液力驱动抽油系统实用设计与计算

针对有杆采油生产中由于套管变形和弯曲引起的杆管偏磨问题,研究了一种新型液力驱动采油系统。在结构特点、使用寿命、适用范围和作业方式上与水力活塞泵进行比较,给出了设计计算方法和步骤。通过已知产液柱塞面积、动力液作用面积、抽油泵行程、动液面深度、产液粘度和理论产液量,可确定该系统工作时的动力液压力、产液与动力液压力比、最大上行动力和最大下行动力。     

一种新型液压动力无杆采油系统

采用常规有杆抽油设备进行斜井开采时会引起杆管偏磨等诸多问题,基于这一技术难题根据液压原理研发了一种新型的水动力无杆采油系统,避免了杆管偏磨,尤其适用于斜井。从地面液压驱动系统、动力传输系统、井下液力抽油系统介绍了系统的结构组成,并分析了其工作流程。现场试验已平稳无故障运行超过18个月,表明本系统可以满足油田生产需求。     

新型无杆脉动抽油系统的设计及研究

现有的柱塞式无杆液力抽油泵通常是动力液从油管进入井下,乏动力液和地层产液一起从油管套管环空混合排出,这一方式不利于试油作业中快速评价地层液的液性。新型无杆脉动抽油系统采用碟簧作为井下动能,解决了目前液力无杆泵只有2个通道,无法提供"第3条通道"的难题,实现在排液的同时,动力液与地层产液不混合,可便于快速分析地层产量及液性。     

无明显扭转动因细长往复拉压杆扭转特性分析

有杆抽油是石油开采中应用最为广泛的人工举升方式。在抽油过程中 ,抽油杆在充满原油的油管内工作 ,通常受着拉、压、液力、螺旋弯曲及扭转等载荷。目前 ,对由拉压、液力等因素引起的抽油杆柱、液柱与油管柱振动问题进行了大量的研究并取得了一些研究成果 ,但是由于抽油杆在驱动时仅有往复动力 ,而无明显扭转动力 ,所以关于抽油杆扭转问题的研究还没有引起人们应有的重视 ,然而在采油过程中抽油泵柱塞表面存在螺旋形划痕、抽油杆脱扣以及悬绳器钢丝绳打扭等现象 ,这表明抽油杆的扭转振动是客观存在的 ,而且抽油杆和柱塞的破坏形式也表明抽油…     

变速率驱动特征下的抽油泵球阀运动行为分析

柔性控制运转技术是一种合理的变速驱动技术,目的是改善游梁抽油系统采油工作过程,减少损耗,提高采油效率.为探寻柔性驱动应具有的抽油泵内阀球运动规律,分析了上冲程时固定阀的开启压力、阀球运动的受力特性、初始条件和边界条件;分析了常规圆速率(工况1)、椭圆速率(工况2)、椭圆短轴短边速率(工况3)、椭圆短轴长边速率(工况4)...     

水力活塞泵设计计算中的几个问题

水力活塞泵是一种液压传动的无杆泵抽油设备。它是利用地面泵供给高压动力液,驱动井下的液动机,再由液动机带动活塞泵抽油。象其他机器制造部门一样,液压传动在采油技术中的应用给抽油设备的结构和使用带来许多新的特点。比起其他类型的抽油设备来说,水力活塞泵的突出优点是具有较高的效率,对于中深井和深井水力活塞泵的     

旁通阀液力反馈抽油泵研究及应用

在稠油井以及偏磨井,由于抽油杆工作条件恶劣,在上冲程时抽油杆的拉应力增加; 而下冲程时阻力大,抽油杆柱的中和点之下处于受压状态,存在交变载荷,造成泵效低、杆管偏磨严重。通过分析井下抽油设备受力状态,对常规抽油泵结构进行了创新和改进,研制了一种旁通阀液力反馈抽油泵。该泵型采用液力反馈技术,为杆柱下行提供动力,克服稠油井、偏磨井井中杆柱下行摩阻,避免下行杆柱弯曲,同时提高泵的充满度,延长有杆泵系统的正常生产周期。泵阀采用弹簧复位球阀,柱塞两端设计防砂结构,适用于斜井、稠油井,并提高了泵效。     

椭圆速率驱动抽油泵工作行为分析

游梁式抽油系统的柔性控制运转技术是一种变速驱动技术,通过电机的变速运行来控制抽油系统,目的是改善工作进程、降低采油成本、提高采油效率.为探究变速驱动对抽油泵的影响,采用椭圆速率与常规速率进行对比,理论分析了两种驱动方式下抽油泵的漏失和泵效情况,数值模拟分析了阀球开启情况和流场情况,最后利用室内台架试验测试了两种驱动方式...     

