可用于重质油砂层采油的有杆泵

美国Harbison-Fischer公司开发成功一种有专利权的重质油砂层采油的有杆泵。它采用串联的2个柱塞，其下部的压力密封金属喷涂柱塞前沿可将产液中的砂子分离出来，消除柱塞和泵筒问的磨损；而其上部的软密封柱塞无压力通过，这样砂子就不会对它造成磨损。因此可很好发挥每个柱塞的作用，使其长期保持密封，延长使用寿命。     

防砂有杆泵

美国Harbison—Fischer公司生产了一种有专利权的防砂有杆泵。目前，该泵已在出砂严重井中成功通过了现场试验。它采用从下部金属喷镀柱塞前缘，动态清除砂子的方法，由泵的柱塞一泵筒副中分离出固相颗粒，使其下部柱塞和泵简表面可长期密封压力，大大延长了泵在井下的使用寿命；     

人工举升新技术

应用于严重出砂环境的有杆泵 德克萨斯州沃斯堡的哈比一菲舍尔研制成功适用于硬砂生产环境的Sand-Pro有杆泵。该泵采用独特的方法，从压力密封的金属喷镀柱塞前缘分离出砂，通过不断从柱塞及柱塞套筒之间分离出硬砂粒，使得柱塞和套筒表面能保持更久的密封压力，从而延长使用寿命。该泵用2个串联的柱塞把上部砂处理柱塞与下部压力密封柱塞分开。在上层，软密封的柱塞没有压差，不会将砂粒带入，     

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     

一种防喷杆式抽油泵

为解决起下油管过程中原油溢出井口的问题,设计了一种带有防喷装置的双卡杆式抽油泵。这种泵主要由阀杆、支撑总成、支承座主体、柱塞、泵筒、外管、筛管以及防喷装置等组成,它采用顶部机械+皮碗双密封杆式泵结构,提高了密封可靠性,同时在泵的底部增加了防喷装置,阻断油层与井口的连接通道,达到防止原油溢出井口的目的。现场应用表明,这种泵在井底压力不大于20 MPa时,可有效防止起下油管作业过程中溢油事故的发生。     

液压反馈自封高效节能柱塞泵的研究与应用

针对目前采用的柱塞泵摩阻大、漏失大、寿命短等问题，提出了一种新型液压反馈高效节能自封柱塞泵（HSP）。该泵的柱塞芯由中部开有若干个径向槽孔的金属管制成，柱塞上装有一个弹性伸缩套，套在中心筛管柱塞芯上，在弹性伸缩套外面套有若干个耐磨的密封环。上行程时柱塞内部的流体压力作用到胶套内表面上使之向外膨胀，使密封环始终压在泵筒内壁上，形成良好的密封；下行程时弹性伸缩套恢复原状，柱塞和泵筒之间产生间隙。通过有限元力学分析，证明该泵克服了常规柱塞泵摩阻大、效率低、寿命短等不足。室内试验表明该泵实现了下行“无”摩阻，上行自封“无”漏失，专用耐磨环实现了长寿命的目的。现场试验表明，在供液条件充足的情况下，该泵泵效达到60%~80%，可高效节能连续工作2 年以上。     

对提高杆式泵泵效问题的探讨

杆式泵泵效与柱塞衬套间的间隙、阀的密封、连接部件的密封、抽油杆柱和油管柱的变形，以及泵内、外工作筒间的密封等有关。根据杆式泵的现场使用情况，就泵内、外工作筒的锁定与密封对杆式泵泵效的影响进行了讨论。认为杆式泵内、外工作筒的锁定是保证密封的前提，是提高泵效的关键。欲提高泵效，除在内、外工作筒间采用双级密封和增大工作简的锁紧力外，建议采用笔者提出的新型锁定装置。     

金属隔膜防砂抽油泵的研制与应用

针对目前在用的井下抽油泵存在的2大技术难题以及大部分防砂卡抽油泵没有广泛应用的现状,在分析和借鉴现有技术的基础上,研制了金属隔膜防砂抽油泵。该泵主要由泵筒、柱塞、上部阀罩、上游动阀总成、下部阀罩、下游动阀总成和金属隔膜组成。工作时柱塞上、下部的金属隔膜被高压原油压在泵筒上,将含有砂粒的油流与抽油泵活动部件的缝隙隔绝,使砂粒不能进入泵筒与柱塞的接触缝隙,从而达到防砂目的。现场应用结果表明,金属隔膜防砂抽油泵起到了防砂效果,可提高生产效率,泵效达到69.7%。     

