消除柱塞与泵筒间隙漏失的新抽油泵

消除柱塞与泵筒的间隙漏失可大幅度提高抽油泵的容积效率，本文提出一种能消除柱塞与泵筒间隙漏失的新型抽油泵结构，并通过理论分析，对新型抽油泵主要尺寸的确定方法进行了探讨。     

抽油泵金属柱塞与泵筒间隙处泄漏问题的理论分析

文章应用液体缝隙流动理论推导了抽油泵金属柱塞与泵筒间隙处漏失量的计算公式,并从理论上分析了影响抽油泵柱塞与泵筒间隙处泄漏的主要因素。     

抽油泵柱塞与泵筒间隙漏失量的计算与探讨

在分析传统的抽油泵柱塞与泵筒间隙漏失量计算公式不足的基础上,结合抽油泵工作原理,充分考虑到泵筒内压力的变化对漏失所可能产生的影响,建立起柱塞与泵筒间隙瞬时漏失与累积漏失的仿真计算模型,经验证表明,柱塞与泵筒间隙增大会降低计算结果的差距,对抽油泵内气液压力变动及泵效示功图的仿真结果表明,笔者提出的间隙漏失量的计算方法可以提高计算漏失量的准确性。     

抽油泵柱塞和泵筒环隙漏失研究进展及方向

准确预测抽油泵柱塞与泵筒环隙漏失量,对抽油泵间隙的选择至关重要。间隙选择过大,会使抽油泵漏失量增加,严重影响其泵效和油井产量; 间隙过小,虽然漏失减小,但加剧了柱塞与泵筒的摩擦,影响柱塞和抽油泵的使用寿命。基于国内外对抽油泵柱塞和泵筒环隙漏失方程的研究,分析了理论推导法、试验推导法、数值模拟法3种漏失模型的推导方法,阐述了抽油泵柱塞和泵筒环隙漏失量的研究进展。研究结果表明:当间隙<0.127 mm时,柱塞偏心对漏失量影响较小; 当间隙>0.127 mm时,偏心对漏失量影响较大; 剪切漏失量在总的漏失量中所占比重较大,剪切漏失与压差漏失异向时,会出现负漏失。指出了抽油泵柱塞-泵筒环隙漏失方程的发展方向:从试验角度确定剪切漏失和压差漏失的方向; 同时要对特殊抽油泵的间隙漏失模型开展研究。为更好地指导油井的生产,应结合泵效的其他相关影响因素,借助大数据处理分析,获得最佳的泵效。     

抽油泵柱塞与泵筒间隙漏失量计算方法的研究

针对原抽油泵柱塞与泵筒间隙压差漏失流量计算方法的不足,依据抽油泵工作过程特点,考虑了泵筒内实际压力变化规律对柱塞与泵筒间隙漏失的影响,建立了柱塞与泵筒间隙瞬时漏失流量和累积漏失液体体积的仿真计算模型。该模型不仅适用于柱塞与泵筒正常间隙漏失的仿真计算,也适用于非正常间隙严重漏失的计算。计算实例表明,随着泵间隙加大,2种计算模型计算结果差距增大,新模型计算结果小于原模型。根据泵筒内液体压力变化规律的仿真模型,可对泵示功图进行仿真,仿真示功图与实测示功图吻合较好。     

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。     

组合柱塞防卡抽油泵的设计

针对常规抽油泵存在间隙漏失和在含砂、结垢油井中使用易卡泵的问题,设计了一种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,下新型泵后单井平均日增加产油量6t,平均泵效提高13.3%,8口井平均免修期达225d。     

聚合物产出液在抽油泵环隙中流速和漏失量计算

根据聚合物溶液属于幂律流体,运用非牛顿流体力学理论,结合抽油泵柱塞动力特点和平行板流理论,导出了泵筒与柱塞环隙中流速和漏失量的解析计算公式,为合理选择聚合物驱油机井泵筒和柱塞的配合间隙、正确计算抽油泵的排量系数打下了理论基础.     

抽油泵泵筒与柱塞表面耐磨技术研究进展

随着油田不断开采,油井含水含砂量逐年增加,抽油泵的工作环境日益恶化。由于摩擦致使抽油泵泵筒与柱塞失效的情况愈加严重,这将严重影响抽油泵泵效及其使用寿命。概述了抽油泵泵筒与柱塞磨损失效原因。总结了当前几种常用的泵筒与柱塞表面防磨减阻的方法。展望了抽油泵泵筒与柱塞耐磨技术的发展方向。提出了将具有耐磨减阻特性的仿生表面应用于抽油泵柱塞的构想。     

