补偿泵的能量转换与增产理论的渗流力学浅析──二答邬亦炯先生

通过抽油机在补偿泵工作过程中的能量消耗问题和补偿泵增产与IPR曲线的关系的讨论，再次证明了：1．在补偿泵的工作过程中，抽油机要输出能量，这部分能量转化为由井底将液体提升到动液面的能量，因而节省了油层的弹性能。2．根据渗流力学理论，在动液面相同的情况下，普通泵采油指数的下降速度大于补偿泵，因而后者的总产出量比前者要大；在定产量的工况下，补偿泵的稳产周期比普通泵长，因而也达到了增产的目的。     

再评能量补偿泵增产理论的错误

讨论了能量补偿泵增产理论的三个基本问题；１．补偿泵能否不要减少要沉没度？２．液体由泵入口升到动液面所需能量是由油层提供还是由补偿提供？３．补偿泵不降低动液面能否增产？指出弹簧推力只对上面泵起增压灌注作用，不会减少下面泵的沉没度需求。论证了有关储能活塞受力分析及补偿器进油不作功分析方面的错误：证实了液体由泵入口升     

关于深井泵能量补偿装置工作原理的讨论

根据深井泵能量补偿装置工作原理和增产原理的分析，指出补偿装置有三个优点：抽汲高粘度原油或在低压低产油井中抽油有利；可以减少气体影响而提高泵效；兼有“井下振荡器”的作用。针对某些文献的不正确观点，提出四点看法：（1）只要有沉没度，动液面就参与作功，“动液面不作功”的观点不正确；（2）“节省油层能量”的观点既违背油井流入动态关系又无能量来源；（3）补偿装置只能减小气体影响而不能避免气体影响提高泵效；（4）“试验数据有误”的论述也欠妥。     

深井泵吸入能量补偿装置的结构原理及其在提高油井产能中的作用

文章对机械采油泵在采油过程中,油层所给出的总能量的组成及其举例计算作了全面分析。分析指出,油层给出的总能量与油井内动液面的高度有关。根据IPR曲线上给出的不同动压,油井有不同的产量。作者根据对油层能量的分析认为,如果能设计一种补偿装置,摆脱深井泵只能由动液面提供吸入能量的工况,油井的动压则相应随之降低,便可实现油井增产。正是如此,本文介绍了管式泵吸入能量补偿装置的结构组成及其工作原理,以及该装置在工作过程中的若干特点。又从能量平衡原理出发,分析了安装管式泵吸入能量补偿器后,油井增产的可能性。现场试验表明,己下两口井的样机,其油井增产效果比较显著。     

抽油泵能量补偿装置的机理与试验数据分析

针对国内有人提出的带能量补偿装置的深井抽油泵（简称“补偿泵”）可以不需要动液面进油的观点，在对常规抽油泵和补偿泵结构及工作原理比较后认为，这两种泵抽油时都要动液面作功，都需要有沉没度。指出采用采油指数概念计算补偿泵的增产量，把机械能量与油层天然能量相提并论是不正确的。采用单相流状态的产量和压力服从直线性ＩＰＲ曲线关系的理论，分析了国内使用补偿泵的油井生产数据的真伪性。对采用抽油泵的抽油井动态分析具有借鉴意义。     

关于深井泵吸入能量补偿装置的商榷

分析了抽油过程中油层给出能量的变化规律，认为用补偿装置不可能减少油层能量消耗。深入讨论了吸入方式和吸入能量的问题，指出补偿装置的吸入方式和普通抽油泵并无本质差别；普通抽油泵吸入消耗的能量并非由动液面提供，而是由抽油设备本身所提供；动液面提供的只是沉没压力，补偿装置同样需要。最后分析了补偿装置的有关试验资料，认为试验结果并没有说明其原理的正确。     

再论深井泵能量补偿装置的原理和作用

深井泵能量补偿装置是一种全新的增产工具。文中进一步论述它的结构和原理。概括讨论了３个问题，即：如何计算深井泵采油过程中油层的水功率；能量补偿装置为什么能减少油层能耗和增加油井产量；能量补偿装置在地层弹性驱油状态下对油层采收率的影响。应用渗流力学的基本知识阐述了油层能耗的本质过程。在介绍了补偿器结构原理的基础上，分析了增产的理论根据。最后介绍了补偿器在长庆油田２０口井上工业试验所取得的效果及存在的问     

深井泵能量补偿装置的增产原理及适用条件

深井泵能量补偿装置自１９９０年由长庆油田提出后，曾引起多方关注。究竟能否增产？原理成立与否？增产效果与动液面和沉没度关系怎样？一直有许多人弄不清楚或产生怀疑。现针对能量补偿装置的结构原理和现场使用数据，经分析认定，该装置的增产作用是确凿无疑的，但又必须要求一定的适用条件。如果使用不当，不仅增产效果不明显，而且还有减产的可能；只要使用合理，特别对于供液不足的油井，大幅度增产是完全可能的。     

