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。     

三元复合驱无间隙自适应防卡泵的研制与应用

针对三元复合驱油井中泵筒及柱塞表面易结垢而导致漏失量大、泵效低、柱塞磨阻大、卡泵及油杆断脱频繁的问题,研制了无间隙自适应防卡泵。该装置包括无间隙自适应柱塞泵以及无间隙自适应刮削器两部分。柱塞泵利用液压自封原理,采用复合密封结构,漏失量小,泵效高,不易结垢和砂卡;刮削器采用弹簧结构使得刮削器对泵筒直径具有自适应功能,可实现对柱塞以上泵筒段无间隙有效刮垢,阻垢单向阀可以有效防止刮削器刮下来的垢颗粒的沉降,并随着井内流体排出井外。现场试验表明,该装置与常规柱塞泵相比检泵周期由50 d左右提高到400 d左右,统计平均泵效由42.25%提高到63.32%,大大提高了经济效益。     

抽油泵间隙在高温下的变化

在蒸汽吞吐和蒸汽驱的热采井中,热抽期间井下温度一般可达200℃左右,抽油泵衬套和柱塞受热体积膨胀不均,使泵间隙减小。试验测量表明,普通泵泵间隙减小0.01～0.03mm。因此,在选择抽油泵间隙时,热采井比非热采井应大0.02～0.03mm为宜。     

TPA-600型三缸单作用卧式往复柱塞泵液力端改造

针对TPA-600型三缸单作用卧式往复柱塞泵液力端（泵头）柱塞密封盘根结构设计上存在的缺陷．进行了改进．新泵头舍去了原来的可换式盘根底座,将柱塞盘根密封室延长到泵体深处,缩小了原安装盘根座的内孔尺寸,并增设了一个铜环,一个铁环,把柱塞盘根（除润滑油环保留在原位外）整体前移,相应的增加了柱塞的长度;为了保证泵头强度不受影响,还将泵头作相应的加厚。此外柱塞盘根压帽也进行了改进,柱塞盘根润滑油孔和调节盘根用的工具查孔,由六孔改为八孔。改造制作的新泵头,降低了盘根所受压力,利于盘根密封的调整,提高了柱塞盘根密封的可靠性,延长了柱塞密封及泵头的使用寿命。     

低摩阻泵漏失量及摩阻分析研究

为了提高低摩阻泵的工作效率,减小摩阻损失,对泵漏失量、柱塞与泵筒的摩擦力进行理论分析计算,并将由缝隙流动理论计算的摩擦力与液压卡紧力引起的摩擦力进行对比,发现缝隙流动理论计算的摩擦力可以忽略不计,要减小摩阻,关键在于增大柱塞与泵筒之间的间隙和减小漏失量。对低摩阻泵和常规柱塞泵的漏失量和摩阻进行试验验证,验证结果表明,在相同条件下,常规柱塞泵的漏失量大于低摩阻泵,且漏失量的差别随泵径的增加而增大;在泵间隙相同时,常规柱塞泵的摩阻大于低摩阻泵。     

高压液氨泵的改造

<正> 一、概述我厂尿素装置选用国产3W—2BA型卧式三联柱塞泵做高压液氨泵。其结构型式,由电动机通过减速机传动,泵的机械部分由曲轴、连杆、十字头等组成。为了防止突然水锤,泵出口设有止回阀,以防液氨倒流。该泵主要性能参数如下: 流量 24M~3/h 工作压力 225kg/cm~2 进口压力 18kg/cm~2 柱塞直径φ85mm 柱塞行程 240mm 往复次数 105次/分配用电机 JS128—6 电机功率 215KW     

超稠油水平井φ95 mm防砂泵的研制与应用

针对水平井防砂筛管的砂卡现象,特种油开发公司从举升工艺入手,开发研制出了一种新型的水平井φ95 mm防砂泵.该泵具有4大结构特点:环封式柱塞、沟槽结构、强启强闭结构及大间隙结构.在保证泵效的前提下,该泵能有效地防止水平井发生砂卡.该泵投入现场使用后,取得了较好的效果.     

