探井超长冲程高效排液技术研究

针对目前深抽、稠油以及高含气探井在试油过程中存在抽油泵泵效低、试抽效果差的问题,研究了探井超长冲程高效排液技术。该技术主要采用超长冲程抽油泵、双级井口密封器和超长光杆等工艺,配套应用压裂后抽油泵专用防气装置和探井连续试油排液装置,可减小气体影响,提高冲程利用率和抽油泵的充满程度,从而提高抽油泵泵效和试油效率。探井超长冲程高效排液技术在胜利油田探井中成功应用8井次,φ44 mm超长冲程抽油泵最大下深2 600 m,施工成功率100%,与同泵径的常规泵相比,其平均泵效提高20%以上。     

长冲程稀油整筒泵的研制及应用

为了解决稀油常规抽油泵在现场应用中存在杆管受力状况差、耗电量大、检泵周期短、泵效低等缺点,研制了长冲程稀油整筒泵。其结构简单、性能稳定可靠,最大冲程达6 m,故相比于常规抽油泵,该泵在保证相同产液量的前提下,可实现低冲次举升,这就降低了管杆柱的振动载荷及惯性载荷,同时使得抽油泵腔室有更加充足的时间充满,因此该泵具有提高机采系统效率和提高泵效的优点,真正实现了油井长冲程、慢冲次的高效开采。自2018年3月以来,在河南油田双河、江河区块,以及春光油田稀油区块共开展现场应用12口井,工艺成功率100%,有效率100%,与措施前相比,平均单井提高泵效5.83个百分点,累计增产原油2 684 t。     

组合泵衬套端面密封可靠性探讨

<正> 我国许多油田机械采油已进入后期,油井大量出水,为提高原油产量,需在长冲程、深抽工况下加大抽油泵排量。然而,目前各油田大量使用的常规组合泵筒管式抽油泵(以下简称常规泵),在长冲程深抽时,由于泵筒长度增加,油管内液柱载荷加大,泵筒外管拉伸变形增大,使得衬套端面间正压力减小而密封失效,大大影响了抽油泵泵效。泵筒较薄的整泵筒抽油泵     

分级承压抽油泵采油技术研究及应用

低渗透油藏CO_2驱可大幅提高原油采收率,但由于注入CO_2使采出介质含气率增大,造成抽油泵泵效降低。为此,研制了分级承压抽油泵。运用数值模拟方法对分级承压抽油泵在气液两相介质下的运行过程进行了仿真计算,得出分级承压抽油泵运行过程中泵筒内压力和气液两相介质的分布及其随时间的变化规律。从模拟结果可知:分级承压抽油泵可使游动阀的开启压力降低,抽油泵下冲程损失减小;该泵还可使游动阀和固定阀开启压差降低,上、下冲程溶解和析出的CO_2气体减少,抽油泵上冲程损失减小,使泵效提高,同时还可以避免发生气锁。分级承压抽油泵与普通抽油泵相比,可提高泵效20%左右,具有显著的增产和增油效果。     

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。     

超长冲程井口密封装置的研制与应用

目前常规井口密封装置多用于抽油机悬点在井口以上的情况,若用于长冲程采油,则地面需配套高架结构,存在稳定性差、起下困难和成本高等问题。为此,研制了超长冲程井口密封装置。该装置采用长密封管补偿对接方式,布置在井口以下,可满足12 m超长冲程抽油需要;采用软、硬组合双级密封方式,具有较好的耐压与密封性能。胜利油田5井次的试验结果表明,该装置在整个试油周期内工作时间长,密封良好,平均泵效达71.6%。     

超长冲程井口密封装置的研制与应用

目前常规井口密封装置多用于抽油机悬点在井口以上的情况,若用于长冲程采油,则地面需配套高架结构,存在稳定性差、起下困难和成本高等问题。为此,研制了超长冲程井口密封装置。该装置采用长密封管补偿对接方式,布置在井口以下,可满足12 m超长冲程抽油需要;采用软、硬组合双级密封方式,具有较好的耐压与密封性能。胜利油田5井次的试验结果表明,该装置在整个试油周期内工作时间长,密封良好,平均泵效达71.6%。     

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。     

双作用抽油泵的研究应用

研制的 70mm双作用抽油泵主要由泵筒、空心拉杆、上密封短节、上部进油阀、下部进油阀和柱塞等部件组成。这种泵采用两套进、出油阀 ,在一个往复冲程中完成两次吸液和两次排液动作 ,上下冲程都能出油。中原油田分公司第三采油厂卫城油矿WC5 8— 19井的现场应用表明 , 70mm单柱塞双作用抽油泵在不改变抽油机和抽油杆组合的情况下 ,比同泵径普通抽油泵理论排量增加 2 0 %～ 5 0 % ,系统效率比普通泵高 12 7%。     

低产井有杆泵高效举升配套工艺

针对低产油井普遍存在供采不平衡、泵效低以及杆管偏磨突出等问题,研究开发了以小直径抽油泵、抽油杆防失稳技术、杆管减磨接箍技术和低产井优化设计技术等为主的低产井有杆泵高效举升配套工艺。采用该配套工艺既能充分发挥和协调油层的供液潜力及抽油设备的排液能力,又可以解决杆管失稳弯曲造成的杆柱冲程损失及偏磨问题,实现了小直径抽油泵的连续高效举升。现场170余井次的应用表明,采用该配套工艺,抽油泵平均泵效提高18%,免修期延长8月以上,收到了良好的应用效果。     

