一、前言 0 K& D" D6 ?: H/ T! D+ A1 w: T; 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。6 B" m- G) g2 d6 k) R3 B4 m
二、技术特点 5 S& l/ h. S( U y+ w
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。
' k1 g8 J& O3 u: y& | 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。
$ A! v' Y- C4 { |( _$ f% ~' {; ~: {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。# F9 L$ v- t) e. t
4，无杆泵动力液为油井采出液，即井内原油。
( v: K6 |- [# ~& n' s9 v* l4 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。+ P1 }+ v7 n* S( b1 Z( j
三、工作原理
2 G) S& D) z3 P( I5 H8 m+ a 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）。
! Z7 O$ G! w8 u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。
5 N q$ _9 L3 G* w, g( E5 R " }+ H% b9 Q. o; i
四、主要技术指标 # i9 c1 e; D' N- r6 }& S' }
项 目 指 标
0 G- g% J6 ?' `. R( E* r" U无杆泵总长 4900mm
- c- h7 M3 L+ @2 _5 m2 `- S/ E无杆泵两端扣型 2 1/2″TBG
: x% N# U- Y9 i e- W泵体最大外径： 112mm
# ]0 |8 q- J# }双向作功冲程 1400mm 4 g, Q7 k% z0 S5 J! |
动力液活塞直径 Φ68mm×Φ68mm
* w+ x6 x3 g4 Z举液活塞直径 Φ38mm×Φ38mm
* v9 M- j& Q0 U, D7 h/ ~$ A8 m/ b& L活塞作用面积比 1：0.3! J1 h5 ^- i' U& [
举液活塞总重量 30Kg
7 R" u. F, U6 b& W& S无杆泵井下工作时间 与管式泵等同 " ?% ]( L! P% v6 G, C0 D. y; p
5 `0 z! f, A( C! ?' `, I7 Q# Y. Z4 r
五、最小启动压力计算示例：
( J ], s9 d8 |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
* {! M9 n0 o( B" b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：' V: O* g* v% F7 k
泵深m 举升液柱重量Kg 地面泵最小启动压力 Mpa
' J' j9 J7 Y2 D) ]' j1 @300 340.2 1.439
) k8 K) X, v" i* n7 v2 j; y- m: J3 W600 680.5 2.483" h0 _- c0 \) h6 N+ |3 b; d% o$ ^1 d
800 907.3 3.179
& @3 Z1 {3 b) n- `1000 1134.1 3.875
- v2 W: p8 K4 ~2 W6 [1200 1360.9 4.5709 W0 D9 e- Q% h; d% F. e( Z0 m' P
1400 1587.8 5.266
- ~- O0 r0 h5 S: ?1600 1814.6 5.962
/ r* Y5 I Z3 O; z4 j1800 2041.4 6.658- `5 ]& U' E7 O% Z4 @0 L- ?$ i
2000 2268.2 7.353! s- W% U# N5 W5 c: a
2200 2495.1 8.049" i7 `0 M. S0 t
2400 2721.9 8.745
5 F( J% s6 l/ e& ?" B ?2600 2948.7 9.441$ ^: y( m; b; \9 H
2800 3175.5 10.14
S4 v) f& q' y3000 3402.3 10.83
2 _6 V) G- u1 |- B0 g2 m( P3200 3629.2 11.53
+ \. j [1 W, W* M3400 3856.0 12.23/ M; N+ \; s" X, p. ?# r
3600 4082.8 12.92& g- J( ?/ \) d- _5 W
3800 4309.6 13.62
- c5 q8 R1 Q! e$ G" }4000 4536.5 14.31
. W4 Q; a3 n# v$ J4200 4763.3 15.01+ j) V* U* k# P( s) E
4400 4990.1 15.70
3 J0 k( _$ M! y/ P1 w$ q6 B* G4600 5216.9 16.40
- K. I! d7 n: M4800 5443.7 17.10; H. D* {5 Q! m% C2 T
5000 5670.6 17.796 @3 t6 Z& c/ ?5 W- j
六、产品规格型号：
4 x t, P! s# I+ \/ B WGB—73( n& l* M3 L6 }9 |' c4 E3 v4 w' i3 S0 ~
北京宇盛能源技术有限公司 15801096977 |
发表于 2010-1-21 13:51:58
