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。     

低摩阻泵漏失量及摩阻分析研究

为了提高低摩阻泵的工作效率,减小摩阻损失,对泵漏失量、柱塞与泵筒的摩擦力进行理论分析计算,并将由缝隙流动理论计算的摩擦力与液压卡紧力引起的摩擦力进行对比,发现缝隙流动理论计算的摩擦力可以忽略不计,要减小摩阻,关键在于增大柱塞与泵筒之间的间隙和减小漏失量。对低摩阻泵和常规柱塞泵的漏失量和摩阻进行试验验证,验证结果表明,在相同条件下,常规柱塞泵的漏失量大于低摩阻泵,且漏失量的差别随泵径的增加而增大;在泵间隙相同时,常规柱塞泵的摩阻大于低摩阻泵。     

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。     

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。     

液压反馈自封高效节能柱塞泵的研究与应用

针对目前采用的柱塞泵摩阻大、漏失大、寿命短等问题，提出了一种新型液压反馈高效节能自封柱塞泵（HSP）。该泵的柱塞芯由中部开有若干个径向槽孔的金属管制成，柱塞上装有一个弹性伸缩套，套在中心筛管柱塞芯上，在弹性伸缩套外面套有若干个耐磨的密封环。上行程时柱塞内部的流体压力作用到胶套内表面上使之向外膨胀，使密封环始终压在泵筒内壁上，形成良好的密封；下行程时弹性伸缩套恢复原状，柱塞和泵筒之间产生间隙。通过有限元力学分析，证明该泵克服了常规柱塞泵摩阻大、效率低、寿命短等不足。室内试验表明该泵实现了下行“无”摩阻，上行自封“无”漏失，专用耐磨环实现了长寿命的目的。现场试验表明，在供液条件充足的情况下，该泵泵效达到60%~80%，可高效节能连续工作2 年以上。     

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。     

胜利油田蒸汽驱生产井高效举升配套技术

胜利油田蒸汽驱生产井产液温度高、H2S含量高、出砂、结垢，导致举升系统腐蚀、泵效低、卡泵等问题突出，针对这一现状，开展了蒸汽驱生产井高效举升配套技术研究。通过结构改进和参数的优化设计提高了抽油泵及井口密封装置的适应性，通过有限元模拟分析优化了抽油泵泵筒及柱塞间的密封间隙，运用高温高压试验优选了抽油泵阀副的材质，以适应高温条件下柱塞泵筒的密封需求。通过优化结构、优选密封盘根材质和耐高温防腐光杆，形成了耐高温防腐光杆密封技术。室内试验证明，研发的有杆泵举升配套工具在泵挂处温度200℃、井口温度170℃时仍能保持良好的性能；现场应用58井次，最长生产896 d且持续有效，检泵周期平均延长207 d，减少换盘根82次，泵效平均提高9.2%，单井平均日增油0.7 t。研究结果表明，蒸汽驱生产井高效举升配套技术能够有效解决蒸汽驱油井的腐蚀、卡泵等问题，提效增油效果明显，应用前景广阔。      

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。     

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。     

软密封柱塞增效抽油泵的研制与应用

针对河南油田部分稀油井产液量低、 动液面低、 柱塞与泵筒间漏失量大、 泵效低的问题, 研制了软密封柱塞增效抽油泵。采用软硬结合的软密封柱塞与金属泵筒作为密封配合副, 在抽汲过程中, 软密封柱塞与金属泵筒之间为零间隙配合, 具有泵效高、 检泵周期短、 防砂、 节能、 深抽功能。截止到２ ０ １ ０年１ ２月, 该技术在河南油田采油一厂共开展现场应用２ ６口井, 工艺成功率１ ０ ０ ％,２ ３口可对比井中, 平均单井泵效提高 ８ ． １ ４个百分点, 累计增产原油２４ ７ ０ｔ     

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。     

有杆泵减载器在深抽井中的应用

由于受地面设备和抽油杆强度等因素影响,限制了深抽井的下泵深度,部分井沉没度低,泵效降低,影响了开发效果。有杆泵减载器主要由密封短泵筒、密封柱塞、长泵筒和减载柱塞等组成,由于减载柱塞上、下2端压力不同,产生向上的液力反馈力,降低抽油机悬点载荷和改善抽油杆的应力分布。应用多相管流压力梯度计算并设计了减载器下入位置。现场应用27井次,悬点载荷降低17%,减少能耗5%~8%,提高系统效率3%~5%,取得了良好的增产和降低能耗的效果。     

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。     

不停抽液压示功仪漏油原因分析与改进

综合分析了从原西德引进 (已国产化 )的不停抽液压示功仪发生漏油的原因 ,认为机械结构复杂、密封面过多和密封方式选择不合理是漏油的主要原因。为此 ,做如下设计改进 :①采用一体化设计 ,将原泵 1、泵 2两体改为一体 ;②取消高压泵筒 ;③将柱塞套和阀座合二为一 ,变三角密封为外圆密封 ;④增大柱塞直径。改进设计后仪器质量减轻 10 % ,彻底消除了漏油现象 ,且泵效提高 35 %。     

长柱塞防砂卡抽油泵矿场应用效果及评价

长柱塞防砂卡抽油泵内筒与外筒之间有一个环空沉砂通道,沉砂可沿此通道进入尾管,而且柱塞在油井生产中始终有一部分外露于泵筒,可防止沉砂进入柱塞与泵筒之间的间隙。现场19口井次的应用表明,在出砂量小于1％的油井中可直接下泵生产,能保证油井在生产过程中或停抽后不会砂卡或砂埋柱塞。在出砂量大于1％的油井中可先进行化学防砂,再下入防砂泵,能有效地延长防砂后油井的免修期。由于这种泵具有防砂卡、防砂埋及耐磨蚀三个功能,可有效地解决出砂油井生产周期短、吨油生产成本高的问题。但这种泵存在检泵时无法泄油的问题,增加了作业施工工作量,同时造成环境污染。     

悬挂浸入式抽稠泵的研制与应用

针对液压反馈抽稠泵流道长、进液阻力大,浸入式抽稠泵必须使用脱节器、故障率高等问题,研制了悬挂浸入式抽稠泵。该泵无固定阀,主要由柱塞组件、上泵筒和悬挂坐封装置、工作筒组成,具有产生双向液压反馈力、作业简单、环保、可过泵接加重杆、减小下泵深度、防止气体影响等特点。现场应用表明,该泵作业时抽油机最大悬点载荷和最小悬点载荷的变化幅度小,功率消耗低,泵效可达88.54%。     

超长冲程杆式抽油泵的研制与应用

针对常规抽油泵在深井举升过程中存在系统效率低、泵效低、漏失量大和气体严重影响泵的充满程度等问题,研制了超长冲程杆式抽油泵。该抽油泵采用长柱塞对长泵筒的组合方式,最小密封段达到1.2 m,实现了12 m超长冲程抽油;采用软、硬相结合的密封方式和六爪锁紧装置,提高了抽油泵的密封性和锚定的可靠性。3口井的现场应用表明,该抽油泵应用效果良好,实施成功率100%,与常规抽油泵相比,提高泵效均在12%以上。