小井眼无油管空心抽油泵采油系统

在低丰度、低渗透、低产量油田的小井眼井上采用无油管抽油泵或无油管螺杆泵采油系统 ,普遍达不到设计要求 ,新开发的小井眼无油管空心抽油泵采油系统的应用有效地解决了这些技术难题。该系统的地面部分仍采用常规的地面驱动设备 ,井下部分则采用空心抽油泵取代常规的管式抽油泵 ,以套管与空心抽油杆之间的环形空间作为出液通道 ,利用空心抽油杆内腔以及空心泵的中间通道测试井下参数 ,出液通道也可作为油井清蜡和加药的通道。由于省去了油管柱 ,可降低设备与维修总投资的 2 0 %～ 3 0 %。     

用多速电机驱动抽油机

在有杆抽油系统中,井下抽油泵是工作可靠性最差的部件。当抽油泵的生产能力随着柱塞付的磨损而下降时,就需使油井停产,以便进行维修。这是造成采油量降低和维修费用增加的主要原因。     

有杆抽油系统无级调冲次工艺研究

利用变频调速无级调冲次技术对有杆抽油系统采油工艺参数进行了综合研究及评价,结合最新研制生产的抽油机变频调速智能控制装置,分别进行了厂内台架试验及油田现场试验,从不同角度分析研究了抽油机无级调冲次工艺对抽油机平衡度、输入功率、电动机功率因数、油井日产液量、吨油耗电量以及抽油机泵效、系统效率等参数的影响。研究结果表明,在有杆抽油系统的抽油机、抽油杆、油管及抽油泵等配置保持不变的前提下,采用有杆抽油系统无级调冲次工艺可以优选抽油机最佳抽汲参数,并以此提高抽油泵泵效和系统效率,降低吨油耗电量,使有杆抽油系统的泵送能力不断与变化的井底流入条件相匹配,从而在一定程度上提高原油采收率。     

连续抽油杆在桩西低产能油井的应用

配合皮带抽油机应用连续抽油杆和耐高温高压深井泵,通过优化设计可以实现有泵抽油系统在深井的应用。试验表明连续抽油杆现场操作方便,可连续起下作业,缩短作用时间,由于无接箍和丝扣,重量轻,下泵深,杆管磨损少,工人可靠性大大增强,配合皮带抽油机生产能提高深抽油井产量和延长油井免修期,消除了普通抽油杆接箍的活塞效应,增油节能效果非常显著,具有良好的使用前景。     

低产抽油机井动态参数仿真模型与提高系统效率的途径

综合考虑柱塞运动规律、阀球运动规律、阀隙瞬时流量与油井流入特性等因素的影响,建立了流体进泵规律与泵筒内瞬时压力的仿真模型,以此为依据改进了抽油杆柱纵向振动底部边界条件的仿真模型,进而建立了基于抽油杆柱纵向振动与流体进泵规律耦合的抽油机井示功图动态仿真模型;基于流体瞬时进泵规律,建立了抽油泵充满系数、漏失系数的仿真模型,从而改进了排量系数计算模型。对比仿真结果表明,所建立的系统动态参数仿真模型具有通用性,可以提高低沉没度供液不足油井示功图、排量系数与系统动态参数的仿真精度。仿真优化算例表明：①大泵径、长冲程与低冲数的抽汲参数设计原则仍然适用于低产抽油机井的节能设计,但最低冲数存在界线,同时最低冲数界限也限制了泵径上限;最低冲数界限随泵间隙的增加而增加;②对于严重供液不足油井,通过合理降低冲程与冲数,可以确保在油井产液量下降率低于5%的条件下,使系统效率最高提高近120%;③在油井产液量一定、下泵深度相同的条件下,优化冲程、冲数与泵径组合可以显著提高系统效率,仿真算例的系统效率变化范围为9.43%~17.48%;④在油井产液量与流压一定条件下,综合优化下泵深度、冲程、冲数与泵径可以显著提高系统效率,优化算例的系统效率由10.56%提高到31.49%。     

