簡(jiǎn)析耐高溫防砂抽油泵在汽驅(qū)井組中的應(yīng)用

今天河南水泵銷售小編來(lái)為大家介紹一下耐高溫防砂抽油泵在汽驅(qū)井組中的應(yīng)用，希望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭?/span>

耐高溫防砂抽油泵在汽驅(qū)井組中的應(yīng)用。鉆采工藝，抽油泵關(guān)鍵部件易發(fā)生腐蝕和高溫變形等問(wèn)題，造成油井泵效低、生產(chǎn)周期短，達(dá)不到汽驅(qū)生產(chǎn)舉升工藝措施要求。針對(duì)汽驅(qū)開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題，開(kāi)展了適合汽驅(qū)生產(chǎn)特種抽油泵的研究、試驗(yàn)和優(yōu)選工作。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇上對(duì)抽油泵進(jìn)行了改進(jìn)，優(yōu)選了高溫自補(bǔ)償式攜砂泵、柔性金屬泵、耐高溫陶瓷泵等系列特種抽油泵，滿足了汽驅(qū)生產(chǎn)工藝措施要求，為稠油蒸汽驅(qū)大規(guī)模的開(kāi)發(fā)提供了保障。

　　進(jìn)入井筒后，壓力降低，會(huì)產(chǎn)生閃蒸現(xiàn)象；當(dāng)液體吸入泵腔后，壓力進(jìn)一步降低，再次產(chǎn)生閃蒸現(xiàn)象。兩次閃蒸，產(chǎn)生大量水蒸汽，大大增加了抽油泵工作時(shí)的氣鎖現(xiàn)象，使抽油泵不能正常工作。

　　3油層出砂嚴(yán)重，普通泵抗卡能力差含油地層長(zhǎng)期處于蒸汽沖刷和高溫狀態(tài)，原始地層結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。同時(shí)，汽驅(qū)生產(chǎn)要求有較高的采液速度，以降低井底壓力加大生產(chǎn)壓差，提高汽驅(qū)生產(chǎn)效果。生產(chǎn)壓差增大，造成蒸汽在油層內(nèi)的流速增加，高溫蒸汽沖刷油層作用增強(qiáng)，容易導(dǎo)致油層中的砂巖顆粒脫落，脫落后的顆粒隨流體運(yùn)移到井筒內(nèi)，造成油井出砂嚴(yán)重，檢泵周期縮短。

　　4區(qū)塊S含量高，普通泵耐腐蝕效果差齊40區(qū)塊油藏中含有硫質(zhì)成分，在汽驅(qū)高溫高壓條件下易生成HS氣體，HS的存在導(dǎo)致抽油泵關(guān)鍵部件腐蝕，腐蝕反應(yīng)速度隨溫度升高而加快。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，溫度每增加10°c，化學(xué)反應(yīng)速度大約增加至原來(lái)速度的1~2倍。

　　通常，普通抽油泵的泵筒和柱塞均為常規(guī)性處理，存在較多毛細(xì)微孔，腐蝕液很容易侵入鍍層或噴焊層中，*終使鍍層下的基體鐵被腐蝕而呈淘空狀態(tài)，鍍層脫落導(dǎo)致卡泵。

　　二、特種抽油泵工藝原理及技術(shù)特點(diǎn)針對(duì)汽驅(qū)開(kāi)發(fā)中存在的上述問(wèn)題，開(kāi)展了適合汽驅(qū)生產(chǎn)特種抽油泵的研究、試驗(yàn)和優(yōu)選工作。在抽油泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇上都做了重大改進(jìn)，優(yōu)選出了高溫自補(bǔ)償式攜砂泵、柔性金屬泵、耐高溫陶瓷泵等特種抽油泵系列，有效地解決了抽油泵在高溫下變形、腐蝕、卡泵、汽鎖和泵效低等問(wèn)題。

　　1高溫自補(bǔ)償式攜砂泵11結(jié)構(gòu)組成齊40塊是歡喜嶺采油廠稠油生產(chǎn)主力區(qū)塊，自1987年投入開(kāi)發(fā)以來(lái)，經(jīng)過(guò)近20年的常規(guī)吞吐開(kāi)采，產(chǎn)量已進(jìn)入快速遞減階段，常規(guī)吞吐方式已不適應(yīng)該區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的需要。為進(jìn)一步提高采收率，1998年10月在該區(qū)塊開(kāi)展了4個(gè)井組的蒸汽驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，2003年又開(kāi)展7個(gè)井組的蒸汽驅(qū)擴(kuò)大試驗(yàn)，2006年底開(kāi)始全面轉(zhuǎn)入蒸汽驅(qū)生產(chǎn)階段。目前，該區(qū)塊蒸汽驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)已取得成功，擴(kuò)大試驗(yàn)正在向好的方向發(fā)展，工業(yè)化試驗(yàn)已全面進(jìn)入實(shí)施階段。由于蒸汽驅(qū)開(kāi)采需長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)向油層注入高溫高壓蒸汽，抽油泵在井底工作環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，普通抽油泵在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生砂卡、磨損和腐蝕等現(xiàn)象導(dǎo)致抽油泵泵效迅速下降，使用壽命縮短，造成油井檢泵作業(yè)頻繁，常規(guī)有桿泵技術(shù)已成為制約汽驅(qū)采油技術(shù)的瓶頸。

