提高抽油泵泵效理论研究与技术实践

一、抽油泵及相关抽油装置

1 抽油泵

2 抽油泵失效分析

3 抽油泵工况分析

4 有杆抽油其他装置

二、抽油泵泵效的主要影响因素分析

1 气体和充不满对泵效的影响

2 抽油杆和油管的弹性伸缩对泵效的影响

3 抽油泵漏失对泵效的影响

4 其他因素对泵效的影响

5 提高抽油泵泵效的主要措施

三、降低抽油泵漏失的措施

1 国内常用特殊类型抽油泵

2 高效抽油泵

3 双尾管沉砂抽油泵

4 深抽泵研制

四、减少气体效影响的措施

1 井下油气分离器分气原理

2 常见气锚及其特点

3 变螺距双螺旋气锚

五、降低冲程损失的措施

1 悬挂尾管

2 油管锚定器

3 抽油机减载器

4 抽油杆增油短节

5 液压补偿泵

《提高抽油泵泵效理论研究与技术实践》对影响抽油泵泵效的因素进行了分析。分析认为井下设备在往复运动中，泵效与抽油杆冲程损失、抽油泵充不满、抽油泵漏失这三方面有关，同时进一步分析得到下泵深度、泵挂处井斜、工作参数是影响抽油泵泵效的主要因素。同时，提出了降低抽油泵漏失的技术措施、降低气体对抽油泵影响的技术措施、降低工作参数对抽油泵影响的技术措施、降低抽油泵冲程损失技术措施。

要提高泵效就必须设法减少上述三方面的影响。

1. 抽油杆和油管的弹性伸缩对活塞冲程的影响活塞冲程小于光杆冲程是造成泵效小于1 的不可避免的因素。抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩愈大, 活塞冲程和光杆冲程差别也越大, 泵效就愈低。抽油杆柱所受的载荷不同, 则伸缩变形的大小不同。如前所述, 抽油杆柱所承受的载荷主要有: 抽油杆柱重量及活塞以上液柱重量( 总称静载荷)、抽油杆柱和液柱的惯性载荷及抽油杆柱的振动载荷( 总称动载荷)。下面就分别研究在这些载荷作用下引起的抽油杆柱及油管的弹性变形, 以及对活塞冲程的影响。

2. 气体对泵效的影响

在深井泵开采期, 多数油田是在流压低于饱和压力下生产, 即使在高于饱和压力下生产, 泵口压力也低于饱和压力。因此, 在抽汲时总是气液两相同时进泵, 气体进泵必然减少进入泵内的液体量而降低泵效。当气体影响严重时, 可能发生“气锁”, 即在抽汲时由于气体在泵内压缩和膨胀, 吸入和排除阀无法打开, 出现抽不出油的现象。

若油层能量低, 或原油粘度大, 使泵吸入阻力很大, 往往在油还未充满泵筒时, 活塞就已开始下行, 出现所谓充不满现象, 从而降低泵效。对于这种情况, 一般可采用加深泵挂,增大沉没度, 或选用合理的抽汲参数, 以适应油层的供油能力。对于稠油, 还可采取降粘措施。

3. 漏失影响

影响泵效的漏失包括:

(1 )排出部分漏失。活塞与衬套的间隙漏失, 游动阀漏失, 都会使从泵内排出的油量减少。

(2 ) 吸入部分漏失。固定阀漏失会减少进入泵内的油量。

(3 ) 其他部分的漏失。尽管泵工作正常, 由于油管螺纹、泵的连接部分及泄油器不严都会因漏失而降低泵效。

影响泵效的因素很多, 但从深井泵工作的三个基本环节( 活塞让出体积, 原油进泵和从泵内排出原油) 来看, 可归结为以下三个方面。

(1 ) 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩。由于深井泵工作特点, 抽油杆柱和油管柱在工作过程中承受着交变载荷, 从而发生弹性伸缩, 使活塞冲程小于光杆冲程, 因而减小了活塞让出的体积。

(2 ) 气体和充不满的影响。当泵内吸入油气混合物后, 气体占据了活塞让出的部分空间, 油来不及进入泵内, 或者当泵的排量大于油层供油能力时, 也会使进入泵内的油量减少。

(3 ) 漏失的影响。活塞与衬套的间隙及阀和其他连接部件间的漏失都会使实际排量减少。只要保证泵的制造质量和装配质量, 在下泵后一定时间内, 漏失的影响是不大的。但当液体有腐蚀性或含砂时, 将会由于对泵的腐蚀和磨损使漏失迅速增加。泵内结蜡和沉砂会使阀关闭不严, 甚至被卡而严重破坏泵的工作。在这些情况下, 除改善泵的结构、提高泵的抗腐蚀性能外, 主要是采取防砂及防蜡措施, 以及定期检泵来维持泵的正常工作。