侧吸沉砂抽油泵的研制与应用.doc

侧吸沉砂抽油泵的研制与应用普通整筒式抽油泵因其结构简单、价格低廉等特点而被广泛应用，其使用率达到 95%以上该抽油泵的抽汲机理为脉动式，流体的运动方式具有脉动性密度大于流体密度的砂粒等固体物质在流体停止流动时，在重力的作用下沉降在闭式固定阀球上，砂磨固定阀球和阀座，造成固定阀漏失另外，由于在泵筒内存在砂粒，砂粒进入柱塞与泵筒之间，砂磨柱塞和泵筒，造成泵漏失孤岛油田主要以机械举升采油为主，因出砂造成抽油泵损坏的油井数占年维护作业井数的 65.4%.另外，由于整筒式抽油泵采用尾管进油方式，受滑脱效应的影响，地层流体中的气体在上冲程时会首先进入低压带，即在泵的工作筒内，影响泵的充满系数，严重者可造成气锁为了改善孤岛油田含砂含气流体的举升效果，胜利油田分公司孤岛采油厂工艺研究所研制了侧吸沉砂抽油泵1 技术分析 1.1 结构侧吸沉砂抽油泵主要由泵筒、柱塞和侧吸沉砂阀等组成，其结构如所示该泵的泵筒和柱塞与目前采用的 GB18607― 2001 规定的部分相同侧吸沉砂阀是这种抽油泵的性能体现点，由侧吸进油口、开式阀罩和沉砂筒丝堵组成进油口采用筛眼形式，开式阀罩采用侧壁向下开口出液方式，沉砂筒丝堵用于封闭沉砂筒，并且可根据油井出砂及油井结构情况来确定沉砂筒的长度。

1.2 工作原理侧吸沉砂抽油泵的工作原理如下：上冲程时，柱塞向上移动，泵筒内容积增大，压力减小，流体由侧吸进油口进入，经桥式阀向下流动，完成一级沉砂同时，沉砂后的流体到达泵筒内，此过程泵筒内压力分布为上部压力低、下部压力高，流体及其携带的剩余砂泥等由下而上运动下冲程时，柱塞向下移动，泵筒内容积减小，压力增大，桥式阀关闭，柱塞游动阀打开，流体流入油管内，此时泵筒内压力分布为上部压力高、下部压力低，流体及其携带的剩余砂泥自上向下运动，砂泥在重力和惯性的作用下，经沉砂通道落入沉砂袋，完成二次沉 1.3 性能特点与普通管式抽油泵相比，侧吸沉砂抽油泵具有以下性能特点：沉砂性能带有砂粒的流体经进液口流入阀罩时，由于过流面积减小，流速增大，流动状态发生变化，形成紊流状态，原油、水及其携带的砂粒充分搅拌，在油块中的砂粒脱离粘滞力的束缚，分离出来从阀罩流出时，速度方向向下，由于砂粒和流体密度的差异，砂粒首先沉入沉砂袋中，这是重力的分离效应造成的防落物性能由于采用了桥式结构和开式阀罩，在作业中油管和抽油杆上携带的砂粒、污泥等固体物下落到泵下部的固定阀时，将沿着沉砂桥式通道进入沉砂袋内，固定阀被保护4）过滤功能。

因该泵的进油口采用排式小圆孔，直径10mm 像筛子一样将直径大于 10mm 的胶皮等难以排除的污染物挡在油套环形空间，直径小于 10mm 的污染物经进油口进入泵筒，并排出泵外（直径大于 56 的抽油泵游动阀罩进出油口直径大于12mm）进入油管被流体携带到地面1.4 主要技术参数 5mm 公称直径：89.该泵适应的压力、温度、下泵深度（承受载荷）及流体物性等与同类型普通管式抽油泵相同；适应的油井流体含砂质量分数小于油套环形空间必须有且保持较高的动液面，沉没度达到 300m 以上2 现场应用效果分析侧吸沉砂抽油泵在孤岛油田出砂井及高气油比井进行了大量推广应用根据油井含砂量的多少配备了适量的沉砂口袋，最长为 70m 最短为 20m 截至目前已施工 70 口井，施工成功 67 口，成功率为 95.7%，油井检泵周期延长了 526d 泵效提高了 15.4%，增油 1.98 万 t 下面分类统计分析效果21 出砂油井出砂油井分为出砂较严重油井和一般出砂油井出砂较严重油井的流体含砂质量分数一般大于 0.1%，这类油井以套变没有任何防砂措施为主，经常出现砂卡抽油泵现象；一般出砂油井的含砂质量分数小于 0. 1%，对柱塞和阀座有明显的磨痕。

表 1 为出砂油井实施效果统计从表 1 可以看出，对于出砂较严重的套变井因无防砂措施，地层能量较高，泵效提升较快，但作业免修期延长幅度较小；同时，这 13 口出砂严重油井均没有出现砂卡抽油泵现象对于一般出砂油井，实施效果较好，既能提高泵效，又可以延长检泵周期说明这种抽油泵适合抽汲微量出砂油井表 1 出砂油井实施效果统计措施前措施后对比油井类型井数/口日产液/泵效/作业免修期刈日产液/泵效/作业免修期刈日增液/泵效提作业免修，期延长刈套变井出砂井 2.2 高气油比井针对侧吸进油口的气体分离效应，在 3 口高气油比井进行了试验从表 2 的试验数据可以看出，3 口井的平均日增液为 146rf/d泵效提高了 10.17%作业免修期延长了 252d 效果较好，说明该泵具有一定的气体分离效应下转第 63 页）可以满足现场大斜度井分注的需要NP―4X201 井是冀东南堡油田的 1 口注水井，该井最大井斜为 42. 28°分注井段井斜为 13.53~1218°分注井段为 2763~3 4m 于2008 年 9 月 7 日采用大斜度井分注管柱进行 3 级四段分注，坐封、验封合格，顺利完成了 4 级配水器、堵塞器的投捞和流量测试。

该井于 2009 年 5 月 2 日由于补孔重注而顺利起出，起管柱最大载荷为3801N 分注工艺取得成功NR1―H30―X13 井是冀东南堡油田的 1 口注水井，该井最大井斜为 59. 33°分注井段井斜为 25.44°~15.83°分注井段为 3224 2m 于2008 年 9 月 27 日采用大斜度井分注管柱进行 2 级三段分注，坐封、验封合格，顺利完成了 3 级配水器堵塞器的投捞和流量测试，分注工艺取得成功4 结论大斜度分注配套工艺技术能够满足井斜 60 以内分层注水的需要该管柱由单向支撑卡瓦和弹力支撑器上下支撑并扶正分注管柱，确保分注管柱和封隔器始终居中，提高封隔器的密封效果，延长分注管柱的工作寿命注水封隔器强度高，双向承受高压，能够进行大排量反洗井，上提管柱解封封隔器，使用简单、可靠、方便支撑卡瓦依靠管柱自重单向锚定，没有锁紧机构，上提管柱即可完全解卡弹力扶正器依靠强力蛇形弓簧片的弹力扶正和支撑井下管柱，靠弹力径向扶正，靠摩擦力轴向支撑，既不会伤害套管，也不会卡死在套管上因此，2 种支撑扶正工具安全可靠通过对配水器和投捞工具的改进研究，提高了投捞成功率和可靠性。