新疆吐哈油田溫米采油廠聯(lián)合站 何 娟 隋 陽

國內(nèi)特種抽油泵的種類及性能分析

新疆吐哈油田溫米采油廠聯(lián)合站 何 娟 隋 陽

泵是世界上發(fā)明最早的機(jī)器之一，今天其使用量僅次于電機(jī)。而抽油泵在石油開采裝備領(lǐng)域有著舉足輕重的地位。抽油泵結(jié)構(gòu)性能的不同，直接影響到石油產(chǎn)量和油田的效益。按照抽油泵在油管中的固定方式進(jìn)行分類，抽油泵分為管式泵和桿式泵兩大類，又有整筒泵和組合泵之分（目前組合泵已被淘汰）。按照抽油泵的用途進(jìn)行分類，抽油泵分為常規(guī)泵和特種泵兩大類。對于符合抽油泵標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的抽油泵人們稱之為常規(guī)抽油泵，對具有專門用途的抽油泵，如抽稠油泵、防氣泵、防砂泵、防腐泵和耐磨泵等，人們稱之為特種泵。

目前隨著國內(nèi)油井井況日益惡劣，如含砂量大、高氣油比、腐蝕嚴(yán)重、油井供液不足等，國內(nèi)外石油裝備企業(yè)不斷生產(chǎn)出針對特殊井況要求的各類特種抽油泵。如適用于大排液量的雙作用泵，適用于高氣油比的防氣泵，適用于抽稠油串聯(lián)泵，適用于出砂井的刮砂泵、防砂抽稠泵和防砂卡泵等防砂泵，適用于深井抽油的過橋泵，適用于斜井抽油的斜井深井泵，適用于過泵測試或加熱的空心泵等。

一、適于出砂油井的抽油泵

目前國內(nèi)針對此類出砂油井所開發(fā)的適于出砂油井的抽油泵有防砂扶正桿式泵、長柱塞防砂卡抽油泵、刮砂抽油泵、防砂抽稠泵等。

1. 防砂扶正桿式泵 。鎖緊裝置位于底部，使泵筒不因液柱作用而伸長，間隙不會增大，更適于深井；增加擋閥裝置，防止砂粒回落泵筒砂卡柱塞；增加扶正裝置，避免泵體擺動使下部密封失效，增加泵的穩(wěn)定性；增加沉砂通道，解決砂埋的問題。適用于泵掛在2 900m內(nèi)、黏度400cP以下的深井；停抽易砂卡抽油泵的油井；油井含砂≤2%。不適用于氣油比較高，易發(fā)生氣鎖的油井。

2. 刮砂抽油泵。 柱塞上增加刮砂裝置緊貼泵筒內(nèi)壁刮砂，油砂通過液流帶出泵筒,防止了砂卡柱塞的現(xiàn)象, 減輕了柱塞泵筒的磨損，延長了抽油泵使用壽命。適應(yīng)不砂埋的稀油井生產(chǎn)。氣油比較高，易發(fā)生氣鎖的油井不宜采用該泵。油井含砂≤2%。

二、適于稠油井的抽油泵

國內(nèi)目前適于稠油井的抽油泵有雙柱塞閥式抽油泵、串聯(lián)抽油泵（液力反饋泵）、長柱塞注采泵、雙柱塞注采泵、環(huán)空熱采泵等。

1. 雙柱塞閥式抽油泵。游動閥采用機(jī)械閥結(jié)構(gòu)，隨抽油桿的上下運(yùn)動啟閉；將柱塞的承壓與密封功能分開，大大提高了泵的使用壽命；柱塞為浮動結(jié)構(gòu)，具有自修復(fù)功能，可提高閥副的壽命。可在50℃原油黏度不大于4 000mPa·S實(shí)現(xiàn)冷采；可在氣油比低于800的含氣井內(nèi)使用；可在泵下入井段斜度40度的油井中生產(chǎn)。

2. 串聯(lián)抽油泵（液力反饋泵）分為長柱塞、短柱塞兩種規(guī)格。運(yùn)用液力反饋原理，在下行程工作時產(chǎn)生向下推力，可幫助柱塞克服稠油與抽油桿的阻力下行，減少抽油桿的斷脫。該泵無固定閥，井下可不用泄油器，將柱塞提出泵筒即可實(shí)現(xiàn)注汽或泄油。還可不動管柱進(jìn)行注汽熱采及正反向洗井、沖砂。作業(yè)方便，降低了作業(yè)成本。原油黏度小于4 000mPa·S時可不用降黏直接抽吸。 適用于注汽熱采稠油井生產(chǎn)，含砂小于0.1%、含氣少的稠油井。

