石油钻井用砂泵的密封分析

本文针对目前现场作业中砂泵密封的早期失效、泄漏钻井液严重、维护频繁等问题，对砂泵的密封性能进行了系统的分析；详述了砂泵密封的几种类型：填料密封、油封、机械密封、离心密封和螺旋密封。提出不同情况下应选用不同的砂泵密封。     

中国专利文摘

<正> Int.Cl~4 F04B 15/02 F04D 29/10 公告号 GG 87 2 01944 实用新型名称 带组合密封的灌注砂泵 设计人 赵友(辽河石油勘探局科学技术研究院) 灌注泵和砂泵是石油钻井液循环净化系统中不可缺少的设备。目前,灌注泵和砂泵使用中普遍存在的问题是密封部分易泄漏,旋转和过流部件易磨损。本实用斯型的带组合密封的抗磨灌注砂泵采用了单向骨架有簧式唇齿油封、密封挡圈和油浸石棉盘根相结合的密封形式,加上气推液储能器装置辅助密封,并对泵易损件的结构作了改进,又使用抗磨高铬铸铁新材料,解决了上进问题。本灌注砂泵既可用作灌注泵,也可用作砂泵。     

砂泵密封装置的改进

钻井中使用的砂泵密封装置大都存在密封寿命短、容易泄漏的问题。文章比较了砂泵常用的填料密封、机械密封、副叶轮动力密封和组合密封的优缺点，提出了一种改进的砂泵密封装置。该密封装置采用负压密封原理解决砂泵在运转过程中的密封问题，用外装式机械密封作为停车密封，使砂泵在运转和停机时都能可靠地密封钻井液，无故障运转时间超过3500 h。     

关于改进150型砂泵设计的建议

作者在调查研究的基础上,对油田用150型砂泵轴封结构及泵的整体结构提出了设计改进方案。建议将原轴封改为副叶轮动力密封或碳素纤维石墨密封,将前后护板作适当的调整,井将支座和轴承体由三件合为一体。作者认为,这样的改进不仅能延长砂泵的工作寿命,而且还可降低其制造成本。     

6N—S型砂泵的改进设计

在研制6N-S型砂泵时,不仅在叶轮、后端盖、壳体托架和轴承上作了结构改进,而且对直接影响砂泵使用寿命的过流件材质和密封结构形式作了革新,使得它们的可靠性大为提高,使用寿命远超过惯用的其它砂泵。     

离心砂泵副叶片一双螺旋组合密封

介绍了副叶片一双螺旋密封加填料密封的原理，指出这种新型砂泵组合密封既可发挥副叶片平衡叶轮轴向力并形成反压力以降低轴封压力，又能发挥双螺旋密封在变工况时密封性能稳定的优点。此外，还对这种密封的密封能力进行了阐述。在同一台砂泵上分别采用副叶片一副叶轮动力密封和副叶片一双螺旋组合密封从功耗、性能及装配三个方面进行的对比试验表明，这种新型组合密封具有结构简单、密封性能好、功耗低、无污染、寿命长、性能稳定可靠及安装维护方便的优点。这种新型结构密封已在１５０ＳＢ－Ⅲ型砂泵上获得了成功的应用。     

CLB流线型稠油抽油泵的设计特点

<正> 稠油是非牛顿流体,其流变性与属于牛顿流体的轻质原油是不同的。因此,所设计的稠油抽油泵在结构上必须与稠油的流变性相适应。CLB流线型泵是在CFB型抽稠油防砂泵的基础上改进的。CFB型抽稠油防砂泵原设计为整体泵筒、短柱塞、软密封结构。改进了原泵泵     

砂泵轴封的改进

钻井使用的各种砂泵，其轴封无论是填料密封、机械密封还是副叶轮密封，轴封寿命最长几个月，最短只有几个小时，因此砂系的维修工作量和维修费用都很大。针对这种情况，对现有副叶轮密封进行了改造，即适当增大背叶片和副叶轮产生的密封压头，使封堵输送介质泄漏的压头达44．4m，比砂泵叶轮出口压头高26．8％；将停车密封改为骨架密封和填料密封的混合密封。经改进轴封的两台砂泵，在江汉石油管理局两个井队连续使用，轴封可靠，不泄漏钻井液，深受井队欢迎。     

组合密封在砂泵中的应用

针对在用砂泵普遍存在轴封泄露和盘根磨损快的缺点，提出了一种新型砂泵密封方式，即组合密封。它是在衬套和填料箱内分别安装辅助叶片和柔性石墨盘根，共同完成砂泵在动、静2种状态时的密封。现场试验证明，组合密封具有性能可靠、使用寿命长、维修方便等优点。     

