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《內(nèi)蒙古石油化工雜志》2015年第四期

1水平井用柔性金屬泵的設(shè)計與改進(jìn)

根據(jù)柔性金屬泵的特點(diǎn)，我們改造了固定凡爾結(jié)構(gòu)(如圖)，采用金屬短筒活塞，抗磨損能力大增強(qiáng)，將其應(yīng)用于水平井采油，取得較好的應(yīng)用效果。該泵結(jié)構(gòu)依然采用多極密封結(jié)構(gòu)，單級密封單元采用非接觸式彈性間隙密封，密封單元結(jié)構(gòu)短，短柱塞本身具有不易砂卡的特點(diǎn)，采用非接觸式彈性間隙密封，將普通泵柱塞與泵筒之間的硬性間隙變?yōu)閺椥蚤g隙，當(dāng)砂粒進(jìn)入柱塞與泵筒之間并形成卡泵趨勢時，柱塞可以產(chǎn)生一定的彈性變形，避免卡泵，并可以避免砂粒對泵筒及柱塞外表面的損傷，延長檢泵周期。多級密封單元結(jié)構(gòu)允許將單元結(jié)構(gòu)上端設(shè)計為銳角，起刮砂作用，能夠最大限度減少沉降砂粒進(jìn)入密封間隙的可能性。柱塞與泵筒之間的密封間隙為彈性間隙，在液柱壓力作用下，間隙值可自動補(bǔ)償，液柱壓力升高則密封間隙縮小，可以降低整泵的漏失量，提高泵效，整泵漏失量相對普通泵(同一間隙等級)降低1/2以上，用于深井時，依靠高液柱壓力實(shí)現(xiàn)密封間隙的補(bǔ)償，可以有效降低漏失量，提高泵效。

2水平井防偏磨技術(shù)的改進(jìn)與應(yīng)用

錦州采油廠水平井舉升方式以有桿泵舉升為主，由于水平井斜度大，由于抽油桿和柱塞的重力作用，使井下柱塞下部與泵筒間偏磨嚴(yán)重，而在彎曲段，抽油桿偏磨情況嚴(yán)重，為了解決偏磨問題，我們研究應(yīng)用了雙向保護(hù)抽油桿接箍。雙向保護(hù)抽油桿接箍是在普通接箍上涂覆一層耐磨耐蝕減摩涂層(如圖)。由于涂層的成份、組織結(jié)構(gòu)、硬度與油管相差很大，可以阻止和延遲最初粘著磨損的發(fā)生;涂層特有的成份在涂層(接箍硬表面)與油管(軟表面)摩擦過程中，以片狀形式轉(zhuǎn)移到油管表面，保護(hù)和減緩了油管表面的磨損;同時接箍和油管摩擦過程中該片狀物的存在降低了接箍和油管之間的摩擦系數(shù)，起到了片狀減摩的作用。雙向保護(hù)接箍的設(shè)計一般為在造斜段內(nèi)，每根抽油桿用一個抗磨接箍，直井段每隔2根抽油桿用一個抗磨接箍。由于接箍與油管之間磨損的鐵屑常造成卡泵，因此，我們應(yīng)用鐵屑收集器吸附油井管桿磨損產(chǎn)生的鐵屑，減緩了鐵屑對泵的磨損和避免卡泵事故的發(fā)生。從現(xiàn)場應(yīng)用情況看，這兩項工藝結(jié)合實(shí)用有效保護(hù)了抽油桿，延長了油井檢泵周期，大大減少偏磨現(xiàn)象的發(fā)生，現(xiàn)我廠水平井大都均采用該技術(shù)。

3無桿泵采油技術(shù)試驗應(yīng)用成功

我廠首次在遼河油田公司水平井上應(yīng)用無桿泵采油成功。無桿泵(數(shù)控往復(fù)式潛油電泵)，開創(chuàng)了利用電纜傳遞能量的一種新的舉升方式。數(shù)控往復(fù)式潛油電泵由于沒有管桿相對運(yùn)動，不僅克服了偏磨等弊端，而又特別斜井、水平井采油。其基本原理是該系統(tǒng)主要包括地面控制部分、井下電機(jī)組、井下專用抽油泵、連接部分構(gòu)成;其電機(jī)為直線電機(jī)，通過地面控制來決定電機(jī)的往復(fù)運(yùn)動頻率，電機(jī)通過傳動軸與專用抽油泵連接，抽油泵為固定凡爾上置的動筒泵，上行時，泵筒上的游動凡爾關(guān)閉，柱塞上的兩個固定凡爾打開，上行的泵筒將液體擠壓到油管內(nèi)，下行時，泵筒復(fù)位，游動凡爾打開，固定凡爾關(guān)閉，泵筒內(nèi)形成真空，將井液吸入泵筒內(nèi)，同時，電機(jī)此時靜止在底部，泵筒內(nèi)空間有充分的時間充滿，充滿后，電機(jī)再次動作將井液排出，如此往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)抽油的功能。該系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn):①與游梁抽油機(jī)比較，節(jié)省了抽油機(jī)和全井抽油桿;②節(jié)省日常維護(hù)費(fèi)用以及因結(jié)蠟、桿斷、偏磨等原因發(fā)生的作業(yè)費(fèi)用;③可通過地面配套控制系統(tǒng)迅速改變工作參數(shù)，減少調(diào)參、換泵工作量;④該泵與抽油機(jī)相比，節(jié)能效果明顯。

4技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

①水平井專用浮環(huán)泵在遼河油田率先研究、設(shè)計與應(yīng)用成功，并在全遼河油田水平井上推廣應(yīng)用;②水平井用柔性金屬泵的設(shè)計與改進(jìn)，改變了浮環(huán)泵耐磨性差，檢泵周期短的問題，并代替浮環(huán)泵成為現(xiàn)水平井專用泵;③水平井防偏磨技術(shù)的改進(jìn)與應(yīng)用成功，尤其滑動式抽油桿扶正器的應(yīng)用，為保證水平井正常生產(chǎn)提供了技術(shù)保障;④無桿泵采油技術(shù)首次應(yīng)用于水平井生產(chǎn)，泵掛達(dá)到水平段中部，并試驗應(yīng)用成功，其技術(shù)待完善后將成為水平井舉升的重要工藝;⑤繼螺桿泵攜砂采油成功應(yīng)用后，創(chuàng)造性地在錦612－大H101、錦612－大H102兩口稀油水平井應(yīng)用螺桿泵采油成功。實(shí)現(xiàn)百噸井長期穩(wěn)定生產(chǎn)。

作者：張義萍單位：錦州采油廠工藝研究所