[發(fā)明專利]基于機(jī)械啟閉閥抽油泵的抽油工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110445160.3
• 申請(qǐng)日: 2011-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103133309A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嚴(yán)歡
• 主分類號(hào): F04B47/00
• 分類號(hào): F04B47/00;F04B53/06;F04B53/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于機(jī)械啟閉閥抽油泵的抽油工藝。

背景技術(shù)

20世紀(jì)以前，國(guó)內(nèi)外抽油泵技術(shù)發(fā)展緩慢，到20世紀(jì)中葉才開(kāi)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(zhēng)論的兩大問(wèn)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(wú)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(zhǎng)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(guó)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(lái)抽油泵主要的技術(shù)進(jìn)步之一。

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(jiǎn)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。

為了適應(yīng)采油工藝的需要，已陸續(xù)開(kāi)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；適用于高油氣比的機(jī)械啟閉閥抽油泵和機(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(rùn)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(guò)橋泵；適用于斜井抽油的斜井深井泵；適用于過(guò)泵測(cè)試或加熱的空心泵，為減小沉沒(méi)度的有桿射流增壓泵等。為了延長(zhǎng)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(kāi)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(guò)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(lái)。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(kāi)，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(kāi)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(kāi)，甚至上沖程時(shí)固定閥也有可能打不開(kāi)，整個(gè)上、下沖程中只是腔內(nèi)氣體在膨脹和壓縮，而沒(méi)有液體舉升，此時(shí)抽油泵出現(xiàn)“氣鎖”現(xiàn)象，無(wú)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(duì)高油氣比油藏在采用有桿泵采油技術(shù)過(guò)程中，游離氣和溶解氣影響抽油泵閥的開(kāi)啟而使采油裝置泵效過(guò)低以至于產(chǎn)生“氣鎖”等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外皆進(jìn)行了較多的研究，采取了相應(yīng)的對(duì)策，亦獲得了相應(yīng)的成果。

國(guó)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(duì)泵閥開(kāi)啟的影響兩個(gè)方面進(jìn)行。前者主要由增大沉沒(méi)度，降低沖次和采用各種氣錨和適時(shí)放掉套管氣來(lái)實(shí)現(xiàn)；而后者則靠加大沖程長(zhǎng)度，減少余隙容積及采用特殊結(jié)構(gòu)的防氣抽油泵來(lái)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(kāi)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(kāi)啟的游動(dòng)閥以減小游離氣對(duì)游動(dòng)閥開(kāi)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(lái)提高泵效。所以上述防氣泵皆是在普通抽油泵基礎(chǔ)上對(duì)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(duì)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(kāi)啟滯后，甚至出現(xiàn)“氣鎖”現(xiàn)象。“氣鎖”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(kāi)發(fā)成本增加。因此研究泵效高、壽命長(zhǎng)、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，提供一種基于機(jī)械啟閉閥抽油泵的抽油工藝，該基于機(jī)械啟閉閥抽油泵的抽油工藝在閥桿上設(shè)計(jì)有推塊和放氣孔，當(dāng)柱塞接近下死點(diǎn)和換向上升一小段距離時(shí)，均能讓柱塞出油閥上下腔連通，提前將上腔室的油氣排到油管中，從而有效地避免了“氣鎖”的發(fā)生。