雙油層合采抽油泵的設(shè)計(jì)探討及應(yīng)用

【摘要】為了提高大慶外圍“三低”油田油層開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步探索“三低”油田的開采途徑，更好地利用這些薄差油層，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，可以通過設(shè)計(jì)一種雙油層合采抽油泵來實(shí)現(xiàn)這一目的。

【關(guān)鍵詞】三低 油層 抽油泵

目前，外圍“三低”油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益正逐漸下降。單個(gè)油層的儲量正逐漸降低。在這些地區(qū)油層的開采過程中，若應(yīng)用以往常規(guī)抽油泵抽油方式，只能對其中某一個(gè)油層的原油進(jìn)行抽取開采，產(chǎn)液量極為有限，產(chǎn)出效益很小，從而使生產(chǎn)成本加大。甚至達(dá)不到開采成本水平，造成這些油井的開發(fā)價(jià)值急劇下降，甚至可能需要關(guān)井不用。

針對這些情況，為了提高大慶外圍“三低”油田油層開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步探索“三低”油田的開采途徑，更好地利用這些薄差油層，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)大慶油田各偏遠(yuǎn)采油廠正討論通過動用原來常規(guī)抽油方式下被封隔的其它油層和現(xiàn)抽取油層相結(jié)合開采的方式。同時(shí)抽取兩個(gè)油層的原油來加大油井產(chǎn)液量。從而提高原油開采的經(jīng)濟(jì)效益。既通過設(shè)計(jì)應(yīng)用雙油層合采抽油泵及相應(yīng)作業(yè)管柱來達(dá)到兩個(gè)油層同時(shí)開采的目的。為此，我們可以通過設(shè)計(jì)一種雙油層合采抽油泵來實(shí)現(xiàn)這一目的，為“三低”油田解決實(shí)際生產(chǎn)難題。

一、原理

雙油層合采抽油泵是外圍“三低”油田薄差油層經(jīng)濟(jì)有效開采作業(yè)管柱的主要組成部分。該套管柱除合采抽油泵外，還包括旋轉(zhuǎn)封隔器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用等等。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際需要，經(jīng)過我們所做的油層現(xiàn)狀調(diào)研。我們認(rèn)為該雙油層合采抽油泵可借用大排量雙作用抽油泵的工作原理。這種泵在一個(gè)往復(fù)的沖程中可完成兩次汲油和兩次排油的過程，而通過將這兩次的汲油與排油過程分別與兩個(gè)油層相結(jié)合就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)油層同時(shí)開采抽取的目的，從而大幅度提高油井產(chǎn)液量。該泵工作時(shí)具體工作原理如下：

下沖程時(shí)，柱塞下腔室體積變小，壓力升高，使下游動閥及上部油層偏心進(jìn)油閥打開，同時(shí)下分流閥與固定閥關(guān)閉，此時(shí)，下部油層的油液通過下游動閥進(jìn)入柱塞上腔，上部油層的油液通過偏心進(jìn)油閥也進(jìn)入柱塞上腔，然后從兩個(gè)油層進(jìn)入柱塞上腔的油液統(tǒng)一進(jìn)入空心抽油桿。最后通過出油接頭進(jìn)入油管。

上沖程時(shí)，柱塞下腔室體積增大，壓力降低，固定閥與下分流閥打開汲油，同時(shí)下游動閥與上部油層偏心進(jìn)油閥關(guān)閉，這時(shí)隨著抽油桿柱的上提。在下沖程時(shí)從兩個(gè)油層進(jìn)入到柱塞上腔時(shí)的油液通過空心抽油桿抽取到地面。

二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

根據(jù)雙油層合采作業(yè)的需要，該雙層合采抽油泵在常規(guī)抽油泵的基礎(chǔ)上增加了偏心進(jìn)油閥、下分流閥、密封組件、脫接器、出油接頭及各件相應(yīng)短節(jié)等零部件。其整體結(jié)構(gòu)較常規(guī)抽油泵復(fù)雜，同時(shí)偏心進(jìn)油閥、下分流閥、密封組件的設(shè)計(jì)與加工均要求較高。該泵整體結(jié)構(gòu)主要包括偏心進(jìn)油閥、下分流閥、密封組件、脫接器、出油接頭及各件相應(yīng)短節(jié)、空心光桿、柱塞泵簡、下游動閥、固定閥、異徑接頭、支座管塞等。該泵由于在下沖程過程中，上下兩個(gè)油層同時(shí)汲油，有兩個(gè)密封段(除柱塞與泵筒之間的密封段外，在柱塞的上部還有一個(gè)密封組件與光桿的密封段)。所以，桿柱下行阻力大，不宜在原油粘度過大的油井中使用。

三、技術(shù)難點(diǎn)

從目前看來，針對我廠的實(shí)際情況，雙油層合采抽油泵主要技術(shù)難點(diǎn)是偏心進(jìn)油閥的下分流閥以及柱塞上部密封段的設(shè)計(jì)及應(yīng)用效果。由于我廠以前從未設(shè)計(jì)及制造過以上三個(gè)部件。雖然目前已掌握其原理及主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，但實(shí)際應(yīng)用效果還有待于進(jìn)一步理論分析與計(jì)算和實(shí)踐的檢驗(yàn)。尤其是該密封段組件，沒有可供參考的數(shù)據(jù)和資料。應(yīng)用何種密封方式及結(jié)構(gòu)還需進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)研與分析。另外，該泵中的偏心抽油閥與下分流閥由于受到有限空間限制，具體結(jié)構(gòu)尺寸均很小，加工起來會有一定的難度。

四、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

雙油層合采抽油泵大膽借用了原應(yīng)用于油層壓力高。油井供液過于充足。以至較大泵徑的常規(guī)泵也滿足不了排液量要求時(shí)而采用的大排量雙作用泵的工作原理。通過偏心進(jìn)油閥、下分流閥與柱塞上部密封組件的設(shè)計(jì)應(yīng)用，而達(dá)到兩個(gè)油層同時(shí)開采抽取原油的目的，較好地實(shí)現(xiàn)了同一臺泵同時(shí)抽取兩個(gè)油層原油的作用，從而比原來兩個(gè)油層開采中經(jīng)常應(yīng)用雙泵串聯(lián)方式的結(jié)構(gòu)更簡單。作業(yè)更方便。