論防氣鎖抽油泵的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

黃小釗(中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司鉆采工藝研究院 遼寧盤錦 124010)

實(shí)際中，只要有氣鎖情況的出現(xiàn)，抽油泵就會(huì)瞬間作業(yè)無秩序，發(fā)生抽空，這個(gè)時(shí)候，我們要做的是及時(shí)全面的檢查維修此抽油井。從前，為了對(duì)抽油泵氣鎖現(xiàn)象進(jìn)行有效的處理，一般都會(huì)使用以下兩種措施：首先是針對(duì)抽油泵的結(jié)構(gòu)，保證柱塞在下死點(diǎn)處和固定閥間具有合理的余隙容積。該措施最大的缺陷是對(duì)泵的安全性沒有保障，結(jié)構(gòu)十分的繁瑣、實(shí)際需花費(fèi)較多的成本。其次是在進(jìn)泵前，通過加氣錨把存在于原油中的游離氣體進(jìn)行全部的分離，然后，到套管中，按照規(guī)定的時(shí)間放氣。雖然該措施能夠防止氣體對(duì)泵的運(yùn)行造成影響，但存在的全部氣錨均無法做到對(duì)游離氣體的整個(gè)分離，所以，氣鎖問題并未得到全面的處理。

一、防氣鎖抽油泵的設(shè)計(jì)

1.防氣鎖液力反饋抽油泵

不僅能夠?qū)Τ橛捅玫臍怄i問題有效處理，而且還大大增強(qiáng)了抽油效率。在泵體內(nèi)上、下部分別設(shè)置了連接大、小柱塞筒的出油閥組和進(jìn)油閥組，柱塞筒與泵體間產(chǎn)生氣液置換腔和泵腔。該抽油泵柱塞實(shí)施的是上、下沖程，會(huì)把氣體送至氣液置換腔內(nèi)與油合理置換，其次，將氣體排進(jìn)油管腔中，只要一沖程都會(huì)排出一定量的氣體，有效防止了抽油泵氣鎖問題的發(fā)生。該類型的抽油泵針對(duì)進(jìn)入泵內(nèi)的氣體給予了上升和排出的通道，使得泵內(nèi)的氣液比大大減小，避免了抽油泵氣鎖現(xiàn)象，抽油泵效增強(qiáng)，相關(guān)工作者不再因?yàn)轭l繁“碰泵”而疲勞過度，降低了由于“碰泵”而對(duì)抽油泵造成嚴(yán)重破壞的情況。

2.防氣鎖的高效抽油泵

該泵主要由異徑接頭、彈力閥管箍、減壓管箍、進(jìn)油閥工作、中心蓋、柱塞總承、環(huán)形閥、球座等而組成。在高油氣比油井中用該泵可以有效降低氣體對(duì)抽油泵的影響，避免了氣鎖問題；將該泵運(yùn)用到定向斜井、側(cè)鉆水平井中能夠全面發(fā)揮閥球扶正強(qiáng)閉功能；將該泵運(yùn)用到深井或超深井中不會(huì)被液柱壓力或泵掛深度所影響，有效防止了活塞與泵筒間隙漏失和泵閥的漏失情況；與此同時(shí)，由于泵體進(jìn)油口流道存在較大面積導(dǎo)致進(jìn)入油流動(dòng)阻力變小，所以，使用防氣鎖的高效抽油泵能夠起到防砂作用。

3.頂桿式防氣鎖抽油泵

該泵主要由泵筒、上游動(dòng)閥罩、固定閥組件、固定閥接頭、柱塞、上游動(dòng)閥接頭、泵筒上、下接箍以及設(shè)于泵筒下游動(dòng)閥處的由外套、內(nèi)套、接頭和頂桿組成的防氣鎖裝置而最終組成，其中外套、內(nèi)套、接頭依次相螺合，頂桿為一頂端呈尖形、中部設(shè)有限位擋塊、下端為圓錐柱體的桿，它的上中部架設(shè)于外套限位擋塊的中心孔中，它可在外、內(nèi)套的中心孔中游動(dòng)。該泵適用于高氣油井中，具有結(jié)構(gòu)緊湊、制作簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)。

4.雙柱塞懸掛式防氣鎖抽油泵

該泵主要由泵筒、泵筒加強(qiáng)套、柱塞總成、固定閥總成、柱塞連桿組成，在泵筒中上下構(gòu)建了圓筒形雙柱塞結(jié)構(gòu)，在兩柱塞上分別安裝了一個(gè)泵筒接頭，泵筒接頭中心部位處設(shè)計(jì)了柱塞連桿孔，在各自泵筒接頭上部外周上設(shè)計(jì)了諸多的連通孔，泵筒接頭與泵筒間用螺紋進(jìn)行連接，在各自泵筒下端安裝一個(gè)圓柱形閥芯，并且，還要在該閥芯下內(nèi)沿上設(shè)置相應(yīng)的錐面，與泵筒良好連接；柱塞連桿主要包含了上柱塞連桿和下柱塞連桿兩種，上下柱塞連桿主要通過連桿接頭來連接，下柱塞連桿下端安裝了下柱塞的錐形密封座；柱塞連桿會(huì)經(jīng)上下柱塞的柱塞連桿孔利用柱塞連桿接頭來連接上下柱塞，彼此間滑動(dòng)配合；泵筒的外圍位置處安裝了泵筒加強(qiáng)套。

5.長塞環(huán)封防氣鎖抽油泵

該泵以長柱塞短泵筒結(jié)構(gòu)為首選，柱塞上端呈現(xiàn)的是機(jī)械強(qiáng)啟閉防氣出油閥總成，關(guān)于密封段主要以防沙環(huán)為主，防砂采用的是補(bǔ)償式金屬環(huán)和非金屬環(huán)間隔排列的形式進(jìn)行，實(shí)踐證明，該泵適應(yīng)于不同油氣比的油井，作業(yè)效率高，不僅可以防止氣鎖情況的發(fā)生，增強(qiáng)泵效，而且還有效緩解了因上下沖程而導(dǎo)致的“液面沖擊”，防止了沖擊載荷對(duì)閥罩、泵閥及抽油桿柱等部件的影響。相較于常規(guī)抽油泵，長塞環(huán)封防氣鎖抽油泵實(shí)際能夠提高百分之十五待百分之二十的泵效。

二、防氣鎖抽油泵的應(yīng)用

當(dāng)前，為了有效處理抽油泵采油過程中氣鎖問題，涌現(xiàn)出了諸多的防氣鎖抽油泵如防氣鎖液力反饋抽油泵、防氣鎖的高效抽油泵、頂桿式防氣鎖抽油泵、雙柱塞懸掛式防氣鎖抽油泵、長塞環(huán)封防氣鎖抽油泵。這些抽油泵的應(yīng)用效率顯著，能夠高效可靠的作業(yè)、防止氣鎖問題、增強(qiáng)泵效，避免了氣體對(duì)泵造成的影響，不會(huì)再出現(xiàn)氣擊情況，泵的使用壽命得到延長，達(dá)到了防氣鎖的目的，有著較好的經(jīng)濟(jì)效益，在未來市場(chǎng)中將占前沿地位。

結(jié)論

綜上所述可知，對(duì)于一些油氣高的生產(chǎn)井，常常會(huì)因氣體的可壓縮性所帶來的影響而致使游動(dòng)閥球無法打開，嚴(yán)重的將帶來氣鎖問題，造成泵抽空或者大大削弱了泵的效率，制約了井的產(chǎn)量提升。所以，及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣鎖問題，充分運(yùn)用各類有效的防氣鎖抽油泵予以解決是關(guān)鍵。

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