节能高效抽油泵技术研究

节能高效抽油泵技术研究

1下冲程时抽油杆偏磨现象严重据不完全统计，中国90%的油田使用传统的带有屋顶叶片的油挤油法，这是一种广泛使用的油挤油技术。主要结构是固定泵底部和带有浮动泵顶部的主缸。在正常的生产过程中，其性能完全是由于可靠性底板对油柱的压力。因此，油挤板的下降必须克服其下降阻力。因此，发生了一场弯曲，油挤板与管子之间的位移偏差。位移阻力越大，油挤板的位移阻力就越大。严重的是，油挤板连接到油管的闭合头、油挤油杆和油丢失。在上冲程时,抽油泵工作的动力主要是电机提供的,油管环形空间液体的压力没有发挥作用,只能靠电机提供抽油产生的动力。可以看出,常规有杆抽油泵技术存在抽油机系统能耗高,抽油杆偏磨现象严重等。因此,探讨一种节能高效的抽油泵技术。2设置在泵下节能高效抽油泵的主要技术思路是,将固定阀尔设置在泵筒上部,游动阀尔设置在泵同下部,到达充分利用油管环形空间液体浮力的作用,主动利用地层能量举升,减少泵在上下冲程过程的载荷,减缓抽油杆偏磨现象,达到节能高效的目的。2.1阀座、固定阀座包括光杆、油管、游动阀、柱塞、密封光杆、密封短节、固定阀、固定阀座。泵筒与上部油管相连,固定阀座位于泵筒的顶部并相互连接。柱塞位于泵筒内部并能上下活动,其顶部与密封光杆相连。游动阀坐在柱塞上并置于固定阀座的下方。2.2油管内液柱压力活塞上行时,地层原油进入活塞所让出的空间,泵内压力继续升高,当泵内压力超过油管内液柱压力时,固定阀打开尔,游动阀尔关闭,油管内液面不断上升,油流进入出油管线。活塞下行时,活塞所让出体积变大,泵筒内体积大,压力变小,当压力小于环形空间液柱压力时,导致固定阀尔打开,游动阀尔关闭,流油进入泵筒。2.3节能高效抽油泵在下冲程中的防偏磨机理(1)降低下冲程阻力高效节能泵下冲程阻力计算:通过计算表明,节能高效泵能够有效降低下冲程载荷。(2)降低上冲程载荷高效节能泵上冲程顶托力计算:只有油套环形空间的液体作用在活塞上,因此,F往上=S56活×P沉=24.63×16=394kg常规泵上冲程顶脱力计算:F往上=0通过计算表明,节能高效泵能主动利用地层能量进行举升。(3)综合分析计算沉没度在200m、400m、800m时,下行阻力和顶托力的变化规律。当沉没度200m,对常规泵而言,G0=4.91×136=648kg,F往上=0⑷技术特点(1)减缓抽油机井偏磨程度有杆泵采油技术是油田生产常见的生产方式,随着油田不断开采,油田含水不断上升,因杆管偏磨造成抽油机井检泵作业的井数呈逐年增加的趋势。抽油机井发生偏磨的主要原因是由于在下冲程过程中,抽油杆产生弯曲变形造成的。主要是因为抽油泵在下冲程运动过程中,受井内液体的作用,产生一个阻碍抽油杆下行且方向向上的阻力,使得抽油杆的下部受压,使得中和点上移,加剧抽油杆偏磨程度。通过上述分析,可以证明,节能高效抽油泵在下冲程时,可将常规抽油泵在下冲程时井内液体对抽油杆的阻力,转化为使抽油杆能够自动下行的动力,使抽油杆不受此阻力的影响,大大减少了使抽油杆发生弯曲的阻力,使抽油杆能够保持较好地伸长状态,有效降低抽油杆的中和点,达到较好的防偏磨效果。(2)有效降低系统举升能耗通过与常规抽油泵计算对比分析发现,节能高效抽油泵在上冲程时,能够利用地层的能量,提供一个向上的托举力,在下冲程时,能够额外产生一个使抽油杆上行的力。可见,节能高效抽油泵能够有效降低机采系统举升载荷,起到节能降耗的作用。结论该技术利用液压反馈原理可以降低下冲程阻力,甚至使柱塞主动下行,同时可降低上冲程载荷,减少摩擦所消耗的能量,达到节能效果。该技术可始终保持抽油杆处于拉伸状态,降低抽油杆中和点,减缓抽油杆偏磨程度。以实例进行分析,假设一口井泵挂深度1700m,原油密度0.8g/cm3,沉没度200m,柱塞直径38mm,杆柱直径25mm,活塞直径56mm。则S38柱=11.34cm2,S25杆=4.91cm2,S56活=24.63cm2,P液=136kg/cm2,P沉=16kg/cm2,将常规抽油泵和节能抽油泵在正常工作时,泵的受力情况进行对比。泵下端面阻力=S柱×P沉=G向上泵液压反溃力=(S柱-S杆)×P液=G向下泵净阻力=G向上-G向下G往下=(S38柱-S25杆)×P液=(11.34-4.91)×136=874kgG往上=S38柱×P沉=11.34×16=181kgG净阻=181-874=-693kg(主动下行)常规泵下冲程阻力计算:阻力=S杆×P液=G0G0=S25杆×P液=4.91×136=648kg对节能泵而言,G净阻=-693kg(主动下行),F往上=394kg当沉没度400m,对常规泵而言,G0=648kg,F往上=0