抽油泵柱塞和泵筒环隙漏失研究进展及方向

准确预测抽油泵柱塞与泵筒环隙漏失量,对抽油泵间隙的选择至关重要。间隙选择过大,会使抽油泵漏失量增加,严重影响其泵效和油井产量; 间隙过小,虽然漏失减小,但加剧了柱塞与泵筒的摩擦,影响柱塞和抽油泵的使用寿命。基于国内外对抽油泵柱塞和泵筒环隙漏失方程的研究,分析了理论推导法、试验推导法、数值模拟法3种漏失模型的推导方法,阐述了抽油泵柱塞和泵筒环隙漏失量的研究进展。研究结果表明:当间隙<0.127 mm时,柱塞偏心对漏失量影响较小; 当间隙>0.127 mm时,偏心对漏失量影响较大; 剪切漏失量在总的漏失量中所占比重较大,剪切漏失与压差漏失异向时,会出现负漏失。指出了抽油泵柱塞-泵筒环隙漏失方程的发展方向:从试验角度确定剪切漏失和压差漏失的方向; 同时要对特殊抽油泵的间隙漏失模型开展研究。为更好地指导油井的生产,应结合泵效的其他相关影响因素,借助大数据处理分析,获得最佳的泵效。     

一种新型的井下有杆泵（二）：无缸柱塞泵

这是一种利用油管做泵缸并在两段油管之间摆放机械密封的井下有杆无缸柱塞泵.可用这种泵来代替管式泵。其制造和修理成本比管式泵低得多,修理（更换机械密封、柱塞、凡尔）成本占新泵成本的30％～40％。而且客易组织批量生产。文中还介绍这种泵的技术特性。HCB型无缸柱塞泵的研制、试验台试验。工业试验以及在油田的推广使用。     

液力平衡增压柱塞泵平衡特点分析

根据液力平衡增压柱塞泵的液力平衡结构特点，分析了增压柱塞泵柱塞的受力情况、密封特点，以及液力平衡对增压柱塞泵曲轴强度的影响。通过分析得出结论：采用进液平衡的增压柱塞泵，既可降低泵的柱塞力，减小动力端的径向尺寸，又可提高泵的密封性能，从而改善增压泵的综合性能。     

抽油泵柱塞的改进设想及应用前景展望

理论上讲，随着油田含水的不断上升，偏磨井将逐年增多，统计采油七厂近几年的作业井，也表现出这种规律，并且含水越高、冲数越大、沉没度越低、泵径越大，偏磨越严重。另外，对同一级别的泵来讲，泵柱塞与衬套之间的摩擦将随含水的增加而增加，从而使柱塞和衬套之间的间隙在相对较短的时间内增加的比较多，漏失量也相应随着增加，当间隙达到一定值后，就形成泵漏失。此时，井的产液量大幅度下降，泵效下降，导致检泵。本文针对我厂动管柱作业油井中杆断和因泵柱塞与衬套间隙过大造成泵漏失井占比例较大，且绝大多数杆断井是因偏磨造成的实际问题，提出了抽油泵柱塞的改进设想。该设想一旦获得现场试验成功，就能使因杆断、柱塞与衬套间隙过大而漏失作业起出的旧泵柱塞经过改进，即可和衬套无问题的与之相匹配的旧泵筒组配下井使用，节省作业投入成本。改进的柱塞不仅能克服因衬套与柱塞间隙过大造成漏失检泵的缺点，而且还能有效防止偏磨。     

压裂车柱塞泵曲轴箱窜入酸液原因及改进措施

700型压裂车的3PCF300型三缸单作用卧式柱塞泵存在酸液窜入曲轴箱的现象。为此，对柱塞泵柱塞和密封圈的结构进行了改造，即将密封圈的唇口V形张角由90。增至120，背部尖角形改为半圆形，安装时将由填充聚四氯乙烯和26型氟橡胶制成的密封圈交互排列；将原三位一体的柱塞改为整体柱塞，柱塞表面渗硼调质后再抛光。近2年的使用实践证明，经改造密封圈和柱塞的柱塞泵，未发生柱塞与泵头碰撞和酸液窜入曲轴箱的现象，且柱塞寿命由原来的3－4个月提高到10－12个月，密封圈寿命由500小时提高到1100小时。     

SJX5160TJC12洗井车

SJX5180TYL13型酸化压裂车采用液力机械传动，气动操作。传动平稳，操作简便，工作可靠。柱塞泵最大水功率20kW，柱塞直径φ114．3mm，最高工作压力50MPa，最大排量1275L／min。该车适用于油田酸化作业及浅，中深井压裂作业；水柜和吸入管汇采取防酸腐蚀处理；柱塞泵应用了先进的停机装置；室内设有取暖设备，该车装置有封闭的操作室。该产品性能指标处于国内领先水平，是取代油田原有500型压裂车的理想设备。     

