一种新型防垢抽油泵的应用

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　　摘 要：在油井生产过程中，抽油泵抽汲过程时，泵上油管内的砂、垢等杂物下沉至固定阀罩内堵塞阀球，当油井结垢严重时会导致游动阀、固定阀双失灵，缩短抽油泵使用寿命，影响油井生产，增加油井维护费用。为此，研发了一种新型防垢抽油泵，该防垢泵采用双沉垢通道、长尾管结构，能有效防止污垢堵塞阀球，延长抽油泵使用寿命。
　　关键词：油井结垢；防垢泵
　　有杆泵采油是当前国内外应用较为广泛的机械采油技术之一。在油井生产过程中，抽油泵抽汲过程时，泵上油管内的砂、垢等杂物下沉至固定阀罩内堵塞阀球，缩短抽油泵使用寿命，影响油井生产。目前常用的防垢工艺主要分为化学法防垢和物理法防垢。化学法是加入一种化学药剂使钙、镁等离子与其生成一种更稳定且易溶于水的络合物或螯合物，同时这种药剂还具有防止正在或已经析出的晶体粘附到器壁上的作用；物理法是采用强磁场、声场或电场处理来改变成垢离子的电子运动方位及轨道，减弱离子间的亲合力和增加盐的溶解度等进行防垢。另外一些油田通过对常规泵结构的一些改进，研制应用新型防垢泵，但在现场应用中存在一些防垢泵存在沉垢空间不够、防垢措施不够全面等问题，造成上游动阀和固定阀处易卡埋。
　　随着油田开采的逐步深入，产出液含垢的油井数逐渐增多，出砂结垢程度越来越严重，既影响油井正常生产和油井产量，又导致油井频繁作业和地面流程堵塞，增加油井产出成本，因此寻求一种高效防砂防垢抽油泵迫为需要。
　　1 新型防垢泵的结构及特点
　　新型防垢泵是由长柱塞、短泵筒、泵护套、泵接头、泵壳和防垢固定阀等组成，结构见图1。防垢固定阀主要包括帽式阀罩、阀球、球座和阀接头，球座、阀球和帽式阀罩与泵壳之间形成的一个泵内环形沉垢空间。另外防垢泵筒与普通深井泵筒相比，增加了由短泵筒、泵护套形成的一个泵外环形沉垢空间。
　　1.1 新型防垢泵具有以下结构特点。
　　①采用长柱塞与短泵筒的密封配合结构：柱塞有三分之二往复运动在短泵筒之外，避免了常规泵柱塞上端易沉积垢问题，这样就大大的减少了柱塞被卡在泵筒里，起到了防卡作用；②采用双沉垢通道结构：防垢固定阀与泵壳之间就形成了一个泵内环形沉垢空间，进入油泵的下腔的垢以及其它杂质就沉积在这个环形沉垢空间，起到了固定凡尔防卡作用。另外防垢泵筒增加了由短泵筒、泵护套形成的一个泵外环沉砂、垢空间，抽油时带到泵筒上部的垢和杂物由于重量之差就沉积到这个空间，减少柱塞被垢卡的机率，保证柱塞能正常工作。
　　3 新型防垢泵的改进
　　2011年开始防垢泵在现场进行应用，取得一定得效果，能在一定程度上延长油井检泵周期，同时提高抽油泵的泵效。但是由于在一个泵长度范围内形成了两个环形空间，应用存在泵外环形空间浅、容积小、易卡、堵泵、易疲劳损坏等问题。因此通过研究进一步对防垢泵的结构及材质进行改进。改进后的防垢泵主要由泵壳、短泵筒、长柱塞、三通道固定阀、沉砂尾管等组成（见图2），另外防垢泵泵体外侧设置一定長度的进液筛管。
　　与原有的结构相比，主要进行以下改进：
　　①在阀体下端增设内沉垢管和外沉垢管，加长了泵内、外环形沉垢通道、增大了容积；②采用三通道固定阀：抽油泵上行时，固定阀的阀球在油套环空液柱压力的作用下打开，液体经进液通道及出液通道进入泵筒。抽油泵下行时，柱塞下方泵腔体积减小，压力增大，游动阀在腔室压力的作用下打开，向上排油。在泵的往复工作中，沉积在泵壳与泵筒环形空间的垢沿固定阀外沉垢通道进入到外沉垢管中，沉积在固定阀罩上的垢沿固定阀内沉垢管通道进入到内沉垢管中；③固定球阀采用陶瓷球：陶瓷球可以降低固定阀开启压差和流体通过泵阀压力降，同时陶瓷材料具有抗腐蚀、抗结垢特点。
　　4 应用及小结
　　新型防垢泵先后在JS油田F6、W19等井应用了7井次，从整体应用效果来看，应用防垢泵后，油井平均泵效提高了7.5%，累计增油232吨，平均延长油井免修期89天。研制的新型防垢泵可以有效地降低抽油泵卡、堵的机率，提高油井免修期，同时减少抽油泵漏失，提高了抽油泵泵效，适用于出砂结垢井。
　　参考文献：
　　[1]张琪.采油工程原理与设计[M].北京：石油大学出版社，2000.
　　[2]宋开利.长柱塞式防砂泵现场试验效果及评价[J].石油钻采工艺，2000（22）：74-76.
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