抽油泵固定阀球最佳跳动高度的确定

华北油田第四采油厂部分油井沉没度超过100 m,而泵效却较低,只有20%。为了提高这部分油井泵效,对泵效影响因素进行分析,发现了气蚀效应对泵效的影响。通过计算重新确定了固定阀球最佳跳动高度,其移动距离由传统的45 mm降低为12 mm,减少了原油中的溶解气逸出和气蚀的影响,解决了阀球运动距离较大导致阀来不及关闭、原油漏失率大的问题。现场应用中改进泵的固定阀罩后,油井平均泵效提高了18%,证明固定阀球跳动高度改为12 mm后能有效提高油井泵效。     

抽油泵高效固定阀罩的研制与应用

文章分析了导致中高油气比油井泵效较低的原因，针对普通固定阀罩存在的缺点，对其结构进行了改进。改进后的固定阀罩使阀球关闭时间缩短，固定阀漏失量减少，流体通过固定阀时到达泵筒的过程变得较为平缓。减少了气体逸出，从而提高了泵效。     

一体式双固定阀泵的研制与应用

为解决深抽井因阀刺漏检泵周期缩短和阀打开压差大、泵效降低的问题,研制了一体式双固定阀泵。该固定阀泵由上下阀、双阀顶杆和下阀顶杆等组成。下部顶杆上端设计为斜面,斜面与圆柱面相交处有一圆弧过渡,这样顶杆与阀球接触时阀球不会损坏。双固定阀间设计的连杆机构,保证双阀打开和关闭同步,可提高泵的充满度。现场47井次的应用表明,采用该双固定阀泵,平均提高泵效8.9%,累计增油7 500 t,平均延长检泵周期120 d,有效地解决了固定阀打开滞后和阀刺漏等问题。     

液压反馈式抽稠泵防漏失研究

针对塔河油田液压反馈式抽稠泵由于泵漏失导致的检泵次数逐渐增多的问题,进行了防漏失研究。抽稠泵与当量泵径接近的常规泵的参数对比表明：常规抽稠泵存在进油阀阀球直径、进油阀阀座流道偏小的问题,从而造成泵阀关闭滞后或关闭不严,最终导致漏失。利用阀球运动速度与阀球阀罩径向、轴向间隙实验,分析了抽稠泵阀球阀罩径向、轴向间隙的合理性,对抽稠泵进油阀位置、阀球尺寸、阀球密度、阀球阀罩径向间隙进行了优化。经现场试验,优化后的抽稠泵明显降低了漏失,提高了泵效,延长了检泵周期,具有良好的推广价值。     

固定阀球密度对抽油泵进油的影响

通过理论分析和试验,阐述了抽油泵固定阀阀球密度对油流压力损失、阀球跳高状态、阀球回落时间、冲程及固定阀漏失量的影响.结果表明,阀球的密度加大,油流进泵阻力增加,固定阀处的压降增加,抽油泵的充满系数降低,抽油泵的冲程损失增大.建议在常规采油井中,应尽量避免应用密度较大的固定阀球,而在腐蚀性强、含砂量大的油井中,应充分利用大密度阀球(陶瓷阀球或钨合金阀球)的耐腐蚀性能和耐磨性能.     

双强制启闭机械阀液力反馈抽稠油泵

针对稠油热采过程中,抽油泵固定阀球启闭存在滞后以及蒸汽锁现象,造成稠油热采泵效和机采效率低的问题,研制了双强制机械阀液力反馈抽稠油泵。该泵实现了游动阀球与固定阀球双向联动机械强制启闭,改善了抽油杆柱的交变受力状况和地面抽油机的平衡状况。现场试验表明,该泵较好地解决了稠油井作业泄油难题,并可防止井场污染,提高泵效和机采效率,同时延长检泵周期,且效果明显,具有良好的推广应用前景。     

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%。     

抽油泵采用螺旋式固定阀罩可提高泵效

与普通阀罩相比,新研制的螺旋式固定阀罩增强了通液能力,改变了液流方向。抽油泵吸液时井液通过固定阀罩内腔的螺旋槽的作用而产生螺旋运动,降低井液通过阀罩的流动阻力,同时井液旋转进入泵筒形成锥状液流减少气蚀,减小对泵筒内壁的冲刷力;抽油泵排液时固定阀球螺旋下降迅速关闭,降低漏失,完成抽油泵的工作过程。螺旋式固定阀罩在10口井上推广应用均提高了泵效,平均每口井提高泵效17.34％,泵效增加最大达67.8％。     

用单流阀回收套管气探讨

将单流阀连接于出油管线和套管环形空间出口之间,以便回收套管气。用该方法后,井口平均套压会发生变化。文中分析了套压变化对泵效的影响。最后给出了实例,其中通过电算分析了五个沉没度、三个生产气油比下井口套压对泵效的影响(分析泵效时,只考虑了气体、冲程损失及漏失的影响),从而得出了可用单流阀回收套管气,且可获得可观数量的天然气以及可确定最大泵效下沉没度及下泵深度的结论。     