深井高温抽油泵泵筒-柱塞间隙对漏失影响研究

现有文献中,抽油泵漏失计算研究重点集中在泵结构形变等方面,高温引起热变形后对漏失的影响研究不够充分,导致泵漏失计算误差较大。鉴于此,将抽油泵简化为双层圆筒组合空心圆柱体,在研究泵圆环模型的热变形理论基础上,引入修正的弹性模量和热膨胀系数,开展泵筒、柱塞随温度改变的热变形量研究,并借助泵漏失计算研究成果,完成泵筒-柱塞间隙与高温抽油泵漏失量计算。研究出温度、沉没度以及泵挂深度与漏失量之间的定量关系,提出通过对沉没度、泵挂深度的选择和提高间隙配合精度来有效降低抽油泵漏失量。研究结果可为深井高温抽油泵设计、选用、加工与间隙计算提供依据。     

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。     

DL-超深低漏整筒抽油泵的研制与应用

针对常规抽油泵在泵挂深度超过2200m进行深抽时抽油泵漏失和易失效的问题,研制了DL-超深低漏整筒抽油泵。该抽油泵由内泵筒、外泵筒、连通孔、柱塞和固定阀连接而成,内泵筒的内外侧均处在油管内液体之中,内泵筒的内外侧不存在压差,消除了常规抽油泵的"鼓胀效应",从根本上减少了抽油泵的间隙漏失。现场试验表明,超深低漏整筒抽油泵能明显减少漏失量。中原油田现场应用的4口井中,平均单井日增液2.6t,日增油1.2t,泵效提高11%,已阶段性增油560t,创经济效益224万元。     

特殊油井用抽油泵泵级的选择

<正> 对于一般油井,正确选择抽油泵的泵级是提高泵效、延长检泵周期的一个重要因素,对一些特殊油井尤其如此。一般将抽油泵按柱塞与衬套之间的配合间隙分为三个等级,一级0.02～0.07mm;二级0.07～0.12mm;三级0.12～0.17mm。对于特殊的油井应合理选择泵柱塞与泵筒的配合间隙。     

高温热变形对抽油泵高配合间隙的影响

抽油泵是较为精密的机械采油设备,其柱塞与泵筒的配合间隙范围是0.025mm-0.188mm,传统抽油泵的间隙设计没有考虑到抽油泵在高温状态下间隙的变化因素,本文旨在分析计算抽油泵在高温工作状态下的间隙变化趋势及变形量,为在SAGD等特殊工艺中使用的特种抽油泵的间隙设计提供高温热变形的相关设计依据。     

等径刮砂柱塞防砂泵的研究与应用

在分析常规抽油泵在出砂油井中发生砂磨、砂卡柱塞的机理 ,以及泵不适应出砂油井工况的结构缺陷的基础上 ,创新设计了等径刮砂柱塞抽油泵 ,从根本上消除了砂卡、砂磨柱塞及泵筒的问题。这种改进设计的抽油泵工作原理与常规抽油泵相同 ,但具有 3个方面的独特优势 :( 1)防砂卡、防砂磨特性 ,能最大限度地延长柱塞和泵筒的使用寿命 ;( 2 )自动冲洗砂粒 ,防止砂卡柱塞 ;( 3)与常规泵相比 ,等径刮砂柱塞防砂泵具有明显的技术及性能优势 ,能有效延长油井生产周期 ,节省油井材料费用和作业费用 ,从而有效降低生产成本     

小排量抽油泵结构优化设计与试验

在低产油井,小排量抽油泵存在寿命短和泵效低的问题。对常规结构的小排量抽油泵进行分析计算,有针对性地进行优化并改进其结构。上游动阀罩采用闭式结构,下游动阀罩和固定阀罩采用槽型球室结构,泵筒和柱塞选用小间隙和长配合段。试验结果表明,新型小排量抽油泵的寿命和泵效显著提高,平均运行600 d以上,平均泵效57.6%。     

关于整筒管式抽油泵间隙计算的探讨

根据抽油泵的工作状态,提出了抽油泵间隙计算模型,导出了考虑井液温度、井液压力和轴向力作用下泵筒及柱塞径向位移的表达式,进而得到抽油泵间隙的理论计算式。算例表明,现有不考虑井液温度及柱塞变形的计算理论过于粗略。应近似地按柱塞位于下止点时的环隙计算抽油泵的环隙静、动态漏失量。     

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。     

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。     

抽油泵柱塞拉伤失效原因分析

在分析抽油泵柱塞失效特征的基础上, 推断出拉伤失效是砂粒在柱塞端部锥面和泵筒内表面之间产生自锁所致。通过建立砂粒自锁条件及实测长石砂岩、石英砂岩与泵筒镀铬层或氮化层的滑动摩擦系数值, 证实了对柱塞拉伤失效原因的推测是正确的。因此, 为避免砂粒产生自锁, 对于采用镀铬泵筒的抽油泵, 柱塞的锥面角θ值应大于或等于１７－５°; 对于３８ＣｒＭｏＡｌ 氮化泵筒, 柱塞的θ值则应大于或等于１６－５°。应选用与石英砂岩摩擦系数较小的材料制造抽油泵泵筒。