。     

美国研制出用于开采高含砂油田的杆式泵

美国一家公司最近研制出一种适用于高含砂油田油气开采的杆式泵。该泵应用了两个前后连接的柱塞，上行的控砂柱塞与下行的加压密封柱塞相隔离。上行程时配有柔软填密件的柱塞无压力使砂砾进人，降低了对柔软填密件的磨损。下行程时，金属喷涂制成的柱塞顶部无砂磨损。由于该泵采用了独特方法从加压密封的柱塞（由喷涂金属制成）顶部分离产出砂，可确保清除柱塞与泵筒界面的硬砂砾，柱塞与泵筒的表面可保持更持久的密封压力，因此延长了井下运行时间。现有的所有普通结构的、配装柔软填密件的杆式泵均可改装，还可配装防腐组件。     

国外抽油技术的新发展(二)

1999年 ,美国和加拿大石油机械制造商在螺杆泵、水力泵、气动举升及柱塞举升采油技术装备方面共取得 12项研究成果。在螺杆泵 (PCP)技术方面 ,开发了新型PCP定子、高扭矩PCP抽油杆、地面驱动头与液压刹车系统、无漏失盘根盒及泵控制器 ;在水力泵技术方面 ,研制了水力长冲程抽油泵系统、超长冲程有杆泵系统、水力泵油管泄油器和多相泵柱塞密封装置 ;在气动举升和柱塞举升技术方面 ,推出了气动抽油系统、气动抽油机及套管柱塞系统。对以上技术装备的原理、结构和性能特点作了简要介绍     

柱塞式抽油泵配合间隙随温度变化分析

通过试验测量20℃、200℃时泵柱塞－泵筒间隙变化量得出结论：（1）随着温度升高，泵的间隙减小；（2）结构相同的泵，厚柱塞壁泵比薄柱塞壁泵的间隙缩小率大；（3）φ56mm柱塞泵比φ44mm柱塞泵间隙缩小率大；（4）一级间隙中偏小值的柱塞泵在热抽期有可能卡泵。     

小排量环形柱塞杆式抽油泵的研制与应用

针对低渗透深抽井常规抽油泵存在供采不平衡、泵效低及泵漏失量大等问题,研制了小排量环形柱塞杆式抽油泵。该泵采用环形柱塞及出油阀外置结构,解决了泵阀结构对柱塞尺寸的限制问题,使泵径可以减小到满足排量要求。采用双泵筒配合环形柱塞结构可以减少抽油泵的漏失量,泵工作时环形液流在泵内产生漩流,可以有效防止泥砂在进油阀处的沉积。现场应用结果表明,环形柱塞泵密封效果好,漏失量小,对于日产液不大于2m~3的低产井,环形柱塞泵的平均泵效是常规抽油泵的3倍。小排量环形柱塞杆式抽油泵满足低渗透含砂油井高效长久的开采需要。