抽油泵强制闭合固定阀在大斜度井段的应用

定向井、水平井在井斜角45°以上井段实现有杆泵抽油是一个技术难题,泵固定阀球受井斜影响关闭不及时或不到位会造成低泵效。介绍了一种抽油泵强制闭合固定阀,在中原油田采油三厂8口大斜度油井应用后,平均日产液由5.1 t上升至13.1 t,平均日产油由1.6 t提高到3.7 t,平均泵效由15.7%提高到49.6%,表明该强制固定阀能明显提高泵效。     

抽油泵阀球直径的选择

作者在分析了抽油泵阀球直径尺寸对液体流动性、泵阀开启灵活性和阀罩及阀座结构布置的影响后,指出:采用较大直径的阀球,有利于液体的流动,但泵阀开启欠灵,也给阀罩结构设计带来困难,应该在结构允许的前提下,选用尽可能大的阀球。据此推荐了估算阀球直径的经验公式,给出了阀球直径系列,制造阀球的技术条件和专业生产厂采用的阀球直径数据。     

钻井泵泵阀使用寿命的数理统计分析

用数理统计方法对钻井泵泵阀阀体、阀座的使用寿命进行了分析,得到阀体、阀座的使用寿命分布规律服从于二参数威布尔分布。认为泵阀的失效过程通常是先产生冲击疲劳磨损,后形成冲蚀破坏,整个失效过程又是以冲击疲劳为主。     

抽油泵阀座锥角的选择

抽油泵阀座锥角2α是泵阀结构设计中的重要参数。2α角应满足阀座孔有较大的过流面积,阀有良好的密封性和密封稳定性,阀开启灵活和始启瞬间过流面积大等要求。经综合分析和计算表明,2α=70°较为理想,建议作为此项参数的标准值。     

往复式钻井泵旋转阀盘及其特性分析

针对往复钻井泵泵阀的主要破坏形式为冲蚀磨损和磨料磨损的特点，研制了一种可作二维运动的旋转阀盘。这种阀盘可有效地自行研磨工作面，使泵阀的寿命提高３倍以上。对其特性进行理论分析后认为，只有合理地设计叶片的进、出口结构角及叶片形状，才能充分发挥这种阀盘的优点和特性。     

钻井泵阀位移测试系统及位移测试

在研究钻井泵阀的运动规律时，为了避免因纯理论的推导而得出不切实际的结论，在泵阀试验台上采用自行设计的测试系统，对泵阀位移及运动规律进行了测试。通过测试和分析，得出了泵阀关闭速度与泵压基本无关、泵阀关闭时的冲击能较小的结论。实践表明，泵阀位移及运动规律的测试精度能满足理论分析的要求。     

抽油泵阀球失效分析

本文作者对在抽油泵上用过的废旧阀球作了金相、电镜、电子探针等综合分析,结果表明:腐蚀、磨损和疲劳的交互作用是阀球失效的主要原因,并指出,提高材料的抗腐蚀、耐磨性能是延长阀球使用寿命的主要途径。     

自力式控制阀设计及水击分析

根据油库收发油过程中存在的溢油问题,研制了一种完全依靠输送流体自身压力,实现对油罐液位的自力式控制的控制阀。介绍了本装置的基本工作原理,对液位控制阀的水力特性进行了分析。     

往复泵泵阀阀面应力计算方法探讨

通过对确定往复泵泵阀阀面应力计算方法的较为深入的探讨,认为直接导用阿道尔夫方法计算阀面动载荷是不可取的,并对阿道尔夫公式进行了修正。修正后的公式可以比较准确地反映泵阀的实际工作情况。还给出了另一种计算泵阀动载荷的方法——动载系数法,该方法计算简单,便于在工程上应用。     

压裂泵泵阀变形及应力分布规律的有限单元法分析

利用有限单元法,计算分析了在特定工况下不同阀面锥角的压裂泵阀座的变形和应力及其分布规律,指出:阀座通孔孔边径向变形随阀面锥角的增大而增大;阀面半锥角为60°时,最大综合应力最小,大于或小于60°时,最大综合应力都将增大;阀座上的两个高应力分布区,分别位于工作阀面金属接触区表层和阀座通孔上部表层;从阀座通孔表面及工作阀面表面向内深入超过2mm的区域,综合应力值一般为250～260MPa。阀座通孔表层高应力区的发现,表明强化表层以提高阀座整体强度的必要性。     

抽油泵阀座失效分析

本文对失效阀座的成分、形貌、组织和表面应力分布作了分析,结果表明:阀座破坏的主要形式是刺漏、磨损和腐蚀,破坏部位集中在阀口密封面和端面;铬钼钢和铬锰钢阀座失效的主要原因是耐蚀性较差;铬13型不锈钢阀座则主要是由于强度和硬度过低导致阀口严重变形而失效。选择新型耐蚀抗磨的泵阀材料,将是减少抽油泵阀座失效的主要途径。