国内特种抽油泵的种类及性能分析

新疆吐哈油田温米采油厂联合站 何 娟 隋 阳

国内特种抽油泵的种类及性能分析

新疆吐哈油田温米采油厂联合站 何 娟 隋 阳

泵是世界上发明最早的机器之一，今天其使用量仅次于电机。而抽油泵在石油开采装备领域有着举足轻重的地位。抽油泵结构性能的不同，直接影响到石油产量和油田的效益。按照抽油泵在油管中的固定方式进行分类，抽油泵分为管式泵和杆式泵两大类，又有整筒泵和组合泵之分（目前组合泵已被淘汰）。按照抽油泵的用途进行分类，抽油泵分为常规泵和特种泵两大类。对于符合抽油泵标准设计的抽油泵人们称之为常规抽油泵，对具有专门用途的抽油泵，如抽稠油泵、防气泵、防砂泵、防腐泵和耐磨泵等，人们称之为特种泵。

目前随着国内油井井况日益恶劣，如含砂量大、高气油比、腐蚀严重、油井供液不足等，国内外石油装备企业不断生产出针对特殊井况要求的各类特种抽油泵。如适用于大排液量的双作用泵，适用于高气油比的防气泵，适用于抽稠油串联泵，适用于出砂井的刮砂泵、防砂抽稠泵和防砂卡泵等防砂泵，适用于深井抽油的过桥泵，适用于斜井抽油的斜井深井泵，适用于过泵测试或加热的空心泵等。

一、适于出砂油井的抽油泵

目前国内针对此类出砂油井所开发的适于出砂油井的抽油泵有防砂扶正杆式泵、长柱塞防砂卡抽油泵、刮砂抽油泵、防砂抽稠泵等。

1. 防砂扶正杆式泵 。锁紧装置位于底部，使泵筒不因液柱作用而伸长，间隙不会增大，更适于深井；增加挡阀装置，防止砂粒回落泵筒砂卡柱塞；增加扶正装置，避免泵体摆动使下部密封失效，增加泵的稳定性；增加沉砂通道，解决砂埋的问题。适用于泵挂在2 900m内、黏度400cP以下的深井；停抽易砂卡抽油泵的油井；油井含砂≤2%。不适用于气油比较高，易发生气锁的油井。

2. 刮砂抽油泵。 柱塞上增加刮砂装置紧贴泵筒内壁刮砂，油砂通过液流带出泵筒,防止了砂卡柱塞的现象, 减轻了柱塞泵筒的磨损，延长了抽油泵使用寿命。适应不砂埋的稀油井生产。气油比较高，易发生气锁的油井不宜采用该泵。油井含砂≤2%。

二、适于稠油井的抽油泵

国内目前适于稠油井的抽油泵有双柱塞阀式抽油泵、串联抽油泵（液力反馈泵）、长柱塞注采泵、双柱塞注采泵、环空热采泵等。

1. 双柱塞阀式抽油泵。游动阀采用机械阀结构，随抽油杆的上下运动启闭；将柱塞的承压与密封功能分开，大大提高了泵的使用寿命；柱塞为浮动结构，具有自修复功能，可提高阀副的寿命。可在50℃原油黏度不大于4 000mPa·S实现冷采；可在气油比低于800的含气井内使用；可在泵下入井段斜度40度的油井中生产。

2. 串联抽油泵（液力反馈泵）分为长柱塞、短柱塞两种规格。运用液力反馈原理，在下行程工作时产生向下推力，可帮助柱塞克服稠油与抽油杆的阻力下行，减少抽油杆的断脱。该泵无固定阀，井下可不用泄油器，将柱塞提出泵筒即可实现注汽或泄油。还可不动管柱进行注汽热采及正反向洗井、冲砂。作业方便，降低了作业成本。原油黏度小于4 000mPa·S时可不用降黏直接抽吸。 适用于注汽热采稠油井生产，含砂小于0.1%、含气少的稠油井。

三、适于含气油井的抽油泵

目前国内适于含气油井的抽油泵种类较多，有防气锁抽油泵、长柱塞防气防砂抽油泵、强开阀式抽油泵等,此类抽油泵可以适于含气量较高的稀油井的生产。上文所介绍的双柱塞阀式泵同样适用于含气油井。

1. 防气锁抽油泵。增加防气装置，改变阀球的受力条件，使阀球开启力降低为原来的1/3～1/4，改善游动阀的受力情况，防止气锁现象的产生。该泵适用于含气量较高的稀油井。

2. 长柱塞防气防砂泵。专利防砂防埋固定阀可有效避免阀座刺坏，提高阀副的密封可靠性。防气槽可实现防气锁和二次进油。适用于停抽易砂卡抽油泵的油井、气油比较高的稀油井。严禁在拐点及其下部使用，油井含砂≤2%。

3. 强开阀式抽油泵。游动阀为强制启闭的球形阀，不仅能及时启闭， 而且寿命高。柱塞可自由转动，防止砂卡、偏磨，提高了使用寿命。该泵适用于含气量较高的稠油井。

四、适于腐蚀油井的抽油泵

防腐抽油泵采用特殊材料和处理方式，适用于腐蚀油井的生产，其结构与普通泵相同。

1.泵筒防腐处理，更适应油井生产；柱塞表面喷焊镍基合金，更耐磨、耐腐蚀；阀罩等关键零部件均采用耐蚀性能强、机械性能优的材料制造，或进行防腐处理，解决配件的腐蚀断裂问题；球座具有极强的耐腐蚀、耐冲击、耐磨性能。

2. 由于该泵具有优良的耐腐蚀性能，在国内各大油田含H2S、CO2及盐水腐蚀介质的油井中使用能取得良好的效果。

五、适于深井的抽油泵

国内现有适于深井的有才开发的过桥抽油泵，它采用特殊过桥结构，防止抽油泵在深井内产生变形，进而使其更适用于深井的生产。

1. 过桥泵特点。防弯曲特性——特殊过桥式结构，泵筒悬挂在外筒内，不承受压力，不发生弯曲，从根本上解决了配用封隔器时抽油泵坐封弯曲的问题。防偏磨特性——因泵筒不发生弯曲，柱塞与泵筒间隙均匀，减小了柱塞与泵筒因坐封弯曲而发生的偏磨磨损，延长了泵的使用寿命，提高了泵效。防漏失特性——由抽油泵间隙漏失量公式可知，该泵的相对偏心距ε=0，防止了因柱塞与泵筒的偏心造成的漏失量，减小了间隙漏失量，提高了泵效。

2. 适用于常规管式泵适用的油井，并可极大地增加泵挂深度及下挂尾管长度；还适于抽油泵与封隔器距离较近的一体式管柱。

现今，国内外关于抽油泵的研究与开发已经趋向成熟，在特种抽油泵领域除了上述介绍到的部分抽油泵外，还有许多其他形式的抽油泵，如防堵抽油泵、旋转抽油泵、活塞环式抽油泵、大量不同规格型号的改进泵。由此可见，抽油泵在石油装备领域仍然有非常大的发展空间和潜力。