　　一、普通抽油泵在蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)中存在的主要問(wèn)題及原因分析1油層溫度高，普通泵耐高溫性能差普通抽油泵的泵筒一般由碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，表面進(jìn)行硬化處理，柱塞表面用噴焊鎳基合金或鍍鉻。由于油層溫度較高，普通抽油泵工作部件易發(fā)生高溫變形。由于材質(zhì)不同，線性膨脹系數(shù)不同，另外，泵筒與柱塞的截面尺寸不同，這樣就會(huì)使抽油泵的變形方向具有不規(guī)則性和非同一性，造成抽油泵運(yùn)動(dòng)部件和密封部件無(wú)法正常工作，降低了泵效，增加了卡泵幾率。

　　2普通泵汽鎖現(xiàn)象嚴(yán)重，泵效低地層高溫流體進(jìn)入井筒后，由于壓力降低，對(duì)應(yīng)水的飽和溫度降低，部分水的顯熱變成水蒸汽的潛熱，急劇汽化，這種現(xiàn)象稱為閃蒸。蒸汽驅(qū)條件下，地層溫度較高，地層流體鉆采工藝2008年5月主要由固定柱塞、運(yùn)動(dòng)泵筒、金屬密封環(huán)、分砂分液裝置、金屬割縫篩管、沉砂尾管等幾部分組成。

　　1.2技術(shù)原理上沖程時(shí)，泵筒隨抽油桿向上運(yùn)動(dòng)，泵筒上游動(dòng)凡爾關(guān)閉，油井內(nèi)液體經(jīng)金屬割縫篩管進(jìn)入到泵筒和柱塞內(nèi)，柱塞上固定閥爾打開(kāi)，油井內(nèi)液體進(jìn)入泵腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)油過(guò)程。

　　下沖程時(shí)，泵筒隨抽油桿向下運(yùn)動(dòng)，泵筒上游動(dòng)閥爾打開(kāi)，柱塞上固定凡爾關(guān)閉，泵腔內(nèi)液體和砂粒進(jìn)入油管內(nèi)，實(shí)現(xiàn)排油過(guò)程1.3技術(shù)特點(diǎn)采用固定柱塞運(yùn)動(dòng)泵筒式結(jié)構(gòu)，使砂粒不能沉積在泵筒內(nèi)；柱塞上裝有金屬密封環(huán)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)縮放以適應(yīng)泵筒內(nèi)徑變化，避免高溫卡泵；4mm激光割縫，能有效地將大直徑砂粒阻擋在泵外；泵內(nèi)沉砂裝置可將小直徑砂粒沉降到沉砂管柱中，而不會(huì)使砂粒進(jìn)入活塞和泵筒之間，能夠有效避免卡泵；防排砂管柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有泵外擋砂、泵內(nèi)沉砂，柱塞不易砂卡、砂埋的優(yōu)點(diǎn)；2柔性金屬泵21結(jié)構(gòu)組成柔性金屬泵在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與普通泵完全不同，它由泵筒、密封段、中心桿、壓套、浮動(dòng)閥座、半球、導(dǎo)向塊、固定凡爾球、固定凡爾座等幾部分組成。柱塞結(jié)構(gòu)采用軟密封的形式，強(qiáng)開(kāi)強(qiáng)閉，能夠有效防止汽鎖，同時(shí)還具有良好的抗砂性能。

　　22工作原理上沖程時(shí)，柱塞固定組件（中心桿、半球、導(dǎo)向塊）上行，浮動(dòng)閥座與半球接觸形成多級(jí)密封，并帶動(dòng)浮環(huán)組件（密封段、壓套、浮動(dòng)閥座）上于，密封段與泵筒之間形成多級(jí)密封形成抽力，固定閥開(kāi)啟，井液進(jìn)入泵筒內(nèi)柱塞下腔。

　　下沖程時(shí)，柱塞固定組件（中心桿、半球、導(dǎo)向塊）下行，浮環(huán)組件（密封段、壓套、浮動(dòng)閥座）相對(duì)上于，浮動(dòng)閥座與半球離開(kāi)形成通道，同時(shí)固定閥關(guān)閉，柱塞下井液通過(guò)導(dǎo)向塊與泵筒之間、浮動(dòng)閥座與半球之間、壓套與中心桿之間的環(huán)形流道，越過(guò)單級(jí)密封單元上行，之后逐級(jí)上行進(jìn)入油管內(nèi)。

　　23技術(shù)特點(diǎn)柱塞采用完全獨(dú)立的多級(jí)密封單元結(jié)構(gòu)，強(qiáng)開(kāi)強(qiáng)閉，具有防汽鎖功能；柱塞密封單元與中心桿及桿柱之間處于游離狀態(tài)，桿柱的偏心力作用于導(dǎo)向塊，由導(dǎo)向塊承受偏磨，可有效消除井下泵密封單元的偏磨；單級(jí)密封單元采用非接觸式彈性間隙密封，密封單元結(jié)構(gòu)短，不易砂卡；在柱塞上端設(shè)計(jì)為銳角，*大限度減少沉降砂粒進(jìn)入密封間隙的可能性，能夠進(jìn)入密封間隙的砂的粒徑均小于或接近密封間隙值，配合柔性密封間隙，可以有效避免卡泵。

