防喷管式抽油泵的研制与应用

2012-10-21黄战伟李仲华王自民

中国设备工程 2012年8期

关键词：压井抽油泵单向阀

黄战伟，李仲华，王自民，陈刚

(长庆油田公司第一采油厂，陕西西安 727000)

一、前言

油井在修井检泵时，需进行管内泄压，以防原油喷出造成浪费及安全问题。目前国内各油田通常的做法是：在下管柱时在管串中预装泄油器，防止喷油、喷水、喷气等。但各种泄油器工作效果都不理想，泄油成功率较低。

针对上述问题，自主研制了防喷管式抽油泵（专利号为201020140908.X），它适用于各种油井工况条件，不仅能取代现有的各种泄油器，实现油管自动降压，还能解决目前油井不能正循环热洗井、压井和井口自动降压的问题。

二、防喷管式抽油泵工艺原理

1.结构

防喷管式抽油泵是一种能够实现油管自动泄压、防喷及正循环洗（压）井的井下抽油设备，由泵筒、加长筒、防喷固定单向阀、防倒灌单向阀、单向阀开关、加长活塞等组成。其中工作筒分为上下两个，泵筒侧壁设有防喷倒灌单向阀，防喷倒灌单向阀设有出油孔、锥形阀、弹簧，泵筒的下端联接加长筒（长度可变），加长筒下端安装有防喷固定单向阀，防喷固定单向阀上安装有防喷开关及球阀组件，泵筒内安装活塞总成，活塞与工作筒为密封配合。泵结构如图1所示。

泵筒按外型结构可分为整体式和分体式，按加工方式可分为整筒式和衬套式。如图2所示。

另外，防喷固定单向阀根据要求也可设计加工成分体式和整体式。

图2 泵筒结构

2.工作原理

下入泵筒过程中，依靠泵筒下端单向阀开关和侧面的防倒灌单向阀进行密封，阻止井筒内的油气进入泵筒内。当抽油杆将活塞送入泵筒内下部时，在重力作用下，活塞下压单向阀开关，进油通道被打开，可实现正常采油作业，此时泵筒侧壁的防倒灌单向阀始终处于关闭状态。在油井需要进行维护性作业时，只需上提工作活塞至泵筒外，管内油流便通过防倒灌单向阀流回井筒，实现井口无压作业。

泵筒内壁和柱塞采用Ni-P化学镀及强化处理，具有硬度高、摩擦系数小、抗腐蚀性能好、使用寿命长等特点。

3.技术特点

（1）实现修井作业时的起管泄油性能

修井作业起原井管柱时，上提油杆至工作筒外，此时防喷单向阀打开、泄油通道自动打开，油管内油流从防倒灌单向阀的泄油孔流回井筒，实现卸油，使作业人员在油管内无油状态下进行工作，减少了风险，提高了工作效率。

（2）实现油井正循环热洗

油井热洗，目前都是采用反循环热洗，效果很不理想，而且工作量大、成本高。当应用防喷管式抽油泵时，先上提光杆至活塞出泵筒外，防倒灌单向阀自动打开，便可采用泵注法或自压法进行热洗溶蜡。应用防喷管式泵最大的优点在于能将蜡全部融化，并在保温的情况下依靠泵的抽吸作用及时排出，油井无恢复期或很短。同时阻止了入地液体与地层的接触，防止了地层污染，且热洗液用量大大减少，节约了费用。

（3）实现正循环压井

防喷管式抽油泵的应用，能实现正循环压井。压井时，上提光杆至活塞出泵筒外，防倒灌单向阀自动打开建立了油流通道，从而实现正循环压井。相比传统的反循环压井减少了入地压井液用量、缩短了施工时间、降低了压井液对地层的污染。

（4）更换盘根时实现井口降压

目前采油现场更换油井盘根时，首先需要对生产管柱泄压，即关闭回压闸门打开放空闸门放压至油压为零，这样做的缺点是容易造成地面污染、放压时间长、原油有损失。而当油井采用防喷管式抽油泵时，利用抽油机的机械动力将活塞上提到泵筒外，此时防倒灌单向阀打开，在压力差的作用下油管内油气从防倒灌单向阀的泄油孔流回井筒，从而实现油管降压。当压力降至安全值时，下放活塞关闭防倒灌单向阀，保证管内液面高度，此时便可在井口无压力的状态下更换盘根，实现井口无污染作业。