W型曳引抽油机技术研究及现场应用

W型曳引抽油机以机架为载体,采用外转子稀土永磁同步电机为动力,由变频控制器提供变频后的低频电流供给外转子稀土永磁同步电机,使电机在超低转速下输出大扭矩。通过改变电流的频率可以改变电机的转速;改变电流的方向可以改变电机的转向。电机直接驱动安装在两侧的曳引轮,依靠正压力和摩擦力带动钢丝绳及动滑轮悬点载荷和配重作往复运动,进而带动抽油杆和抽油泵采油。通过多个油田试用,该机具有节能、减排、增效、控制自动化等显著技术特性,是近年来研发出来的较理想的新一代无游梁式抽油机。     

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。     

组合举升套管式射流泵研制

根据单井双泵组合举升比单一有杆泵举升能更有效地开采高压、高粘、低渗透、低液面油井的新构想，开发了“有杆泵＋射流泵”单井双泵组合举升工艺，介绍了与之配套的套管固定式井下射流泵的研制和试验情况，引入了射流元件的参数匹配相关式，并给出了匹配步骤。试验结果表明，新开发的单井双泵组合举升工艺及与其配套的套管式射流泵切实可行。与单一有杆泵举升相比，在相同条件下，“有杆泵＋射流泵”单井双泵组合举升可显著降低有杆泵下入深度，减轻抽油机载荷，改善油井抽汲条件和产出波的运移性，增油效果显著。     

塔河油田深抽工艺技术及应用

塔河油田主力区块为具有底水的奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞型油藏。随着油井供液能力的下降,部分机采井动液面已经逐渐下降到常规有杆泵泵挂极限深度。针对塔河油田深抽过程中面临的有杆泵下深受限,泵效低,杆柱负荷大,防气难度大的举升工艺现状,开展了一系列深抽工艺技术的研究与应用,实现了有杆泵的5300m最大下深和套管未回接井的深抽,保证了供液不足油井的连续生产。在深抽工艺技术大力开展的过程中,杆式泵深抽效果明显,具有检泵时不需要起下机抽管柱,作业效率高,作业成本低等特点。目前已形成了超深杆式泵配套封隔器保护套管深抽和超深杆式泵＋气锚（配套毛细管排气）＋封隔器保护套管等杆式泵深抽工艺技术。为解决有杆泵泵挂深度和泵排量矛盾的问题,将开展电泵深抽和大泵径杆式泵深抽技术的研究。     

油井抽空控制技术研究与应用

随着油田的不断开发,油井产能降低,油井的系统效率也降低。供液能力过低往往使抽油泵不能正常工作,严重的产生液击,从而促使抽油泵过早损坏。文中研制一套低产油井抽空控制技术,通过实施在线的油井功图、电流的动态监测,反馈抽空控制特征参数抽油泵的的充满程度,以油井抽油泵充满度为确定间歇模式的主参量,通过抽空智能控制间歇泵抽,协调井底供排平衡,发挥油井最大潜能,实现油井产量最大化、电量消耗最小,提高油井效率,延长油井检泵周期。     

桩西油田油井深抽工艺及配套技术

桩西油田属多种类型的复杂断块油气藏，油层埋藏深，渗透率低，原油凝固点高，开采难度较大。经采用电泵与喷射组合深抽，玻璃钢抽油杆深抽、闭式深抽、小泵深抽等深抽工艺及配套技术，均取得也较好的开采效果。     

有杆射流泵分层采油技术

针对低渗透含油饱和度高的地层供液能量不足给有杆泵采油带来的冲程损失大、泵效低等问题,开展了有杆射流泵分层采油工艺研究。在有杆泵末端增加射流泵,通过封隔器将高低渗透层段分开,利用高渗层产生的液量,作为射流泵的动力液,在低渗透层段产生压降,从而提高低渗层的产液能力。介绍了有杆射流泵组合分采的工作原理、参数优选及现场应用情况。2006年在河南油田现场应用13口井,工艺成功率100%,有效率100%,累计增产原油2197t。