　　3耐高溫陶瓷泵3.1結(jié)構(gòu)組成耐高溫陶瓷泵主要由泵筒、陶瓷柱塞、進(jìn)油閥、大流道高效閥等幾部分組成。

　　3.2工作原理耐高溫陶瓷泵在柱塞上采用了雙閥雙保險(xiǎn)的結(jié)構(gòu)，柱塞上的雙游動(dòng)閥，一組采用硬質(zhì)合金閥，一組采用了陶瓷閥。采用硬質(zhì)合金閥，利用其材料比重大，下降速度快，提高了出油閥關(guān)閉速度；采用陶瓷閥，利用其耐高溫、耐腐蝕和耐磨損的特點(diǎn)，提高泵的工作性能和工作壽命。

　　3.3技術(shù)特點(diǎn)抗高溫耐腐蝕陶瓷柱塞采用工業(yè)陶瓷新材料作為柱塞的基體材料，在陶瓷中添加了增韌劑，提高了柱塞的強(qiáng)度；閥組采用大流道高效閥結(jié)構(gòu)流道面積為普通泵流道的14倍，大大降低了泵的進(jìn)油阻力，提高了泵的充滿系數(shù)；采用防漏雙保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)，保證泵在上下沖程中均能實(shí)現(xiàn)有效的密封，防止漏失，提高泵效和泵的工作壽命；采用泵腔減壓裝置，減輕了泵腔中的汽擊和水擊現(xiàn)象，改善了柱塞和閥組的工作狀態(tài)，提高了泵的使用壽命。

　　三、特種抽油泵使用效果分析1典型井分析齊40―9一3井為2007年投產(chǎn)的一口新井，該井出砂較為嚴(yán)重，熱采投產(chǎn)后連續(xù)下入2臺(tái)抽油泵，都生產(chǎn)2 ~3d后砂卡，油井不能正常生產(chǎn)。后下入高溫自補(bǔ)償式攜砂泵，油井恢復(fù)正常生產(chǎn)。截至目前，該井已連續(xù)工作4個(gè)月以上，表現(xiàn)出了極強(qiáng)的抗砂性能，措施前后產(chǎn)量對(duì)比如所示。

　　1目0§圖丨齊40-9-k33井措施前后產(chǎn)置變化對(duì)比曲線圖藝SB -卜i（2）齊40―9一026井為先導(dǎo)汽驅(qū)井組內(nèi)的一口生產(chǎn)井，泵，沖砂全部漏失，下入柔性金屬泵后正常生產(chǎn)，措施前后產(chǎn)06年5月熱采后下泵生產(chǎn)，生產(chǎn)137d后于06年9月砂卡檢量對(duì)比如所示。

　　9-026并措施前后產(chǎn)董變化對(duì)比曲線―026井是一口汽驅(qū)高溫井，井口溫度在100°C以上。下入耐高溫陶瓷泵前采用普通泵進(jìn)行生產(chǎn)，工作1604后泵漏檢泵，平均泵效242%下入耐高溫陶瓷泵后正常生產(chǎn)366d平均泵效為553%且產(chǎn)量十分穩(wěn)定。再次檢泵作業(yè)時(shí)，對(duì)泵工作部件進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)陶瓷柱塞磨損極小。

　　2使用效果2004年以來(lái)，特種抽油泵在齊40塊汽驅(qū)組中共使用100多井次，累計(jì)增油1.3X1（ft單井同期對(duì)比減少作業(yè)85井次，累計(jì)創(chuàng)效100多萬(wàn)元，取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益。

　　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)表明，蒸汽驅(qū)系列特種抽油泵具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎合理、施工工藝簡(jiǎn)單、防砂抗卡性能好的特點(diǎn)，滿足了蒸汽驅(qū)生產(chǎn)條件下提液量大、高溫、出砂、腐蝕性強(qiáng)、高含氣等復(fù)雜情況的工作要求，完全適應(yīng)汽驅(qū)生產(chǎn)舉升工藝的要求。

　　四、結(jié)論通過(guò)對(duì)特種抽油泵的的研究、應(yīng)用與推廣，形成了一整套先進(jìn)技術(shù)，解決了泵筒、柱塞、固定閥組和游動(dòng)閥組的耐腐蝕、抗高溫和防變形等技術(shù)難題，保證了抽油泵在高溫條件下不卡泵、漏失量小、耐腐蝕，在高含砂、高油氣比的條件下顯著提高泵效，延長(zhǎng)油井的檢泵周期，使出砂嚴(yán)重的油井恢復(fù)正常生產(chǎn)，滿足了稠油蒸汽驅(qū)開(kāi)采條件下高溫復(fù)雜環(huán)境對(duì)舉升工藝的要求。

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