任 濤，惠 田

（陜西延長石油機(jī)械裝備制造有限公司 陜西 延安 716000）

1 引言

雖然我國正在優(yōu)化創(chuàng)新能源結(jié)構(gòu)，但是石油至今仍是不可替代的能源之一，要求能夠增加現(xiàn)有油田的開采的效率?，F(xiàn)如今我國油田處于中后期，在開采難度方面有所增加，如出現(xiàn)高含水量、出砂多和低滲透深井等問題，一方面影響油田的開采情況；另一方面是這類油田情況對于原油的抽油泵泵效產(chǎn)生一定影響。針對于低滲透深井開采中出現(xiàn)的泵效系統(tǒng)紊亂、漏失量大以及嚴(yán)重的泥砂卡泵等問題，研制了專門的小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵。

2 小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵的研制

小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵主要是用以開采供液能力低、油層較深的油田。實現(xiàn)對小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵的研制，要求對其結(jié)構(gòu)、工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等展開闡述。

圖1 小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵結(jié)構(gòu)

（1）結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵采用雙泵筒的結(jié)構(gòu)，主要針對于油田內(nèi)出砂率較高，會卡筒引起抽油泵失效的問題，另外雙泵筒的結(jié)構(gòu)還可以推動泵筒同外部壓力形成一個穩(wěn)定的工作壓力，減少原油的漏失，提高泵效，環(huán)形柱塞與閥桿鏈接，出油閥設(shè)置在塞桿外部，具有更高的穩(wěn)定性，在抽油泵失效時，能夠直接有效實現(xiàn)對抽油泵的檢查，不同對抽油桿、雙泵筒燈多個結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆卸檢查。具體的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵的結(jié)構(gòu)，可以看出，該抽油泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能夠提高泵效，減少抽油泵出現(xiàn)失效的情況。首先是抽油泵在內(nèi)外泵筒之間是環(huán)形柱塞，環(huán)形柱塞的采用促使雙泵筒的直徑大小可以不收開采量的影響，即在泵整體尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以不同考慮雙泵筒的直徑的大小，直接考慮其他的結(jié)構(gòu)大小即可保證抽油泵的大小符合井下開采的需求；其次是在開采過程中，抽油泵的每次啟動都能股推動抽油泵內(nèi)部環(huán)形空間中的液體實現(xiàn)旋渦運(yùn)動，減少進(jìn)油閥出現(xiàn)的泥砂卡筒的現(xiàn)象，另外整個抽油泵內(nèi)部呈現(xiàn)出暢通無阻的特點(diǎn)，泥砂進(jìn)入到抽油泵中能夠?qū)崿F(xiàn)自由通行，防止卡砂；最后是出油閥作為抽油泵設(shè)計中的關(guān)鍵位置，獨(dú)立設(shè)置在塞桿下方，實現(xiàn)了出油閥和整個抽油泵的獨(dú)立性，即兩者之間可以實現(xiàn)協(xié)同合作，但是一旦出油閥出現(xiàn)故障不會對整個抽油泵產(chǎn)生影響，只需更換出油閥即可?？傊?，小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)都能為低滲透油田的開采提供直接的幫助。

（2）工作原理

小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵的工作原理主要分為兩個步驟。兩個步驟共同作用，實現(xiàn)運(yùn)作。在上沖程階段，抽油桿被拉力向上拉動，兩個泵筒之間的空間變大。此時出油閥受到油管液的壓力呈現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)，因而整個抽油泵內(nèi)的壓力變小，外部的沉沒壓力變大，形成內(nèi)外壓力差，推動進(jìn)油閥開啟，吸入井液，完成進(jìn)液工作；第二是下沖程階段，即井液在泵內(nèi)收到環(huán)形柱塞向下的運(yùn)動擠壓力，進(jìn)油閥隨之關(guān)閉，泵內(nèi)壓力變大，推動井液頂開出油閥，并通過出油閥和環(huán)形柱塞內(nèi)流通道進(jìn)入閥桿與支撐皮碗之間的環(huán)空，從閥桿導(dǎo)向套的出液口進(jìn)入油管，實現(xiàn)出液。如此循環(huán)往復(fù)，實現(xiàn)井液的開采。

（3）技術(shù)優(yōu)勢

第一，小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵的大小設(shè)置具有較大優(yōu)勢。其如環(huán)形柱塞桿長度同漏失量成反比，柱塞同泵筒之間的間隙與漏失量理論成正比，內(nèi)泵筒能夠在操作中，向外膨脹，外筒受到液面的載荷壓力先給收縮，從而可以減少內(nèi)外壓力差所產(chǎn)生的“鼓脹效應(yīng)”，減少漏失量，提高泵效。

第二，抽油泵中的閥桿導(dǎo)向套等小設(shè)備，能夠地桿塞起到扶正作用，穩(wěn)定抽油泵的操作，同時減少其隨機(jī)運(yùn)動，延長桿塞的使用壽命。

總之，小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵的研制過程需要對其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行逐一分解，明確其所具有的普通抽油泵所不具有的技術(shù)優(yōu)勢。

3 小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵的應(yīng)用

小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵主要是為了開采低滲透油藏的油田的。在此類油田中，小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵主要應(yīng)用在以下幾個方面：

第一，經(jīng)過具體的油田開采應(yīng)用，可知小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵的泵效是普通抽油泵泵效的3倍。

第二，抽油泵泵效的提升同環(huán)形柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，如出油閥在泵筒的下部，出油閥的尺寸和結(jié)構(gòu)可以自主設(shè)置，減少泵理論排量對出油閥大小型號的限制；另外環(huán)形柱塞泵下的下沖程階段中，管內(nèi)的井液一直在起作用，里面抽油泵工作過程中桿柱沖程損失，從而導(dǎo)致桿柱的失效損壞。一旦桿柱出現(xiàn)失效，要求停泵檢修，影響抽油泵的開采效率；

第三，抽油泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點(diǎn)，推動泥砂在內(nèi)外泵筒內(nèi)自由運(yùn)動，同時能夠?qū)ふ液线m的時機(jī)排出。同時環(huán)形柱塞泵內(nèi)部液體在環(huán)形空間內(nèi)出現(xiàn)的旋渦運(yùn)動，能夠有效帶動砂子運(yùn)動，減少進(jìn)油閥口的砂子沉淀，避免了卡砂的現(xiàn)象，可以節(jié)約對抽油泵進(jìn)油閥的檢修，提高抽油泵的運(yùn)作時間和運(yùn)作效率。

第四，在抽油泵的設(shè)計優(yōu)勢種，即能夠計算好漏失量原理，設(shè)計內(nèi)外筒同其他設(shè)備結(jié)構(gòu)之間的距離和大小問題，從而達(dá)到對內(nèi)外壓力大小的控制，減少了漏失量，提高開采的效率。

總之，小排量環(huán)形柱塞桿式抽油泵在低滲透油田中的應(yīng)用具有高效性和科學(xué)性，減少了抽油泵的故障問題，提高了開采的質(zhì)量，如出砂量變小。同時其能夠在較深的井下運(yùn)作，對低產(chǎn)量的油田實現(xiàn)最后的開采，對于我國油田開采的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。