一、前言 b( I0 l# B( ]' @) q
随着定向井、海陆丛式井和水平井钻井技术的快速推进,现有采油设备已渐渐难以适应时代的发展,因此,液力无杆采油技术逐渐得到重视,早年的水力活塞泵虽因结构复杂而退出市场,但不能因此否定此种原理的可行性,无杆泵的设计成功,正是这种液力采油技术的一种延续、一种更新,它使我们在深井和超深井内采收稠油、高凝油有了可靠的保证。& j* J* \/ u% K: o1 d
二、技术特点 + l$ h$ j1 u+ L5 Z9 u8 J
1,无杆泵是用标准抽油泵的零部件装配而成,所以,其使用寿命和工作环境与普通管式泵等同。
& K( G8 G2 I! J) b# K: O) G 2,举升液活塞与动力液活塞的面积比可随意调节,从而使地面泵的输出压力随意降低。 * A7 Z2 B7 v: W% Y, E, I& ?
3,无杆泵是一种集加热和采油为一体的采油工具,工作时可将液压泵内原油加热后输送至无杆泵,这样,可将井下的稠油、蜡油热释降粘后举升到地面,在循环的全过程可保持温度均衡,可实现全井段降粘清蜡。
+ E$ ^' \9 J2 {% l' t# F4,无杆泵动力液为油井采出液,即井内原油。
6 t5 D+ S6 i5 j; @8 |3 ~2 [ } r 5, 使用无杆泵后,没有机械传动部分,所以,运行效率高,节能节电。- C6 ]% ~, ~& Z. v, p4 l6 x. O
三、工作原理2 y* Z- h- X* E% E3 |
上冲程时,换向阀控制上油腔室的进油孔开启,出油孔关闭,同时控制下油腔室的进油孔关闭,出油孔开启,此时动力液经油管进入上油腔室推动柱塞管上行,使柱塞管上部原油、顶部油腔室内原油和下油腔室内原油流入油套环空,部分原油经油套环空被推向地面,与此同时,底部油腔室内将吸入部分原油,其目的是在降低推油压力的前提下,为下一个冲程做准备(见附图1)。0 i, \3 G+ t! G: k4 y7 f
下冲程:当柱塞管上冲程至上止点时,换向阀自动将上油腔室的进油孔关闭,出油孔开启,并同时控制下油腔室的进油孔开启,出油孔关闭,这时动力液便进入下油腔室推动柱塞管下行,使柱塞管上部空间压力降低,从而,吸进井内原油,与此同时,底部油腔室和上油腔室内原油流入油套环空,部分原油经油套环空被推向地面,此时顶部油腔室吸入部分原油,以降低推油压力(见附图2),完成一个循环过程。全部抽油过程见动画示意图。 ( h/ ^$ @. [0 H" Y% o8 J
( R# C; y2 e) W四、主要技术指标 R8 b, ^0 E; h$ @9 ~
项 目 指 标
' b# g5 s2 ?5 g4 c F( o) H2 ~* b6 v无杆泵总长 4900mm
' Y* s/ Z8 e. w无杆泵两端扣型 2 1/2″TBG9 W1 }% \8 T, N' z4 D
泵体最大外径: 112mm
- V! x) d6 u1 w3 a" ]$ q) b x+ G7 @双向作功冲程 1400mm " n- m# b7 g4 ?$ H
动力液活塞直径 Φ68mm×Φ68mm
+ T" c& w2 E" E- S; o举液活塞直径 Φ38mm×Φ38mm $ J% i+ r, }8 M6 d' N
活塞作用面积比 1:0.3
( B5 ]& k" R) P4 S; y4 M举液活塞总重量 30Kg! X. o' F$ n$ G
无杆泵井下工作时间 与管式泵等同 $ E0 F5 w- M: k' U! E
$ q1 ?! k/ d W& @6 x
五、最小启动压力计算示例:" g4 l1 b$ }8 ~: q
以泵挂深度2000米为例,油压1Mpa,不考虑泵沉没压力,举液活塞上行时,受力为:Φ38柱塞面上的液柱载荷2268.23 Kg,油压产生的压力113.4 Kg,泵筒与活塞的半干摩擦力0.35Kg(参考资料:泵径小于Φ70mm时,单个活塞摩擦力小于1.717N),活塞自重30Kg,动力液水力损失258.6Kg(动力液水力损失每千米1.14 Mpa),合计2670.58 Kg
6 F3 F0 Z+ Z4 M4 u" H由于作用在动力液活塞上下两个端面的液柱载荷相等,所以动力液自重不作计算,因此,只要动力液活塞上产生的推力大于举液活塞上的合力2670.58Kg,就可使活塞上行。依此推算出泵挂2000米,地面压力泵的启动压力7.35 Mpa,以此类推,其他泵深的最小启动压力见下表:: ?( z% L0 R7 Z1 u k" y, e
泵深m 举升液柱重量Kg 地面泵最小启动压力 Mpa8 u3 x) v; W% Z8 F# W: _
300 340.2 1.4398 P* Y5 G: f! O" @% |( y
600 680.5 2.483* S; @* L, G" b# y, |5 W1 @
800 907.3 3.179; U9 x0 D) I$ Y, ?2 B3 w& C
1000 1134.1 3.875
* P* k& p- W) D6 h1200 1360.9 4.570
+ b# v7 R( n( X1 c" E- t+ @1400 1587.8 5.266
+ V: y* j% X" k4 c" m1600 1814.6 5.9624 H) A1 x5 F: q( M" i! r j [
1800 2041.4 6.658
& l. m) u2 }& w2000 2268.2 7.353* X' B+ t( Z) [* d# g6 |5 x
2200 2495.1 8.049
/ A3 m6 n# _9 H' h& y# P% p# W# O2400 2721.9 8.745
9 Q% e! y5 [* ]2 j7 B( @2600 2948.7 9.441
* m& Y: B1 o3 e8 D2800 3175.5 10.14
% k% m y) a( U: p$ H& g, W9 e3000 3402.3 10.83
4 C* s# H1 r+ L+ i* }4 {. Y8 n( O4 _7 [3200 3629.2 11.53
L7 h# P9 d4 Q$ b: j3 y' N3400 3856.0 12.236 W6 H3 l- v9 T$ T- {( K- K
3600 4082.8 12.92
; _5 G( \- j n3800 4309.6 13.629 W. o1 ]9 G" L* l' b
4000 4536.5 14.31
' r8 H$ e. n2 a! G0 f5 \7 f7 W* f4200 4763.3 15.010 l z4 `2 V$ n+ E: ]
4400 4990.1 15.70
& g0 d2 N' H: u4600 5216.9 16.40 c* r- Z0 f& u, L
4800 5443.7 17.10
3 N2 p! i% i4 a5 x$ e$ z! h& h0 J5000 5670.6 17.79
' `0 s$ v% u/ i& S! o% {9 W六、产品规格型号:
2 r" e6 a" x% N$ _% K+ D WGB—73
! O1 ~1 ] }! D$ |. q5 K% h: o北京宇盛能源技术有限公司 15801096977 |