钢带式超长冲程抽油装置用特种抽油泵

为满足超长冲程的需要，采用两个或更多个相互间距离为１００～１５０ｍ的柱塞串联成特种抽油泵的多节柱塞，用油管作为特种抽油泵的泵筒。多节柱塞一油管副间的密封能力由特殊结构的柱塞密封元件——封隔器保证。新型大通道泵阀的采用，增大了特种抽油泵的排量，延长了使用寿命。还综述了柱塞冲程、速度和加速度的计算，为特种抽油泵结构和工作参数的正确选择提供了依据。     

钢带式超长冲程抽油装置用抽油机

简述了８０年代以来国外（主要是前苏联和瑞典）开发的钢带式超长冲程抽油装置用抽油机的结构、类型和特性参数。钢带式超长冲程抽油装置的主要特点是：抽油泵的柱塞冲程很长，从４０ｍ到１５５ｍ；用长钢带代替抽油杆柱作为抽油泵柱塞的传动构件；可用自身的抽油机进行换泵等日常修井工作，停产时间大大减少。钢带式超长冲程抽油装置具有向深井、超深井抽油方向进一步发展的潜力。     

钢带式超长冲程抽油装置的工业试验结果

已有６台钢带式超长冲程抽油装置投入工业试验。试验表明，这种抽油装置完全适用于产量为５－１００ｍ３／ｄ的油井中举升液体。与游梁式抽油机－抽油泵装置相比，在油井液面相同条件下，抽油泵的排量系数较高，为０．５５￣０．７９；举升１吨液体的电能比耗量下降０．６４￣１．５ｋＷ·ｈ。液压传动式超长冲程抽油装置更有无级调节柱塞上下运动速度、工作无噪音和装置振动小等主要优点。指明了尚待改进的一些问题。     

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。     

抽油泵固定阀球最佳跳动高度的确定

华北油田第四采油厂部分油井沉没度超过100 m,而泵效却较低,只有20%。为了提高这部分油井泵效,对泵效影响因素进行分析,发现了气蚀效应对泵效的影响。通过计算重新确定了固定阀球最佳跳动高度,其移动距离由传统的45 mm降低为12 mm,减少了原油中的溶解气逸出和气蚀的影响,解决了阀球运动距离较大导致阀来不及关闭、原油漏失率大的问题。现场应用中改进泵的固定阀罩后,油井平均泵效提高了18%,证明固定阀球跳动高度改为12 mm后能有效提高油井泵效。     

三种防气抽油泵适应性模拟评价

常规抽油泵生产受气体(如二氧化碳驱采出井)影响严重,泵效低。为此,国内研发了不同类型防气抽油泵,如强启闭式防气泵、环阀式防气泵、长柱塞式防气泵等,现场应用测试显示很大程度上解决了气体影响、提高了泵效。但对不同类型防气抽油泵尚没有做过防气性能评价,尤其是防气泵泵效及其适应气液比界限均没有定量标准,这给高气液比区块油井防气泵型选用带来一定的困难与不便,影响了防气技术现场应用效果。基于CFD(计算流体动力学软件)数值模拟方法,对三种防气抽油泵适应性开展了系统性评价,明确了技术应用界限,为现场应用管理提供必要的指导和借鉴。     

泵筒带螺旋槽的新型防砂卡抽油泵

泵筒带螺旋槽的防砂卡抽油泵是在普通整筒泵的内壁加工几段正反交叉的盲螺旋槽 ,采用等径光杆柱塞 ,其上加装一旋转器。旋转器通过抽油杆柱下放压力和上提拉力强迫旋转杆顺时针旋转 ,从而带动柱塞旋转。柱塞在运动中既做往复直线运动 ,同时还做圆周运动 ,故磨损均匀 ,使用寿命延长。采用带螺旋防砂槽的泵筒 ,可使砂粒在柱塞旋转时被挤入防砂槽内 ,而在下一个冲程时又被液流冲出 ,从而防止了砂卡。这种防砂卡泵在大庆油田 92口油井中使用 ,比普通抽油泵平均泵效提高约 3% ,平均检泵周期延长 5 2 5 8d     

长塞环封防砂泵的研究与应用

地层出砂是影响油井正常生产的重大因素之一,排砂工艺是针对细粉砂在机采井上采取的一种防砂 工艺,防砂泵是目前主要的排砂工具。为提高排砂工艺水平,增加排砂工艺系列,研究应用了新型防砂泵--长塞 环封防砂管式泵,根据现场应用,结果证明这种泵有较好的防砂作用,同时可有效地提高泵效。     

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。     

防气杆式抽油泵的研制与应用

针对深井、高油气比油藏,常规管式泵抽油存在气体影响大、泵效低、作业工作量大等问题,研制了一种环形阀式防气杆式抽油泵.讨论了环形阀式防气杆武抽油泵的结构和工作原理、密封材料对环形阀工作寿命的影响、泵的选井条件、适应范围、注意事项以及现场应用情况等.在室内对不同沉没度、不同油气比下泵的容积效率进行了模拟测试:当油气比在300m3/t以内时,泵的容积效率可达60%以上;油气比在1500m3/t时,泵仍不会出现气锁.现场应用表明,在油气比为250m3/t左右时,可提高泵效10个百分点,同时还能减少作业工作量.