多功能稠油泵的研制与应用

　　新产品开发多功能稠油泵的研制与应用杜永欣王景瑞李啸南范海涛王丽军（胜利油田有限公司采油工艺研究院）（胜利石油管理局总机械厂）的防砂均会不同程度地降低油井的产能。为此，研制了多功能稠油泵。这种新型抽油泵采用特殊的抽稠结构、强制启闭结构和沉砂结构，可有效避免砂卡和拉缸现象，提高稠油充满系数，从而防止气（汽）锁。这种泵结构简单，维修方便，可举升粘度S4000mPa-s的原油，与电热杆配套，可实现原油粘度lmPa -S以内油井的开采。20余次的现场应用和30余井次的推广应用表明，这种泵可提高产液量和产油量，且泵效明显提高，取得了较好的经济效益和社会效益。

　　主题词稠油泵结构工作原理研制应用一般抽油泵、防砂泵和稠油泵都无法使出砂严重且原油粘度高的油井正常生产。这些井中，砂卡、泵上积砂事故时有发生，或抽油杆柱下行困难，造成油井停产，作业频繁。一般来说，成功的防砂均会不同程度地降低油井的产能，尤其对于粉细砂岩油藏，防砂的终结果是地层继续出砂或者地层油水不出，形成“干井”。

　　多功能稠油栗是针对上述问题而研制的新型抽油泵，可用于普通出砂井、稠油井和稠油出砂井及油气含量较高油井的抽汲。泵关键零部件的结构、材质及热处理工艺均按出砂稠油井的特点进行设计和优选。新型泵于1998年11月投人现场试验，先后在胜利油田孤东、东辛、胜采、滨南、现河和清河等采油厂推广应用，取得了较好的经济效益和社会效益。

　　结构与工作原理1.结构及特点多功能稠油泵结构如所示。

　　7长柱塞；8?下游动阀；9一短柱塞；10拉杆；11机械阀；12?特殊接头*杜永欣，工程师，生于1957年，1992年毕业于石油大学（华东）采油工程专业，长期从事抽油泵和稠油开发研究工作，现任稠油开采研究所副所长。地址：（257000）山东省东营市。电话：（0546）（1）抽稠结构这种结构采用反馈长柱塞使泵在下行过程中产生下行加压力，克服了因油稠造成的光杆下行困难；短柱塞进油阀采用机械启闭式结构，可有效防止因气（汽）体等原因造成的强制启闭结构常规泵的进油阀是依靠液体的压差来启闭的，而多功能稠油泵的进油阀上连有一拉杆，可使进油阀完成机械启闭，从而增加泵的充满程度，提篼泵效（见）。

　　强制启闭结构工作示意?长柱塞；2连接头；3短柱塞；4一机械阀；5?拉杆沉砂结构沉砂结构由泵筒和外套所形成的环形空间与泵下部连接的沉砂管连通，组成一沉砂通道，沉砂管底部接丝堵，形成泵下沉砂口袋，从而防止泵停抽或砂卡、砂堵。

　　泵筒泵筒为一整体缸筒，由双通接头和扶正体固定在栗的外套中间，拆装方便。

　　上行程时，短柱塞的进油阀关闭，泵筒储油腔中原有液体随着腔室容积减小，压力增大，液体通过长柱塞的排油阀排至泵上油管内，完成泵的排油过程。

　　下行程时，长柱塞的排油阀关闭，短柱塞中的机械开启式进油阀打开，井内油液进入泵储油腔室，完成一次进油过程。随着泵的不断抽汲，泵将井内液体排至地面。由于排油阀呈关闭状态，泵上液柱压力作用在长柱塞上，推动泵柱塞下行，克服了原油粘滞阻力过大造成的杆柱下行困难，保证了泵在稠油井中的正常工作。

　　泵抽汲或停抽时，由于长柱塞挡在泵筒上部，使抽出的砂子不再落人泵筒内，而是通过泵筒与外管之间的沉砂通道沉到泵下沉砂管内，从而防止泵砂卡。作业时，沉砂管中的砂子可全部提出地面。

　　主要技术参数及适应范围多功能稠油泵主要技术参数见表1，可配用CYG22抽油杆和076mm油管。

　　表1多功能稠油泵主要技术参数规格外形尺寸（mmxmm）泵筒长度（mm）大冲程（m）泵排量系数泵具有环空沉砂结构，可在套管油井中工作，适用于原油粘度4OmPa进行防砂而直接采用抽油泵生产的含砂<2.0的稠油井和虽经地层防砂，但仍有部分粉细砂流人井内而导致砂卡、拉缸的稠油出砂井。