抽油机井间抽自动控制装置的试验应用

大庆油田第七采油厂部分区块渗透率低,油层薄,供液能力差,部分抽油机井运行效率低下,实行全日制抽油方式耗电较大,且易发生干磨少泵现象。为降低消耗、提高这部分井的系统效率,开展了抽油机井间抽自动控制装置试验研究。该装置通过分析整理反射波确定抽油机井动液面位置,并对动液面进行实时、连续监测;根据动液面变化规律确定抽油机合理的间抽时间,自动远程控制抽油机停机,达到节能降耗的目的。     

深井泵采油油层能量分析

文章对深井泵抽油过程中的油层能量分析、深井泵能量补偿装置在提高油井产能中的作用问题进行了探讨,并对一些不同观点进行商榷。认为用虎克定律解释推导油层在弹性驱动状态下的渗流规律及能量变化过程是不妥当的,而应引用能描述油层能量变化的达西定律。最后指出,装在深井泵底部的补偿装置只能起到灌注作用,增加泵的充满度,有提高泵效的可能。     

对抽油泵能量补偿装置的分析和认识

分析了抽油井内井液流动全过程中能量的转换和平衡。认为井液流动中除了有效能量转换外，还必然存在无效的能量损失，从而合理地解释了IPR曲线的正确性。指出能量补偿装置是一异型单作用活塞泵，其吸入过程与普通抽油泵的吸入过程是一致的，作为异型活塞泵的补偿装置不可能突破容积式泵吸入的规律，不可能吸入处于绝对真空环境内的液体。对室内试验提出了一种新的试验方案。指出加挂补偿装置的抽油泵与普通抽油泵在不同条件下的对比试验说服力不强。提出了加挂补偿装置的抽油泵抽油时产量变化的判定原则，而补偿装置作为抽油泵的灌注装置对泵的吸入有改善作用。     

灌注泵的现场试验及初步认识

为了验证灌注泵的增油效果，选择不同沉没度的4口油井，在抽汲参数等条件相同情况下，采用普通泵和灌注泵作对比试验。试验中采用从套管加药消泡的方法确定沉没度的真实值。试验表明，只有在沉没度和泵效低时，灌注泵的增油效果才明显；对于沉没度和泵效都较高的油井，灌注泵增油效果较小；当沉没度和泵效足够高时，灌注泵不增产，反而降低产量。对采用灌注泵后浪面升高和产量降低的原因作了分析，认为油管内液柱压力与泵沉没压力之差必须大于灌注泵的灌注压力，才有增产效果。     

抽油井液压补偿泵的研究

针对中原油田泵效偏低,尤其是深抽井的低泵效情况提出了以提高泵的充满程度为目的的液压补偿泵课题研究。详细分析了影响泵效的因素,展开了方案设计,经反复论证后选定一种结构方案进行了设计、加工、整改、室内试验及现场试验,完成了液压补偿泵的研制及其锚定技术研究,研制出主要由抽油泵、液压补偿泵、锚定器组成的液压补偿泵采油配套技术。抽油泵液压补偿泵采油技术利用上下冲程过程中油管的自然伸长和缩短,增加补偿泵腔内瞬间压力,强行打开抽油泵固定阀,增加抽油泵充满程度,提高泵效。现场37井次试验数据表明,设计原理新颖,结构合理,与抽油泵同步工作,不需要专门作业,能有效增大普通抽油泵的充满系数,提高泵效。     

抽油泵能量补偿装置的参数设计及其他

较详细地介绍了抽油机能量补偿装置（简称补偿泵）的设计要点，并指出补偿泵的最佳参数设计要根据具体井况确定。提出了目前补偿泵使用中所出现的若干问题及解决办法。最后还讨论了如何评价补偿泵的工业试验数据，同时再一次讨论了补偿泵与采收率的关系。     

双作用抽油泵的研究应用

研制的 70mm双作用抽油泵主要由泵筒、空心拉杆、上密封短节、上部进油阀、下部进油阀和柱塞等部件组成。这种泵采用两套进、出油阀 ,在一个往复冲程中完成两次吸液和两次排液动作 ,上下冲程都能出油。中原油田分公司第三采油厂卫城油矿WC5 8— 19井的现场应用表明 , 70mm单柱塞双作用抽油泵在不改变抽油机和抽油杆组合的情况下 ,比同泵径普通抽油泵理论排量增加 2 0 %～ 5 0 % ,系统效率比普通泵高 12 7%。     

数控变频调速技术在抽油机上的应用

常规抽油机的冲程长度、冲次不能实时改变,因而地面装备与井下抽油泵的工况不可能达到最佳配合状态,致使抽油泵的泵效低、冲击载荷大、能耗高。地面抽油装备采用数控变频调速技术,其冲程长度、冲次在规定参数范围内可以任意调节,并可随井下工况的变化而实时变化,能使抽油机-抽油泵系统处于最佳协调状态,达到降低能耗、提高采收率的效果。