抽油泵柱塞与泵筒间隙漏失量计算方法的研究

针对原抽油泵柱塞与泵筒间隙压差漏失流量计算方法的不足,依据抽油泵工作过程特点,考虑了泵筒内实际压力变化规律对柱塞与泵筒间隙漏失的影响,建立了柱塞与泵筒间隙瞬时漏失流量和累积漏失液体体积的仿真计算模型。该模型不仅适用于柱塞与泵筒正常间隙漏失的仿真计算,也适用于非正常间隙严重漏失的计算。计算实例表明,随着泵间隙加大,2种计算模型计算结果差距增大,新模型计算结果小于原模型。根据泵筒内液体压力变化规律的仿真模型,可对泵示功图进行仿真,仿真示功图与实测示功图吻合较好。     

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。     

深井高温抽油泵泵筒-柱塞间隙对漏失影响研究

现有文献中,抽油泵漏失计算研究重点集中在泵结构形变等方面,高温引起热变形后对漏失的影响研究不够充分,导致泵漏失计算误差较大。鉴于此,将抽油泵简化为双层圆筒组合空心圆柱体,在研究泵圆环模型的热变形理论基础上,引入修正的弹性模量和热膨胀系数,开展泵筒、柱塞随温度改变的热变形量研究,并借助泵漏失计算研究成果,完成泵筒-柱塞间隙与高温抽油泵漏失量计算。研究出温度、沉没度以及泵挂深度与漏失量之间的定量关系,提出通过对沉没度、泵挂深度的选择和提高间隙配合精度来有效降低抽油泵漏失量。研究结果可为深井高温抽油泵设计、选用、加工与间隙计算提供依据。     

抽油泵金属柱塞与泵筒间隙处泄漏问题的理论分析

文章应用液体缝隙流动理论推导了抽油泵金属柱塞与泵筒间隙处漏失量的计算公式,并从理论上分析了影响抽油泵柱塞与泵筒间隙处泄漏的主要因素。     

消除柱塞与泵筒间隙漏失的新抽油泵

消除柱塞与泵筒的间隙漏失可大幅度提高抽油泵的容积效率，本文提出一种能消除柱塞与泵筒间隙漏失的新型抽油泵结构，并通过理论分析，对新型抽油泵主要尺寸的确定方法进行了探讨。     

聚合物产出液在抽油泵环隙中流速和漏失量计算

根据聚合物溶液属于幂律流体,运用非牛顿流体力学理论,结合抽油泵柱塞动力特点和平行板流理论,导出了泵筒与柱塞环隙中流速和漏失量的解析计算公式,为合理选择聚合物驱油机井泵筒和柱塞的配合间隙、正确计算抽油泵的排量系数打下了理论基础.     

关于整筒管式抽油泵间隙计算的探讨

根据抽油泵的工作状态,提出了抽油泵间隙计算模型,导出了考虑井液温度、井液压力和轴向力作用下泵筒及柱塞径向位移的表达式,进而得到抽油泵间隙的理论计算式。算例表明,现有不考虑井液温度及柱塞变形的计算理论过于粗略。应近似地按柱塞位于下止点时的环隙计算抽油泵的环隙静、动态漏失量。     

消除柱塞与泵筒间隙漏失的新抽油泵

消除柱塞与泵筒的间隙失可大幅度提高抽油容积效率，本文提出一种能消除柱塞与泵筒间隙漏失的新型抽油泵结构，并通过理论分析，对新型抽油泵主要尺寸的确定方法进行了探讨。     

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。     

抽油泵漏失系数的概念与计算方法修正

有杆抽油系统中抽油泵容积效率的计算一般由柱塞行程损失系数、泵筒的充满系数、漏失系数和抽汲液体的体积效应系数等 4部分构成。从分析抽汲液体的损失排量角度分析了各系数的含义 ,并指出传统漏失系数的概念与计算方法存在的问题。一般认为 ,抽油泵的漏失系数为其理论排量和漏失量的差值与理论排量之比 ,按此概念进行计算会得出不同的容积效率。鉴于此 ,给出了漏失系数相应的概念与修正的计算方法 ,并得出以下结论 :(1)泵漏失系数是进入泵筒内的液量和泵筒内液体漏失量之差与进入泵筒内液量之比 ;(2 )传统算法所计算的漏失系数大于修正方法所计算的漏失系数 ;(3)各损失排量分别计算有助于泵效分析 ;(4)现场应用中 ,分析泵效应考虑油管的漏失     

整筒管式抽油泵环隙漏失量的探讨

将整筒管式抽油泵柱塞与泵筒间的环形间隙处理为渐缩间隙,并获得了静、动态环隙漏失量的一般表达式。文末算例表明,渐缩间隙模型的环隙漏失量比平行平板模型的环隙漏失量小得多。     