　　0以上，且经常砂埋油层不能正常生产，而又未进行地层防砂的稠油井，不宜直接采用该种泵生产。

　　设计计算及管柱配置1.抽油泵设计计算多功能稠油泵工作时，杲中液体上升速度为悬点冲程，m；悬点冲数，nun；一泵上油管内径，m.砂子在携砂液中的沉降速度为液体动力粘度，mPas；厂1一砂子相对密度，kg/m3；厂2一携砂液相对密度，kg/m3；一砂子半径，mm.根据A2.，可估算沉砂直径及占整个液体含砂数的百分比，从而估计抽汲中的沉砂量。

　　停抽时的沉砂高度为一沉降时间，s；一液体含砂量，一泵上管柱截面积，m2；一沉砂管截面积，m2.设丐为泵挂深度。当《>W/s时，则按泵内砂子全部沉到沉砂管计算。

　　据现场应用经验，含砂量小于2.0，且检泵周期不超过1年的油井，一般下沉砂管1~300m.泵拉杆与柱塞采用脱接器联接，抽油杆柱组合根据泵挂深度而定。

　　多功能稠油泵配套工艺管柱主要有以下几种：含砂2.0以内的油井，可直接应用该种泵生产，即泵上连接油管，泵下接带丝堵的沉砂管；多功能稠油泵与留井绕丝筛管配套；多功能稠油泵与滤砂管配套；多功能稠油泵与分层管柱配套。

　　为防止抽油时出现抽油杆柱下行滞后现象，设计了液力反馈机构，其反馈力为现场应用多功能稠油泵自研制成功以来，先后在胜利油田孤东采油厂的孤七区中、垦东52块和东辛采油厂的永8块、辛68块进行了20余井次的现场应用；2000年在胜利、草桥、滨南、清河等区块油田进行了推广应用共30余井次，均取得了较好的经济效益和社会效益。

　　-38-226井以前采用螺杆泵生产，检泵周期平均为230d，长的检泵周期为310d.检泵的主要原因均为砂卡螺杆泵。1998年11月，该井采用敷膜砂防砂+绕丝筛管砾石充填的复合防砂工艺，用CYB44/63防砂稠油泵完井，泵挂深度797.5m，工作制度为044/63mmx2.5mx6，初期日产液19.8t，泵效57.6.日产液量一直稳定在15.61左右，日产油11.81，泵效45.4.调整工作制度为044/63111111 2.5111父9后，日产液24.61，日产油15.3t，菜效47.7.该井正常生产近两个月，因防砂铅封蠕动，造成充填砂砂埋油层而停产。1999年2月10日检泵后开井，泵挂深度799m，工作制度044/63mmx3mx6，平均日产液19.6t，泵效415.迄今，该井已正常生产草112井是勘探试油井，2000年4月下多功能稠油泵，生产30d后因砂埋油层，油水不出。提出生产管柱，探冲砂。泵下尾管沉砂，抽油杆接箍处均发现0.3mm砾石，油管内壁亦见大颗粒砾石，未出现砂卡抽油泵现象。防砂后下多功能稠油泵继续生产，已正常生产135d，累计产油784.3t. -2-7井是清河采油厂的一口稠油井，原油粘度6365mPaS.开井初期日产油34.5t，含水6，动液面479.7m，7天后出砂。1999年6月涂防，挤入涂料砂2. 6m3，涂防后，产量急剧下降，到2000年4月22日，日产液降为4.8t，日产油降为0.5t，1999年7月至10月曾两次解堵，2000年1月注活性剂解堵，均无效。2000年5月18日下多功能稠油泵生产，开井一次成功，日产液17. 8t，日产油7.注意事项下泵前，必须将井中的砂子冲洗干净，冲至人工井底，并做好冲砂记录。

　　对于下井的油管，抽油杆的配合长度要丈量准确，上紧各处螺纹。下沉砂管时，一定要接底部丝堵，形成沉砂口袋。注意泵下油管的密封性要求与泵上油管相同。

　　下泵前，必须检柱塞及泵各处螺纹是否连接牢固。

　　杆柱下到泵上15m处，要以较慢的速度下放抽油杆柱，做到平稳操作，以防撞坏脱接器。柱塞人栗筒后定要碰荥。

　　接光杆或调配抽油杆柱时，尽量做到一次调准尺寸，调完杆柱重新下人柱塞后，一定要碰泵，若用作业机试油，上提抽油杆柱距离不要超过泵的大冲程，以防柱塞脱出栗筒。

　　上提防冲距，一般按抽油杆柱每1000m上提0.8m为宜。

　　结论s的原油；与电热杆配套，则可实现原油粘度lOOOOmPa s以内的油井开采；采用特殊挡砂、环空沉砂结构，有效避免了油井抽油和停抽时地层砂卡泵和拉缸等现象；采用机械式启闭阀，可提篼稠油充满系数，防止气（汽）锁；采用液力反馈结构，增加抽油杆下行动力，解决了光杆与驴头“打架”问题，提高了泵效。