柔性金属泵采油技术在浅海大斜度井成功应用

柔性金属泵采油技术是针对浅海平台大斜度井、水平井、出砂油井、深井等复杂井况研制开发的一项新技术。该技术突破了抽油泵传统的柱塞结构，采用相互完全独立的多级密封单元结构，单元间采用非接触式弹性间隙密封，柱塞整体在轴向和径向均具有柔性，在液柱压力作用下间隙值可自动补偿，[编者按]     

软密封柱塞防偏磨抽油管柱设计

1．软密封柱塞抽油泵 (1)软密封柱塞抽油泵结构及特点。软密封 柱塞泵包括泵筒、软密封柱塞两部分。柱塞由钢体 骨架、复合有机耐磨软密封环、尼龙辅助密封环、 隔离钢体等组成(见图1)。该泵主要特点是靠软 密封环实现动密封,密封环设计成碗状,与泵筒过 盈配合密封,具有较高的密封性能。该泵具有三方 面技术优势:一是柱塞钢体表面无需做硬化处理, 加工及装配容易,可降低工具加工成本;二是在检     

压裂泵往复密封性能及机理研究

根据流体动压润滑理论，对压裂泵柱塞密封摩擦副的润滑机理进行了理论分析。在排出和吸入行程，柱塞密封摩擦副均能满足流体动压润滑的条件，即在柱塞与密封界面上能形成并保持一定厚度的油膜润滑密封，从而达到减小摩擦提高寿命的目的；建立了摩擦界面油膜厚度和泄漏量的计算公式。利用有限元法理论，对密封圈的压力沿轴向的分布规律、泄漏量与压力变化关系进行了模拟计算。对往复密封圈沿轴向压力分布、泄漏量随压力变化进行了测试；试验结果表明，建立的计算模型具有较高的计算精度，揭示了压裂泵的密封机理。     

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。     

小泵径杆式抽油泵的研制与应用

针对油田小泵径管式抽油泵修井检泵作业需起出油管柱的问题,研制了一种长柱塞短泵筒结构的小泵径杆式抽油泵。该泵采用长柱塞短泵筒、双坐封结构、弧面结构的密封座环、双游动阀下置、碳化钛阀球和碳化钨阀座等技术方案,解决了小泵径杆式抽油泵的结构设计和可靠性问题。现场试验结果表明:小泵径杆式抽油泵一次性下泵坐封成功率100%,能满足低产液井使用要求,同时还可降低修井检泵作业劳动强度,减少修井占井时间对原油产量的影响,节约生产成本。该抽油泵解决了排量大与单井产液量低的矛盾,可适用于低渗透油田低产井原油的开采。     

长柱塞耐砂泵筒偏磨原因分析及改进措施

长柱塞耐砂抽油泵具有长柱塞短泵筒和环空沉砂的独特结构,能有效解决出砂油井卡泵和泵漏造成检泵周期短的问题,但由于长柱塞属于细长大柔度压杆,下行过程易失稳弯曲偏磨泵筒,柱塞上端失稳挠曲的抽油杆产生的侧向力也会使长柱塞弯曲偏磨泵筒,加之长柱塞短泵筒结构导致泵筒磨损面短且固定不变这个薄弱点,导致泵筒易磨损加剧漏失甚至失效。通过对长柱塞耐砂泵筒偏磨原因进行分析,采取改进措施后,大大减小了泵筒漏失,在现场应用中取得了明显效果。     

抽油泵摩擦磨损试验机的主机设计

国内用于抽油机摩擦磨损试验的试验机试验工况与抽油泵实际工况差别较大,为此研发了可在地面进行模拟研究的抽油泵摩擦磨损试验机。通过对泄漏原油的定量分析,可观察原油泄漏量与泵筒-柱塞之间间隙的关系;对泄漏原油做铁谱分析,可对泵筒与柱塞之间的磨损规律进行研究;还可对抽油泵进行功耗、效率和温升分析。加压机构的设计是该试验机主机设计中的一项重要内容,因此重点分析了加压机构的组成、工作原理、加压杠杆的设计及设计结果。运行试验表明,该加压机构达到了设计要求。     