长柱塞防砂卡抽油泵技术改进及现场试验

原长柱塞防砂卡抽油泵由于结构欠合理 ,易形成砂桥、砂卡泵及下部尾管 ,使其在检泵作业时 ,需解卡作业 ,有时还造成大修事故。为此 ,在分析原防砂泵优缺点的基础上 ,对泵结构进行了改进。将原来的侧向进油装置设计成底部进油通道 ,在泵下沉砂装置的尾管中增设一段空心连杆 ,在空心连杆下端设计了密封装置。改进后的新型防砂泵不会造成砂卡或砂埋柱塞 ,减少了泵的磨损 ,有效地延长了油井的生产周期 ;进油通道由原侧向进油设计成底部进油 ,避免了砂桥的形成及泵砂卡于套管事故。现场 30口井的应用表明 ,新型防砂泵一次性成功率达 10 0 % ,30口井可节约费用共约 4 2万元。     

新型高压快开自紧密封结构

介绍了一种小直径高压容器快开自紧密封的结构特点、密封原理、设计中应注意的问题及使用效果等     

150型砂泵密封与润滑的改进

150型砂泵原密封结构中采用的编织、浸渍石棉方形盘根,不仅密封性差,而且散热性能也差,很容易损坏。改进后的密封结构,采用V形橡胶夹布盘根和聚四氟乙烯扶正板,盘根唇部与衬套的接触面积仅为原来的25～33％,减少了发热量。扶正板能自润滑。摩擦系数小,又能可靠封存盘根内的黄油,从而改善了使用条件。     

射流排砂泵动态特性分析

介绍了射流排砂泵的结构及工作原理,定义了射流排砂泵洗井冲砂的技术参数。建立了射流排砂泵的无因次动态方程,分析了其能量损失和喷嘴、吸人腔室、扩散管的压力损失,并通过分析气体对射流排砂泵的影响,计算得到最小气蚀面积,为射流泵的设计应用提供依据。     

捞砂泵作业工艺技术

从捞砂泵的结构及工作原理入手,介绍了捞砂泵捞砂施工工艺特点及施工注意事项。与传统冲砂作业相比,采用捞砂泵捞砂施工工艺达到了降低砂面、恢复油井生产的目的,保护了油层,节约了成本,提高了经济效益。     

热管锅炉隔板密封结构探讨及优化设计

针对热管锅炉隔板密封的特点,系统介绍了其密封技术和密封结构设计。目前采用的传统密封结构均存在密封不严、检修困难等问题,造成装备腐蚀并影响其安全性。提出了一种密封更加严格的新型套管焊接密封结构,通过严格密封可以有效解决冷热流体泄漏造成的能量流失和腐蚀问题,同时保证了装备在高温高压下的安全稳定运行。对新型密封结构的特点及传热特性进行了分析,为今后高温高压热管锅炉隔板密封的设计和制造提供了新思路。     

离心式砂泵设计探讨

根据砂泵的特点及泵内固液两相介质的流动特征，对砂泵的水力设计进行了初步探讨。     

热采沉砂泵的矿场应用

辽河油田稠油含砂井通常采用空心泵电加热开采工艺 ,经常发生砂卡、砂堵现象 ,试用一般防砂泵效果也不明显。频繁检泵致使采油成本上升 ,个别含砂量较高的油井不得不关停。辽河石油勘探局总机械厂研制生产的热采沉砂泵针对辽河油田稠油的特点 ,设计了特殊的沉砂通道 ,变防砂为沉砂 ,改御砂为疏通砂道。从现场使用情况看 ,该泵可有效解决稠油热采含砂井砂卡、砂堵工艺难题 ,大大延长了检泵周期 ,降低了生产成本 ,收到了良好的效果。1　结构特点和工作原理1 .1　结构特点热采沉砂泵的结构示意如图 1。主要由外油管、柱塞总成、扶正套、泵筒、…     

离心砂泵的设计与实践

钻井用离心砂泵的设计制造与普通清水泵有一定差别，很难将普通清水泵的理论直接应用到砂泵的设计中。我国以往砂泵的水力设计尚没有超出清水泵水力设计的范围，使用有一定局限性，使用效果不够理想。对此，就砂泵的某些参数设计与结构设计的关键问题进行了探讨。新研制的１５０ＳＢ—Ⅲ型砂泵室内性能试验和现场工业性试验均收到良好效果。     

乙烯装置裂解气压缩机干气密封的研究与应用

分析了乙烯装置中裂解气压缩机原浮环密封的结构特点.根据裂解气压缩机工艺特点,阐述了密封改造过程中干气密封的设计计算、性能曲线特点、密封气源选择、实验室性能测试的情况,工业运行结果表明,新研制出的干气密封结构性能稳定可靠,解决了裂解气压缩机轴封漏油和寿命短的问题.     

水平井捞砂泵的研制及应用

为了有效解决水平井清砂问题,研究设计了一种具有在水平井工作的捞砂泵,主要由水平井段捞砂泵、沉砂筒、动力钻具3部分组成.水平井捞砂泵以常规捞砂泵的工作原理为基础,结合水平井中凡尔球的运动轨迹,经理论分析、室内实验和现场的应用,已经很好的适用在水平井中.水平井捞砂泵可适用在直并、斜井和大位移井中,使常规捞砂泵应用范围的进一步扩大.