三作用固定阀抽油泵研制与应用

　　三作用固定阀抽油泵研制与应用张春光1钱钦2杜勇2贾耀勤2邹群2陈晓英3（1.胜利石油管理局石油开发中心，山东利津257000；2.胜利油田桩西采油厂，山东东营257237；3.胜利油田胜利泵业有限公司，山东东营257079）了一种三作用固定阀抽油泵。该特种固定阀由换向弹簧、导轨管、转向销、圆锥体、复位弹簧、半阀球等部件构成，通过转向销处在导轨管中的不同位置，可实现泄油、堵塞和单流阀等3个作用，较好地实现了溢流井不压井起下管柱和结蜡井正常泄油。自2009年以来，现场应用三作用固定阀抽油泵15井次，其中自喷转抽井应用7井次，高含蜡井应用8井次，作业成功率100.现场应用表明，三作用固定阀可以有效减少作业周期，降低压井作业对油层的伤害。

　　有杆泵机采举升方式是目前国内外油田普遍采取的机械采油形式，其中抽油泵固定阀是由阀球和阀座组成，工作时井液只能从尾管向泵筒单向流动。因此，现场需要开发一种新型泵，解决以上问题。

　　1结构及工作原理l.i结构三作用固定阀由换向弹簧、导轨管、转向销、中三作用固定阀抽油泵结构示意图下泵前检查三作用底阀是否处于堵塞状态。）下完井管时，油套环空用自封胶筒封隔，观察油管若有溢流现象，说明三作用底阀失效，及时起出更换。

　　按设计泵深要求下入完井油管，用油田污水对完井油管及栗整体正试压6MPa，停泵稳压5min，压力不降，合格。

　　按设计杆柱组合下入抽油杆，加压20kN，碰泵1次，上提防冲矩。

　　MPa，井口无刺漏，合格交井。

　　2.2结蜡井1.2工作原理通过上接头与泵筒连接后，下入井中。下入抽油杆后，利用抽油杆撞击中心轴压缩转向弹簧，带动其上安装的转向销在导轨管内壁加工的轨道中移动，在导轨槽下部变换轨道，并在转向弹簧作用下弹至导轨槽上部固定，从而完成一次变轨过程。针对不同的井况需要，下井前，三作用固定阀的转向销处于不同的导轨槽。

　　对于自喷井，下井前将转向销处于第三导轨槽，使得圆锥体坐于圆锥座中，从而将泵筒上下油管封隔。这样起下管柱时，井筒中的高压井液不会通过管柱喷出，避免冒喷或压井作业。完井管柱和抽油杆下人到位后，利用抽油杆再次撞击中心轴，使得转向销处于导轨槽，此时半阀球回坐于阀座上。正常抽汲生产时，上冲程，尾管内压力大于泵筒内压力，半阀球上移，井内流体流人到泵筒中；下冲程，在泵筒内压力和复位弹簧的作用下，半阀球回坐于阀座。

　　对于结蜡井，起完井管柱前，利用抽油杆撞击一次，使得转向销从导轨槽转向至第二导轨槽，此时半阀球无法回坐于阀座上，泵筒上下的油管形成过流通道，管柱中的井液回落到井筒，可以正常起出原井管柱。

　　1.3主要技术指标径38mm，换向弹簧极限压缩量81mm，换向弹簧初始压缩量12mm，复位弹簧极限压缩量12mm，适用044mm管式栗。

　　2施工工序2.1自喷井用完井抽油杆加压20kN，碰泵1次，用油田污水正替，观察套管是否返液，验证底阀是否处于泄油状态，起出抽油杆。

　　起完井油管，观察起出油管内壁结蜡情况和管内流体是否回落井中，若结蜡严重，可用清蜡剂溶液正替出管柱或正挤人地层，正替液体体积地温梯度计算的结蜡点深度对应的油管内容积。

　　起完原井油管后，执行下步设计施工工序。

　　下完井时，检查底阀处于抽汲状态。

　　按操作规范执行有杆泵完井的试压、试抽等工序，合格后，交井。

　　2.3注意事项结蜡井当三作用底阀处于泄油状态，若油管内结晶的固体蜡无法回落到井中时，可起出抽油杆或将抽油杆提出泵筒，用清蜡剂溶液正替出管柱或正挤人地层，再执行下步工序；利用抽油杆撞击三作用底阀时，一般所加负载为20kN，过小无法实现转向变轨，过大会损坏转向弹簧。

　　3现场应用桩149、桩148和桩59等区块位于滩海区，渗透率（10~100）x10nm2，采用压裂投产，一般压裂后会自喷生产，因此以上区块的作业井井控要求极高。

　　在进行自喷转抽作业时，由于井口油压过高，通常采用高密度压井液压井后下完井管柱的方式。部分油井由于压井液对储层造成污染，自喷转抽后只能低产、低效生产。桩74、941等为高含蜡区块，产出液含蜡量达20~30.部分井在生产过程中，溶解在原油中的蜡不断析出，凝固点以上管柱结蜡严重，无法投棒打开泄油器。起完井管时不仅造成地面污染，而且在起结蜡点以下油管时，易发生井喷事故。

　　自2009年以来，在以上区块应用三作用固定阀抽油泵15井次，其中自喷转抽井应用7井次，高含蜡井应用8井次，作业成功率100.压裂后自喷生产，峰值产量：产液19t/d，产油19t/d，含水0.自喷生产547d后停喷，停喷时套压为3.8MPa.在进行自喷转抽作业时，由于井口溢流，无法正常下人完井管柱，经讨论改下044三作用固定阀抽油杲。下井前将三作用固定阀处于堵塞状态，未进行压井作业。下入完井管柱后，利用抽油杆撞击底阀一次，使其处于抽汲状态，开抽生产，生产稳定，产油达27t/d. 4结论三作用固定阀抽油泵改变了常规管式泵固定阀单一的作用，能够实现泄油器、堵塞器和单流阀等3种作用。同时利用完井抽油杆对底阀进行撞击，实现了不动管柱底阀的堵塞、泄油和抽汲3种状态顺序改变，减少了作业强度和地面环境的污染。

　　转向销对半阀球起到扶正居中的作用，避免常规管式栗处于斜井段时，阀回坐不严，泵效减小的问题；复位弹簧可使半阀球强制关闭，避免阀关闭滞后现象出现。

　　三作用固定阀抽油泵在现场应用过程中，暴露出阀漏失和换向弹簧断裂等事故，影响了实施效果和检泵周期。下步通过对阀和弹簧材质的改进，进一步延长该泵的使用寿命。