解决油井偏磨问题---液力驱动无杆采油设备.ppt

液力采油设备,北京莫比森公司技术部,汇 报 内 容 一、技术思路 二、液力采油装置解决的问题和应用范围 三、MBS液力采油泵技术简介 四、特点 五、投资与运行费用 六、与水力活塞泵对比，技术可行性、可靠性 七、使用MBS液力采油设备所需油井数据,一、技术思路,液力采油是一种液压传动的无杆抽油设备。地面动力泵通过油管将动力液送到井下，驱动动力缸，从而带动抽油泵抽油工作。液力采油的成熟产品有水力活塞泵和水力喷射泵，由于国内油井的特点（例如，含水高、供液低等原因，造成地面处理工作量大，整体系统效率低）。以上两种液力采油设备不适应国内油井的采油生产。 莫比森公司的液力采油设备继承了水力活塞泵的优点，改进了各项缺点： 1、换向阀设在地面，井下结构简单可靠，作业方便； 2、取消了地面设备庞大处理设备； 3、改善了井下寿命短的问题。,二、液力采油装置解决的问题和应用范围,依据国内油井的特点，结合国内机械制造的水平，集成借鉴多种采油设备的应用经验，通过合理的液力传动，实现水平井、定向井断杆频繁的复杂结构井采油生产。 液力采油装置的应用范围： 1、降低原油生产成本，提高油田采收率， 2、解决了抽油杆、油管偏磨问题，减少了抽油杆磨断、油管磨穿等生产事故。 3、提高水平井、定向井、生产效率和采收率。 4、对于稠油水平井采油生产。解决下泵深度浅、冲程损失大、泵效低的问题。,三、MBS液力采油泵技术简介,1、结构组成、工作原理 结构组成 1 动力液、乏动力液通道2 产液油管3 油套环空4 套管5 上行泵筒6 上行柱塞7 小柱塞8 上出油阀9 小泵筒10 大柱塞11 下出油阀12 大泵筒 13 换向阀14 蓄能器15 泵16动力液存储罐,工作原理 上行程：中心管打入高压动力液，进入上行泵筒内腔，上行泵筒上行，带动小柱塞、上出油阀、小泵筒、大柱塞、下出油阀、大泵筒上行，液压腔A被压缩，压力上升，此时下出油阀关闭，A腔产液进入B腔，克服产液柱的压力，顶开上出油阀，进入油管。 下行程：地面动力液压力降低，由于产液液柱和油套环空液柱的压差作用，形成液力反馈力，上出油阀关闭。在液力反馈力的作用下，上行泵筒、上行柱塞、小柱塞、上出油阀、小泵筒、大柱塞、下出油阀、大泵筒下行，上行泵筒内的乏动力液压回地面存储罐。同时，A腔体积增大，吸入B腔产液，B腔压力降低，吸入泵外产液。,三、MBS液力采油泵技术简介,2、技术参数,地面动力液参数： (1)动力液额定工作压力： 10.0 16.0Mpa； (2)动力液排量： 60 120L/min； (3)液压系统使用介质： 水基动力液； (4)换向冲次 26次/分 (5)电机功率 18 37kW 井下动力缸技术参数：,三、MBS液力采油泵技术简介,悬挂抽油泵参数： CYB( 32-83)(3-5)液力反馈泵 说明： 以上液力采油装置部分参数，对于国内不同的井况，需对设计参数进行不同的调整； 动力液在地面加压，加压方式有多种，如油田注水管网里的高压污水、专用活塞泵装置、抽油机带动井口往复泵等，以上介绍为地面撬装站方式。,三、MBS液力采油泵技术简介,四、特点,1、地面动力液驱动井下动力缸,带动抽油泵柱塞，实现采油过程。没有抽油杆上下运动，不存在杆管磨损问题。 2、由于产液液柱、动力液液柱 相互平衡，系统负载只有面积为泵径、高度为动液面深度的液柱，比有杆采油设备少抽油杆重量载荷。 3、利用有限的自循环水基溶液传递液压驱动的动力，简化了地面设备和流程，地面设备完全实现撬装化，结构简单紧凑，易于管理、运输和维护； 4、由于没有抽油杆伸缩引起的冲程损失，与有杆采油设备相比，泵效高。 5、适用范围广，包括水平井、稠油井、结构复杂井、高含气井。 6、使用寿命长于其他水力采油设备。,五、投资与运行成本,1、投资 液力采油设备，比较经济的投资设计是地面动力站带动两口以上油井，如图所示。 地面动力站元件，包括高压泵、换向阀、换向机构、换向控制、变频器、动力液贮罐、底撬。标准件采用质量最优良的产品，制造件采用高品质材料和制造工艺。37千瓦单站： 万元，可以带动两口油井。地面站单井投资成本： 万元 井下部分包括动力缸和液力反馈泵，投资成本：每套 万元。 单井总投入： 万元,2、运行成本,液力采油设备水力活塞泵、喷射泵，由于乏动力液与产液一起排出，损失能量，同时，乏动力液还需要一定能量被举升到地面，总体效率低。 本方案为闭式液力采油，动力液为闭式系统，不存在上述问题，整体效率高。右图为整体效率估算情况。系统效率为64%。在以前的试用表明：节电40%。,五、投资与运行成本,水力活塞泵简图 MBS液力采油泵简图,六、与水力活塞泵对比，技术可行性、可靠性,SHB43200型自由式双作用水力活塞泵 1油管；2井下机组；3油层套管；4上排出阀；5上吸人阀；6上液缸；7活塞杆；8，17，22通道；9滑阀；10阀芯；11，19，20孔；12泄压孔；13吸人流道；14下液缸；15下吸入阀；16下排出阀；18上部换向槽；21滑阀开孔；23下部换向槽；24泵工作筒；25固定阀；26套管封隔器,六、与水力活塞泵对比，技术可行性、可靠性,结构 1、由于水力活塞泵中的换向阀设在动力缸和排油缸之间，造成各种功能的流道纵横交错占据很大空间，使动力缸和排油缸直径（35mm)变得很小。 2、由于结构复杂，设计冲程长度较短，1米左右，造成频繁换向水力损失大。因此，只能把运动速度提高到1.21.5m/s之间来获得所需排量； MBS液力采油泵冲程3-5米，冲次2-6次/min,可以带动32-83普通抽油泵，既保证水力损失小，同时基本能够满足要求。,六、与水力活塞泵对比，技术可行性、可靠性,寿命 水力活塞泵的动力缸和排油缸动密封方式、与MBS液力采油泵和常规抽油泵是相同的。后二者由于密封面较长，即是密封间隙由0.05mm变为0.2mm也不会影响正常工作，只是效率变低；水力活塞泵的换向阀由于密封面很短，若单边间隙由0.005mm变为0.1mm左右时，已基本确认该阀换向功能失效。换向阀一旦失灵，水力活塞泵便立即停止工作，水力活塞泵恰恰在这个关键元件方面是最薄弱的。 MBS液力采油泵解决了井下寿命问题,适用范围 水力活塞泵以反复循环处理出的原油为动力液，一般适用含水小于30-40%，否则地面处理耗能太大。 MBS液力采油泵为闭式动力液系统，对油井产液含水没有要求。 作业施工 从前边管柱图可知，闭式水力活塞泵与MBS液力采油泵的作业完全一样，这种作