防砂式无间隙密封抽油泵研制总结

防砂式无间隙密封抽油泵的独特结构集中体现在泵柱塞本体上采用并安装了改进的斯特槽密封、中硬度耐磨胀圈和高硬度耐磨胀圈等 3种可胀密封 ,以及在固定阀罩和游动阀罩部分加工特种造旋结构 ,实现了主动防砂、高效密封不泄漏、长寿命和强抽吸能力 ,可有效地将经过滤砂管的原油、细砂、水、气混合物抽排到油管内 ,最后举升到地面上。新型泵的柱塞适应现有的一切整筒泵 ,可作检泵的换用柱塞 ,代替现有的镀铬、喷焊柱塞     

海上油田分层开采压力膨胀式插入密封技术

针对海上油田油水井分层开发开采时出现的井下防砂密封筒磨损、划伤及腐蚀等原因造成的与插入密封之间密封失效问题,设计了一种具有主动密封功能的压力膨胀式插入密封,此新型密封通过井下管柱内加压使其受压膨胀后与井下密封筒过盈配合,使密封单元主动与井下密封筒达到密封状态,实现分层目的。解封时膨胀单元自动恢复原状实现顺利解封,解决了使用常规插入密封无法正常分层开发开采的难题。现场应用后通过钢丝压力计分层验封结果表明,该压力膨胀式插入密封与常规插入密封相对比,密封效果好,工艺成功率高,能够实现与井下受损密封筒的有效密封,避免了油水井二次完井防砂带来的大量人力物力消耗,为海上油田油水井的分层开发开采提供了技术保障。     

自动旋转柱塞杆式泵

杆式抽油泵是通过插在泵筒里的柱塞抽油的,由于柱塞不旋转,腐蚀性材料容易堆积在柱塞和泵商之间,摩擦产生的高温可以导致柱塞与泵简熔合,甚至会发生抽油杆脱扣。为了解决这个问题,国外研制了自动旋转杜塞,其基本原理是在抽油泵柱塞顶端安装一个“调整器”,它可以让柱塞在下冲程时自动旋转;通过不断地变换柱塞和泵筒的接触区域,旋转柱塞就可起到预防抽油泵磨损的作用。例如,在2明井,使用旋转柱塞后已运转628天,而标准杆式泵运行时间为1闯天。经统计,使用旋转柱塞杆式泵后,维修费用可降低37％（包括修井机、抽油泵、劳务和材料…     

泵筒带螺旋槽的新型防砂卡泵的研制与应用

螺旋槽耐磨防砂卡泵是在普通整泵筒的内壁加工几段正反交叉的盲螺旋槽。采用等径光杆柱塞，柱塞上加一使柱塞旋转的组件——液压缓冲式旋转器。其主要作用原理是，柱塞在运动中，受旋转器的作用，旋转器受到抽油杆的拉力和压力而强迫其沿顺时针方向旋转，从而带动柱塞旋转，柱塞在运动中，不仅有往复直线运动，同时还有圆周运动。磨损均匀，提高了柱塞的利用率。采用螺旋防砂槽泵筒，在柱塞旋转时，砂粒被挤入防砂槽内，而在下一个冲程时。又被液流所冲出，减少了砂卡现象。此泵在大庆油田适用，通过数据对比可以看出，具有推广使用价值。     

软密封柱塞泵的研制与应用

针对聚四氟乙烯和尼龙材质的软密封环耐磨性不高、耐压强度不够和抗老化性能也受到限制,使得该项研究基本处于停滞状态的问题,对软密封柱塞材质进行了优选,确定用聚醚醚酮制作密封环,并完成了软密封柱塞泵的加工。软密封柱塞泵在原刚体整筒泵柱塞外套上,以有机材质接触面取代钢体柱塞泵的刚体硬性接触面,在软密封柱塞泵工作时,只磨损软密封环,不磨损刚体泵筒,达到检泵作业只更换柱塞即完成检泵作业的目的。该软密封柱塞泵共完成现场试验18口井,平均免修期已达到了363 d,最长检泵周期达到509 d。