特殊油井用抽油泵泵级的选择

<正> 对于一般油井,正确选择抽油泵的泵级是提高泵效、延长检泵周期的一个重要因素,对一些特殊油井尤其如此。一般将抽油泵按柱塞与衬套之间的配合间隙分为三个等级,一级0.02～0.07mm;二级0.07～0.12mm;三级0.12～0.17mm。对于特殊的油井应合理选择泵柱塞与泵筒的配合间隙。     

空心柱塞的试制

<正> 在卧式高压柱塞泵中,柱塞作水平往复运动时产生侧压力,柱塞在填料和导向套之间会发生偏磨,将会缩短填料的寿命。假若减轻柱塞的重量,从而缩小其挠度值,提高柱塞运行的直线性,减少对填料的偏磨,这是改善填料函工况的一个重要环节。为此,我们试制了空心柱塞进行试运。空心柱塞用φ83×17的Cr18Ni12Mo2Ti     

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。     

碳纤维抽油杆采油系统柱塞超冲程产生机理

碳纤维抽油杆由于其本身的优势在油田得到推广；但在使用时存在柱塞超冲程现象，导致碳纤维连续抽油杆的设计使用缺少理论依据。采用运动分解的方法将抽油杆运动分解为由悬点位移激励和泵载荷激励的两个子运动，并建立相应数学模型，采用有限差分法求解，与现场数据对比，验证了模型的准确性。同时，建立了柱塞超冲程的仿真模型，分析了柱塞超冲程的产生机理及冲数、悬点冲程、泵径、泵挂和碳杆占比对柱塞超冲程的影响。仿真和分析结果表明：①柱塞相对超冲程由悬点位移激励的同频超冲程和泵载激励的谐振超冲程组成；②加载完成时悬点的速度、杆柱的谐振性能参数越大，谐振截止相位越接近3π/2，柱塞谐振超冲程越大；阀二次动作会削弱柱塞谐振超冲程；同频超冲程随抽油杆柱的固有频率增加而下降，随冲数和悬点冲程增加而上升；③柱塞相对超冲程随冲数的增加波动上升，随悬点冲程的增加先下降、后上升，随泵径的增加先上升、后下降，随泵挂的增加单调上升；④在极值冲数或较高冲数、极值碳杆占比（杆柱固有频率最低时的碳杆占比），高泵挂时，柱塞超冲程现象明显。     

压裂用大功率五缸柱塞泵的研制

随着油田压裂工艺的发展,大功率的柱塞泵越来越成为压裂作业的发展趋势,为此,研制了SJ2500五缸柱塞泵。这种泵具有压力高、排量大、性能可靠、结构紧凑、操作灵活等特点,采用一种柱塞的性能参数(压力、排量)可覆盖目前所有固井、压裂用三缸柱塞泵在各种柱塞时的性能参数,是油田酸化压裂作业的理想设备。该泵于2006年7月在美国德克萨斯州井场工作,其噪声等级低于现场其它泵,经过354h的现场施工,整个泵运行状态良好,美国用户对泵的整个操作很满意。     

出砂油井用抽油泵初始间隙的选择

在我国油田的大部分抽油井中 ,抽油泵易损件都受到以石英砂为主的各种形式的磨损 ,而直径≤ 0 15mm的石英砂粒大部分都能通过滤砂器 ,进入油管被抽汲、携带出地面。为了防止砂粒卡泵、减轻砂粒对抽油泵柱塞 -泵筒摩擦副表面的磨损 ,出砂油井用抽油泵初始间隙δ0的选择应以较小间隙为原则。根据泵径和井下泵入口处的井液粘度 ,由公式δw=0 0 133D +0 0 73η计算泵的工作间隙δw。泵工作时 ,工作间隙δw 比初始间隙δ0 增大约 0 0 0 2mm。选泵时 ,泵的初始间隙为δ0 =δ　0w - 0 0 2 mm比较合适 ,热采油井不会发生因温升造成间隙减小而卡泵的现象     

聚合物产出液在抽油泵缝隙中的漏失量计算

根据聚合物产出液属于幂律流体，运用非牛顿流体力学理论。通过对聚合物产出液在泵筒与柱塞间缝隙中流动规律的研究，导出了泵筒与柱塞间缝隙漏失量的计算公式；此外还作出了水驱油井产出液和注聚合物驱油井产出液漏失量与挂泵深度的关系图。为合理选择聚合物驱油机井泵筒和柱塞的配合间隙提供了理论依据。