短柱塞防砂抽油泵的研究与应用

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　　摘要：目前油田采用的抽油泵主要由泵筒（包括固定阀）、柱塞（包括上游动阀、下游动阀）组成。它与油管构成出油通道。柱塞上阀罩的圆柱面上开有三个出油孔。正常工作时，液流和砂对上阀罩的冲蚀损坏，阀罩断裂，砂卡、砂阻，油井检泵周期短。针对上述问题我们进行了防砂抽油泵的研究，最终研究出了短柱塞防砂抽油泵，通过现场试验，该泵具有极大的推广价值。
　　关键词：短柱塞;防砂抽油泵;出油孔;阀罩
　　1 常规管式泵工作中存在的问题
　　目前油田采用的管式抽油泵，主要由泵筒（包括固定阀）、柱塞（包括上游动阀、下游动阀）组成，它与油管连接构成出油通道，柱塞上阀罩的圆柱面上开有三个出油孔。正常工作时，靠柱塞中的上游动阀、下游动阀与泵筒上的固定阀交替开、闭，将油源源不断的抽到地面;但在长期生产实践中，由于油井出砂、高流速冲击等，管式抽油泵存在以下缺陷：
　　①柱塞上行时，井液从泵筒固定阀吸入，从柱塞下游动阀、上游动阀排出。在含砂油井中，砂粒极易进入泵筒和柱塞密封间隙造成柱塞砂卡停产;
　　②活塞过长，当抽油泵停止工作时，由于液体相对静止，活塞内一段液体中的砂粒沉积到活塞下游动阀上表面，造成砂埋下游动阀，使油井不能正常生产;
　　③阀罩横截面积小、强度低、过流面积小，高速流动的气、砂、液体混合物长时间冲蚀造成上阀罩断裂。因此，要延长检泵周期，提高油井产量，降低生产成本，就必须解决目前抽油泵存在的以上问题。
　　2 短柱塞防砂抽油泵改造
　　针对现有技术所存在的缺陷，要解决的技术问题就是要解决阀罩断和活塞内液体沉砂问题，来保证抽油泵停止工作时柱塞内液体不沉砂或少沉砂，减轻液流对上阀罩的冲蚀而延长断裂时间。
　　为解决这一技术问题，我们在原有管式泵的基础上将下游动阀与上游动阀相贴设置，来解决抽油泵停止工作时下游动阀上积存的沙粒大大减少，避免下游动阀被砂埋;同时，拉长上阀罩，改三孔出油为两孔出油，增大上阀罩实体面积和出油孔面积，达到降低同等总量液体混合物对上阀罩的冲蚀，从而达到避免砂埋下游动阀，延长上阀罩使用寿命的目的。
　　3 短柱塞防砂抽油泵结构及工作原理
　　短柱塞防砂抽油泵是常规管式泵的改型，将柱塞适度缩短，柱塞上阀罩圆柱面由三个出油孔改为两个并适度延长。改造后的抽油泵由泵筒（包括固定阀）、短柱塞（包括上游动阀、下游动阀）组成，它与油管连接构成出油通道。
　　上冲程时，柱塞下面的下泵腔，容积增大，压力减小，进油阀在其上下压差的作用下打开，原油进人下腔，与此同时，出油阀在其上下压差作用下关闭，柱塞上面的上泵腔内的原油沿油管排到地面。同理，下冲程时，柱塞压缩进油阀和出油阀之间的原油，使进油阀关闭、出油阀打开，下泵腔原油进人上泵腔，柱塞一上一下，抽油泵完成一次循环，如此周而复始将油源源不断的抽到地面。
　　4 短柱塞防砂抽油泵优点
　　①缩短柱塞尺寸、减少柱塞与泵筒的接触面积，减少井液砂粒进入泵筒与柱塞密封间隙的几率，避免砂卡柱塞现象发生;
　　②将下游动阀与上游动阀的距离缩至最短，减少油井停抽后砂粒在柱塞内下游动阀上的存积，避免砂埋下游动阀事故的发生;
　　③加长上阀罩，同时将上阀罩上的三个出油孔改为两个出油孔，并将出油孔轴向拉长，从而保证在出油孔流道面积不减少的情况下，增加上阀罩横截面面积，加强了上阀罩处强度，降低液流通过出油孔的流速，提高上阀罩抗冲蚀的能力，延长上阀罩的使用寿命;
　　④柱塞体底部进油口改为喇叭口，降低液流阻力，诱导井液入泵。
　　5 效益评价
　　通过现场应用，短柱塞防砂抽油泵解决了出砂油井活塞砂阻问题，延长了阀罩使用时間，缓解了气液混合物、砂对上阀罩的冲蚀，减轻了砂埋下游动阀程度，在相同油井上使用，检泵周期延长了1/5及以上。按平均检泵周期365天、检泵费用4万元/口，检泵占产时间2天，单井日产油3吨，吨油3000元计算，每口井可节约修井费用0.8万元，检泵期内可多采原油1.1吨;因此，短柱塞防砂抽油泵具有极其广泛的推广价值。
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