[發(fā)明專利]管式抽油泵系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110404959.8
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN103133306A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘美林
• 申請（專利權(quán)）人: 潘美林
• 主分類號(hào): F04B47/00
• 分類號(hào): F04B47/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管式抽油泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

抽油泵系統(tǒng)已有100多年的歷史，隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，抽油泵已經(jīng)由簡單的襯套泵發(fā)展成泵效高、節(jié)能以及適應(yīng)不同需要的多功能抽油泵。

20世紀(jì)以前，國內(nèi)外抽油泵技術(shù)發(fā)展緩慢，到20世紀(jì)中葉才開始研究整筒抽油泵，與襯套式抽油泵同時(shí)生產(chǎn)。關(guān)于抽油泵在技術(shù)上有爭論的兩大問題：一是整筒式抽油泵好，還是襯套式抽油泵好；二是柱塞上是有防砂槽好，還是無防砂槽好。直到20世紀(jì)80年代，由于整筒抽油泵顯著提高了泵效，一般比襯套式抽油泵約提高10％，延長了柱塞泵筒副的使用壽命，并可節(jié)約40％左右的優(yōu)質(zhì)鋼材，逐步取代了襯套式抽油泵，美國API有關(guān)抽油泵的規(guī)模中已淘汰了襯套式抽油泵，這是近年來抽油泵主要的技術(shù)進(jìn)步之一。

為了適應(yīng)采油工藝的需要，已陸續(xù)開發(fā)出各種特殊類型的抽油泵，如適用于大排液量的雙作用泵；適用于高油氣比的兩級(jí)壓縮抽油泵和機(jī)械啟閉閥抽油泵等防氣泵；適用于抽稠油的流線型抽油泵和液壓反饋泵；適用于出砂井的自潤滑式防砂泵，伸縮式三管放砂泵和防砂卡泵等防砂泵；適用于深井抽油的過橋泵；適用于斜井抽油的斜井深井泵；適用于過泵測試或加熱的空心泵，為減小沉沒度的有桿射流增壓泵等。為了延長抽油泵使用壽命，在改進(jìn)抽油泵零部件方面，主要采取提高泵筒柱塞副的耐久性和閥組的可靠性。

泵筒采用了多種原材料和熱處理工藝，除滲氮外，發(fā)展了碳、氦共滲以及鍍硬鉻工藝。柱塞除采用鍍硬鉻工藝外，還發(fā)展了噴焊鎳基合金和噴涂陶瓷等工藝。值得注意的是，為了提高泵筒-柱塞副的耐久性，要根據(jù)油井的特點(diǎn)合理匹配泵筒和柱塞的材料，如在高礦化度介質(zhì)中泵筒采用鍍硬鉻工藝較好，而柱塞也采用鍍硬鉻效果并不理想。為了提高閥組可靠性和抗防腐性，常用高碳鉻不銹鋼和鑄鈷等材料替代一般的不銹鋼。

在油田開采中后期的油井或動(dòng)液面低的油井，特別是高氣液比的油井，氣體是影響抽油泵泵效的主要因素之一。抽油泵在抽汲過程中，泵腔(泵筒內(nèi)游動(dòng)閥與固定閥之間的部分)內(nèi)存在游離氣、溶解氣。

泵上沖程時(shí)，若泵腔內(nèi)的壓力低于氣體溶于液體的飽和壓力，溶于液體中的氣體就會(huì)從液體中游離出來。這些氣體占據(jù)泵腔的一定體積，導(dǎo)致泵的充滿度降低，進(jìn)而引起泵效下降。

泵下沖程時(shí)，泵腔內(nèi)氣液兩相流體被壓縮，直到泵腔內(nèi)壓力大于游動(dòng)閥上部的壓力時(shí)，游動(dòng)閥才打開，將泵腔內(nèi)的原油排出。含氣油井中的抽油泵閥球一般都會(huì)開啟滯后，當(dāng)在泵腔內(nèi)的氣體所占據(jù)的體積足夠大時(shí)，不但下沖程時(shí)游動(dòng)閥打不開，甚至上沖程時(shí)固定閥也有可能打不開，整個(gè)上、下沖程中只是腔內(nèi)氣體在膨脹和壓縮，而沒有液體舉升，此時(shí)抽油泵出現(xiàn)“氣鎖”現(xiàn)象，無法正常工作。“氣鎖”時(shí)還常會(huì)發(fā)生“液壓沖擊”，造成有桿抽油系統(tǒng)的振動(dòng)，加速其損壞。

針對高油氣比油藏在采用有桿泵采油技術(shù)過程中，游離氣和溶解氣影響抽油泵閥的開啟而使采油裝置泵效過低以至于產(chǎn)生“氣鎖”等問題，國內(nèi)外皆進(jìn)行了較多的研究，采取了相應(yīng)的對策，亦獲得了相應(yīng)的成果。

國內(nèi)外油田采取的技術(shù)主要從減少進(jìn)泵液體中的含氣比和降低進(jìn)泵游離氣對泵閥開啟的影響兩個(gè)方面進(jìn)行。前者主要由增大沉沒度，降低沖次和采用各種氣錨和適時(shí)放掉套管氣來實(shí)現(xiàn)；而后者則靠加大沖程長度，減少余隙容積及采用特殊結(jié)構(gòu)的防氣抽油泵來達(dá)到。這其中的主要差別在于防氣抽油泵的防氣原理不同，如采用減小開啟壓差的防氣鎖游動(dòng)閥，采用環(huán)形閥或機(jī)械強(qiáng)制開啟的游動(dòng)閥以減小游離氣對游動(dòng)閥開啟的影響；采用氣液置換的防氣泵或采用兩級(jí)壓縮的抽油泵則是降低壓縮腔內(nèi)的油氣比來提高泵效。所以上述防氣泵皆是在普通抽油泵基礎(chǔ)上對閥體或腔體進(jìn)行了一些改進(jìn)，或增添特種結(jié)構(gòu)而成的新型防氣泵。上述改進(jìn)皆有一定效果，能較好的防止“氣鎖”，提高泵效。但加工難度大，壽命不易提高，且使用時(shí)增加了操作難度。

在高氣液比油井中，氣體對泵效的影響十分嚴(yán)重。這些氣體占據(jù)泵腔的部分體積，會(huì)降低泵腔內(nèi)的充滿度，導(dǎo)致抽油泵閥球開啟滯后，甚至出現(xiàn)“氣鎖”現(xiàn)象?！皻怄i”時(shí)還會(huì)發(fā)生“液壓沖擊”，造成有桿抽油系統(tǒng)的振動(dòng)，加速其損壞。結(jié)果造成抽油機(jī)井頻繁作業(yè)，使檢泵周期縮短，開發(fā)成本增加。因此研究泵效高、壽命長、使用和維護(hù)方便的新型防氣泵具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值，將創(chuàng)造極大的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種管式抽油泵系統(tǒng)，該管式抽油泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，在相同的油管直徑內(nèi)允許下入的泵徑較桿式泵大，因而排量較大，適合于下泵深度大、產(chǎn)量較小的油井。