偏置阀式稠油抽油泵的研制与应用

针对常规抽油泵在斜井和稠油井中抽液存在下行阻力大、下行困难和泵效低以及因井斜造成杆柱磨损等严重影响油田正常生产的问题,研制了偏置阀式稠油抽油泵。该抽油泵采用等径刮砂柱塞、球阀弹簧自动复位和偏置进油阀结构,克服了现有液力反馈式稠油抽油泵的缺点和不足,而且具有下行阻力小、进油流道大、流程短、吸入性能好、阀球关闭及时、防砂卡和减磨等特点。500余井次的现场应用表明,该泵比常规泵泵效平均提高5%~10%,检泵周期延长8个月以上。     

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。     

气液置换式实心柱塞小直径抽油泵

针对低产油井常规抽油泵供采不平衡、泵效低及能耗大等问题,研制了一种泵径为25mm的气液置换式实心柱塞小直径抽油泵。该泵采用实心柱塞结构,能够防止阀罩断裂造成的柱塞断脱事故;在泵筒上增设了气液置换装置,降低了泵腔内的气液比,消弱了气体影响,提高了泵效,更加适应低产井和沉没度低等供液能力差的工况。同时,利用CFD软件对抽油泵气液置换腔和分流器进行了流体仿真分析,对出油阀罩进行了强度分析,验证了其结构合理性。现场试验数据分析结果表明:试验后的平均泵效相对试验前提高了约7. 3%,合理调节抽汲参数后泵效能够超过70%。气液置换式实心柱塞小直径抽油泵能够满足低产油井的生产需求,为小直径抽油泵采油技术的推广提供了依据。     

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.     

三次采油井抽油泵的研制与应用

针对常规抽油泵在三次采油井中存在的进液阻力大、易偏磨、砂卡、井液腐蚀等问题,研制了一种新型抽油泵。该泵采用上部小泵、下部大泵串联结构,使柱塞总成产生下行反馈力;取消了固定阀,既减小了进液阻力,又可连接加重杆,增大杆柱下行力,减缓杆管偏磨。在上柱塞上端有数个径向冲砂孔,可防止砂子进入泵筒和柱塞间隙砂卡。柱塞总成中间采用浮动连接装置。泵组件采用防腐材料,提高抗腐蚀能力。现场试验应用表明,该泵解决了常规泵存在的问题,应用效果较好。     

偏置出油阀实心柱塞小排量抽油泵

为解决低产油井普遍存在的供采不平衡、泵效及系统效率低的问题,研制了偏置出油阀实心柱塞小排量抽油泵。该泵采用实心柱塞结构,出油阀偏置于泵轴线,原油进泵流道平直,增强了抽油泵的结构强度和进泵原油的流动性。柱塞下死点时出油阀位于泵腔最高处,有利于泵腔内气体及高含气液体的排出和泵效的提高。出油孔的非均匀布置使该泵能够适应普通油井的井口直径。现场试验中,该泵相对于API最小泵径(32 mm)的泵效提高约10%,液体载荷减小约45%,载荷峰值减小,示功图波动平缓,功率也大幅降低。这说明偏置出油阀实心柱塞小排量抽油泵对泵效的提高和悬点载荷的减小有着显著作用,对油田的节能降耗有着重要的意义。     

斜井生产中抽油泵组合配套工艺研究

抽油泵是一种在抽油机带动下,将井内原油抽到地面的一种特殊形式的往复泵,主要由泵筒、吸入阀(进油阀或固定阀)、活塞(柱塞)、排出阀(出油阀或游动阀)四大部分构成。抽油泵的动力是从地下经泵中抽油杆传递到井下,然后在柱塞的作用下做上下往复运动,井中原油沿着输油管道输送到地上。在斜井生产中,有杆泵系统处于倾斜状态,各部件所受重力与其轴线有一定夹角,会产生一个使运动件偏离轴线的分力。在调查中发现,泵挂处井斜角大于30°泵效就明显降低。常规泵用于斜井段生产易发生阀球偏击阀座、泵阀关闭不严和关闭打开延迟等现象。阀球的偏击偏落还会使泵阀磨损而导致漏失增加。通过本文的分析,直井抽油泵已不能满足斜井复杂井况的需求,必须从抽油泵结构方面设计,材料方面进行优选,加工工艺方面进行加强,全面提高抽油泵在斜井的适应性,降本增效。     

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。     

稠油强启闭抽油泵的研制与应用

河南油田对稠油水平井采用偏心抽稠泵、水平一次泵或将抽油泵下至水平段的开采方法,存在固定阀启闭滞后、井斜较大时柱塞与泵筒已发生偏磨和球阀扶正等问题。为此,研制了稠油强启闭抽油泵。该泵设有2组游动阀总成和1组固定阀总成,游动阀为强启闭结构,固定阀罩内直径与固定阀球直径之间的间隙小,能有效防止阀球漂移,同时复位弹簧可以起到一定的扶正及强制回位作用。楼平6井和新2301井的现场应用结果表明,该泵能大幅提高产液量和效率,累计生产时间达201 d,对稠油水平井和大斜度井具有较好的适应性。     

水平井抽油泵研制及其在低渗透油田浅层油藏应用试验

水平井采油方式的应用为薄差油层的开发提供了一种更好的途径,但延长油田油层埋深浅,油井动液面低,泵挂位置井斜角大,常规有杆泵易出现柱塞与泵筒偏磨、阀闭合不严、漏失严重、泵效低等。针对这些问题,采用三级柱塞结构并增加扶正器、游动阀强启闭、两级强制复位固定阀、非接触式弹性间隙密封等结构设计研制了水平井抽油泵。现场试验效果表明,水平井抽油泵具有很强的适应性,可以大幅度降低整泵的漏失量,提高泵效,延长检泵周期,为低渗透油田浅层油藏水平井开发提供了保障。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

长柱塞式防砂泵现场试验效果及评价

应用在出砂油井上的长柱塞式防砂泵,具有长柱塞短泵筒与环空沉砂相结合的独特结构,还具有防砂卡、防砂埋、防砂磨等功能,能有效地延长油井免修期。现场700多井次的应用表明,该泵使用寿命和油井生产周期较常规泵延长2倍以上,而且还扶起了一批长期停产井,为出砂油井提供了一种可靠的新的采油设备和技术。     

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。     

长塞环封防气防砂抽油泵的研制

针对目前解决普通抽油泵采油时产生气阻、气锁及砂卡现象的不足,研制了一种新型长塞环封防气防砂抽油泵。该泵采用长柱塞短泵筒结构,柱塞上端设计成机械强启闭防气出油阀总成,密封段采用刮砂环、补偿式金属环及非金属环间隔排列的形式防砂。大庆油田的现场试验表明,该泵能够在各种油气比的油井中高效可靠地工作,与普通抽油泵相比,平均泵效提高15%~20%,平均单井检泵周期延长90 d以上。