三、適于含氣油井的抽油泵

目前國內(nèi)適于含氣油井的抽油泵種類較多，有防氣鎖抽油泵、長柱塞防氣防砂抽油泵、強(qiáng)開閥式抽油泵等,此類抽油泵可以適于含氣量較高的稀油井的生產(chǎn)。上文所介紹的雙柱塞閥式泵同樣適用于含氣油井。

1. 防氣鎖抽油泵。增加防氣裝置，改變閥球的受力條件，使閥球開啟力降低為原來的1/3～1/4，改善游動閥的受力情況，防止氣鎖現(xiàn)象的產(chǎn)生。該泵適用于含氣量較高的稀油井。

2. 長柱塞防氣防砂泵。專利防砂防埋固定閥可有效避免閥座刺壞，提高閥副的密封可靠性。防氣槽可實(shí)現(xiàn)防氣鎖和二次進(jìn)油。適用于停抽易砂卡抽油泵的油井、氣油比較高的稀油井。嚴(yán)禁在拐點(diǎn)及其下部使用，油井含砂≤2%。

3. 強(qiáng)開閥式抽油泵。游動閥為強(qiáng)制啟閉的球形閥，不僅能及時啟閉， 而且壽命高。柱塞可自由轉(zhuǎn)動，防止砂卡、偏磨，提高了使用壽命。該泵適用于含氣量較高的稠油井。

四、適于腐蝕油井的抽油泵

防腐抽油泵采用特殊材料和處理方式，適用于腐蝕油井的生產(chǎn)，其結(jié)構(gòu)與普通泵相同。

1.泵筒防腐處理，更適應(yīng)油井生產(chǎn)；柱塞表面噴焊鎳基合金，更耐磨、耐腐蝕；閥罩等關(guān)鍵零部件均采用耐蝕性能強(qiáng)、機(jī)械性能優(yōu)的材料制造，或進(jìn)行防腐處理，解決配件的腐蝕斷裂問題；球座具有極強(qiáng)的耐腐蝕、耐沖擊、耐磨性能。

2. 由于該泵具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，在國內(nèi)各大油田含H2S、CO2及鹽水腐蝕介質(zhì)的油井中使用能取得良好的效果。

五、適于深井的抽油泵

國內(nèi)現(xiàn)有適于深井的有才開發(fā)的過橋抽油泵，它采用特殊過橋結(jié)構(gòu)，防止抽油泵在深井內(nèi)產(chǎn)生變形，進(jìn)而使其更適用于深井的生產(chǎn)。

1. 過橋泵特點(diǎn)。防彎曲特性——特殊過橋式結(jié)構(gòu)，泵筒懸掛在外筒內(nèi)，不承受壓力，不發(fā)生彎曲，從根本上解決了配用封隔器時抽油泵坐封彎曲的問題。防偏磨特性——因泵筒不發(fā)生彎曲，柱塞與泵筒間隙均勻，減小了柱塞與泵筒因坐封彎曲而發(fā)生的偏磨磨損，延長了泵的使用壽命，提高了泵效。防漏失特性——由抽油泵間隙漏失量公式可知，該泵的相對偏心距ε=0，防止了因柱塞與泵筒的偏心造成的漏失量，減小了間隙漏失量，提高了泵效。

2. 適用于常規(guī)管式泵適用的油井，并可極大地增加泵掛深度及下掛尾管長度；還適于抽油泵與封隔器距離較近的一體式管柱。

現(xiàn)今，國內(nèi)外關(guān)于抽油泵的研究與開發(fā)已經(jīng)趨向成熟，在特種抽油泵領(lǐng)域除了上述介紹到的部分抽油泵外，還有許多其他形式的抽油泵，如防堵抽油泵、旋轉(zhuǎn)抽油泵、活塞環(huán)式抽油泵、大量不同規(guī)格型號的改進(jìn)泵。由此可見，抽油泵在石油裝備領(lǐng)域仍然有非常大的發(fā)展空間和潛力。