節(jié)能高效抽油泵技術(shù)研究

節(jié)能高效抽油泵技術(shù)研究

1下沖程時(shí)抽油桿偏磨現(xiàn)象嚴(yán)重?fù)?jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國90%的油田使用傳統(tǒng)的帶有屋頂葉片的油擠油法，這是一種廣泛使用的油擠油技術(shù)。主要結(jié)構(gòu)是固定泵底部和帶有浮動(dòng)泵頂部的主缸。在正常的生產(chǎn)過程中，其性能完全是由于可靠性底板對(duì)油柱的壓力。因此，油擠板的下降必須克服其下降阻力。因此，發(fā)生了一場彎曲，油擠板與管子之間的位移偏差。位移阻力越大，油擠板的位移阻力就越大。嚴(yán)重的是，油擠板連接到油管的閉合頭、油擠油桿和油丟失。在上沖程時(shí),抽油泵工作的動(dòng)力主要是電機(jī)提供的,油管環(huán)形空間液體的壓力沒有發(fā)揮作用,只能靠電機(jī)提供抽油產(chǎn)生的動(dòng)力?？梢钥闯?常規(guī)有桿抽油泵技術(shù)存在抽油機(jī)系統(tǒng)能耗高,抽油桿偏磨現(xiàn)象嚴(yán)重等。因此,探討一種節(jié)能高效的抽油泵技術(shù)。2設(shè)置在泵下節(jié)能高效抽油泵的主要技術(shù)思路是,將固定閥爾設(shè)置在泵筒上部,游動(dòng)閥爾設(shè)置在泵同下部,到達(dá)充分利用油管環(huán)形空間液體浮力的作用,主動(dòng)利用地層能量舉升,減少泵在上下沖程過程的載荷,減緩抽油桿偏磨現(xiàn)象,達(dá)到節(jié)能高效的目的。2.1閥座、固定閥座包括光桿、油管、游動(dòng)閥、柱塞、密封光桿、密封短節(jié)、固定閥、固定閥座。泵筒與上部油管相連,固定閥座位于泵筒的頂部并相互連接。柱塞位于泵筒內(nèi)部并能上下活動(dòng),其頂部與密封光桿相連。游動(dòng)閥坐在柱塞上并置于固定閥座的下方。2.2油管內(nèi)液柱壓力活塞上行時(shí),地層原油進(jìn)入活塞所讓出的空間,泵內(nèi)壓力繼續(xù)升高,當(dāng)泵內(nèi)壓力超過油管內(nèi)液柱壓力時(shí),固定閥打開爾,游動(dòng)閥爾關(guān)閉,油管內(nèi)液面不斷上升,油流進(jìn)入出油管線?；钊滦袝r(shí),活塞所讓出體積變大,泵筒內(nèi)體積大,壓力變小,當(dāng)壓力小于環(huán)形空間液柱壓力時(shí),導(dǎo)致固定閥爾打開,游動(dòng)閥爾關(guān)閉,流油進(jìn)入泵筒。2.3節(jié)能高效抽油泵在下沖程中的防偏磨機(jī)理(1)降低下沖程阻力高效節(jié)能泵下沖程阻力計(jì)算:通過計(jì)算表明,節(jié)能高效泵能夠有效降低下沖程載荷。(2)降低上沖程載荷高效節(jié)能泵上沖程頂托力計(jì)算:只有油套環(huán)形空間的液體作用在活塞上,因此,F往上=S56活×P沉=24.63×16=394kg常規(guī)泵上沖程頂脫力計(jì)算:F往上=0通過計(jì)算表明,節(jié)能高效泵能主動(dòng)利用地層能量進(jìn)行舉升。(3)綜合分析計(jì)算沉沒度在200m、400m、800m時(shí),下行阻力和頂托力的變化規(guī)律。當(dāng)沉沒度200m,對(duì)常規(guī)泵而言,G0=4.91×136=648kg,F往上=0⑷技術(shù)特點(diǎn)(1)減緩抽油機(jī)井偏磨程度有桿泵采油技術(shù)是油田生產(chǎn)常見的生產(chǎn)方式,隨著油田不斷開采,油田含水不斷上升,因桿管偏磨造成抽油機(jī)井檢泵作業(yè)的井?dāng)?shù)呈逐年增加的趨勢。抽油機(jī)井發(fā)生偏磨的主要原因是由于在下沖程過程中,抽油桿產(chǎn)生彎曲變形造成的。主要是因?yàn)槌橛捅迷谙聸_程運(yùn)動(dòng)過程中,受井內(nèi)液體的作用,產(chǎn)生一個(gè)阻礙抽油桿下行且方向向上的阻力,使得抽油桿的下部受壓,使得中和點(diǎn)上移,加劇抽油桿偏磨程度。通過上述分析,可以證明,節(jié)能高效抽油泵在下沖程時(shí),可將常規(guī)抽油泵在下沖程時(shí)井內(nèi)液體對(duì)抽油桿的阻力,轉(zhuǎn)化為使抽油桿能夠自動(dòng)下行的動(dòng)力,使抽油桿不受此阻力的影響,大大減少了使抽油桿發(fā)生彎曲的阻力,使抽油桿能夠保持較好地伸長狀態(tài),有效降低抽油桿的中和點(diǎn),達(dá)到較好的防偏磨效果。(2)有效降低系統(tǒng)舉升能耗通過與常規(guī)抽油泵計(jì)算對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),節(jié)能高效抽油泵在上沖程時(shí),能夠利用地層的能量,提供一個(gè)向上的托舉力,在下沖程時(shí),能夠額外產(chǎn)生一個(gè)使抽油桿上行的力。可見,節(jié)能高效抽油泵能夠有效降低機(jī)采系統(tǒng)舉升載荷,起到節(jié)能降耗的作用。結(jié)論該技術(shù)利用液壓反饋原理可以降低下沖程阻力,甚至使柱塞主動(dòng)下行,同時(shí)可降低上沖程載荷,減少摩擦所消耗的能量,達(dá)到節(jié)能效果。該技術(shù)可始終保持抽油桿處于拉伸狀態(tài),降低抽油桿中和點(diǎn),減緩抽油桿偏磨程度。以實(shí)例進(jìn)行分析,假設(shè)一口井泵掛深度1700m,原油密度0.8g/cm3,沉沒度200m,柱塞直徑38mm,桿柱直徑25mm,活塞直徑56mm。則S38柱=11.34cm2,S25桿=4.91cm2,S56活=24.63cm2,P液=136kg/cm2,P沉=16kg/cm2,將常規(guī)抽油泵和節(jié)能抽油泵在正常工作時(shí),泵的受力情況進(jìn)行對(duì)比。泵下端面阻力=S柱×P沉=G向上泵液壓反潰力=(S柱-S桿)×P液=G向下泵凈阻力=G向上-G向下G往下=(S38柱-S25桿)×P液=(11.34-4.91)×136=874kgG往上=S38柱×P沉=11.34×16=181kgG凈阻=181-874=-693kg(主動(dòng)下行)常規(guī)泵下沖程阻力計(jì)算:阻力=S桿×P液=G0G0=S25桿×P液=4.91×136=648kg對(duì)節(jié)能泵而言,G凈阻=-693kg(主動(dòng)下行),F往上=394kg當(dāng)沉沒度400m,對(duì)常規(guī)泵而言,G0=648kg,F往上=0