抽油泵柱塞环槽结构对漏失量的影响研究

抽油泵工作过程中,由于泵筒与柱塞之间存在一定间隙,在柱塞两端的液体压差及剪切力的作用下,会使大量液体通过间隙漏失,对泵效产生严重影响。为分析抽油泵柱塞环槽结构对柱塞与泵筒间隙漏失量的影响机理,通过建立柱塞环槽不同结构的抽油泵模型,根据抽油泵工作特点,设定了不同边界条件下的多物理场耦合模型,通过数值模拟分析了槽宽、槽深、槽距、槽数和环槽位置对环槽内流体速度场及间隙漏失量的影响规律。分析结果表明:在环槽内形成的涡流受到槽宽与槽深这两个因素影响较大,当槽深和槽宽相接近时,所形成的涡流较为完整,且涡心几乎位于环槽中心,而环槽位置、槽距及槽数发生变化时,对环槽内所形成涡流的形状基本无影响;在一定范围内,随着槽深和槽宽的增大,漏失量逐渐减小,到达一定范围后,随着槽深和槽宽的进一步增大,漏失量不再随其发生明显变化。所得结论可为抽油泵漏失机理的进一步研究和结构改进提供指导。     

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。     

整筒管式抽油泵环隙漏失量计算模型的完善

为提高整筒管式抽油泵环隙漏失量的计算精度，针对柱塞与泵筒偏心及泵工作时环隙里倒喇叭状的实际情况，提出了计算整简管式抽油泵环隙漏失量的心渐缩环隙模型，并根据流体力学理论，导出了该模型的动、静态环隙漏失量计算公式。实例计算结果表明，柱塞偏心度对环隙漏失量的影响随泵径和果挂深度的增加而减小，且泵挂深度越小、泵径越大，减小幅度越大。     

抽油泵柱塞和泵筒环隙漏失量计算的新公式

柱塞和泵筒在井下工作时因受井液压力、温度和轴向力等因素的影响,柱塞外径和泵筒内径产生径向位移,改变了初始装配间隙值,使柱塞和泵筒环隙沿柱塞长度近似呈倒锥形,且在井下通常泵筒和柱塞的轴线是不完全平行的。根据流体动力学楔形缝隙流动理论,应用MATLAB符号数学工具箱,导出了泵筒和柱塞的轴线在平行和不平行2种情况下环隙漏失量的精确和简便近似计算公式,为抽油泵泵效的计算提供了理论依据。     

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。     

组合柱塞防卡抽油泵的设计

针对常规抽油泵存在间隙漏失和在含砂、结垢油井中使用易卡泵的问题,设计了一种新型组合柱塞防卡抽油泵。这种抽油泵的柱塞密封段采用弹性的金属密封环与软密封环组合,柱塞上、下两端各装有1个浮动刮垢环。由于采用软密封,柱塞与泵筒之间的间隙漏失为零,柱塞遇阻后,在阻力作用下,柱塞径向能产生较大的收缩,直径能减小2mm,从而能有效地防止卡泵,延长抽油泵的检修周期。现场应用表明,下新型泵后单井平均日增加产油量6t,平均泵效提高13.3%,8口井平均免修期达225d。     

抽油泵柱塞的改进设想及应用前景展望

理论上讲，随着油田含水的不断上升，偏磨井将逐年增多，统计采油七厂近几年的作业井，也表现出这种规律，并且含水越高、冲数越大、沉没度越低、泵径越大，偏磨越严重。另外，对同一级别的泵来讲，泵柱塞与衬套之间的摩擦将随含水的增加而增加，从而使柱塞和衬套之间的间隙在相对较短的时间内增加的比较多，漏失量也相应随着增加，当间隙达到一定值后，就形成泵漏失。此时，井的产液量大幅度下降，泵效下降，导致检泵。本文针对我厂动管柱作业油井中杆断和因泵柱塞与衬套间隙过大造成泵漏失井占比例较大，且绝大多数杆断井是因偏磨造成的实际问题，提出了抽油泵柱塞的改进设想。该设想一旦获得现场试验成功，就能使因杆断、柱塞与衬套间隙过大而漏失作业起出的旧泵柱塞经过改进，即可和衬套无问题的与之相匹配的旧泵筒组配下井使用，节省作业投入成本。改进的柱塞不仅能克服因衬套与柱塞间隙过大造成漏失检泵的缺点，而且还能有效防止偏磨。     

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     

抽油泵环隙漏失量的计算

根据柱塞和泵筒在并下工作时受井液压力、温度和轴向力等因素的影响，使环隙沿柱塞长度近似呈倒锥形，通过对液体在楔形缝隙中流动规律的研究，导出了泵筒与柱塞同吨和偏心两种情况下的环隙漏失量的精确和近似公式，这些公式可直观反映出间隙和偏心量的大小对漏失量的影响。实例计算表明，计算结果正确。