杆式抽油泵防喷器打开条件量化分析.pdf

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1、2013年第42卷石油矿场机械第7期第85页OILFIELDEQU1PMENT文章编号：1001-3482(2013)07—0085—03杆式抽油泵防喷器打开条件量化分析刘金，薛俊林，李媛，姚龙(长庆油田采油一处，甘肃庆阳745100)摘要：阐述了杆式抽油泵的结构原理及坐封过程。针对油井投产作业时，杆式泵坐封不到位、防喷器未开启的问题做了量化分析，并提出了采取向油管内注水的方式，有效地解决了此问题。可为定筒式顶部固定杆式抽油泵推广应用提供借鉴。关键词：杆式抽油泵；密封：支撑；坐封；量化中图分类号：TE933．3文献标识码：B杆式抽油泵在国外应用较多，美国、加拿大、俄定筒式顶部固定杆式抽油泵

2、，但初期效果不理想，部罗斯等国的杆式抽油泵占抽油泵用量的7o以上，分油井不出液。本文就对此问题进行分析研究。其具有良好的适用性、作业的方便性及对油管的保1杆式泵结构原理护性，并收到了良好的经济效益[1]。杆式泵与常规管式泵工作原理相同，区别在于常规管式泵是接在下井作业时，将支撑接头与装有防喷器的油管油管上，随油管一起下井，而杆式泵下井时，泵筒和连接，下至预定深度，然后杆式泵与抽油杆连接下柱塞随抽油杆下入，悬挂在预先接在油管上的密封人，到达位置后，皮碗与支撑座过盈配合，形成坐封；支撑座上并固定。因其自身结构特点，较适合于在同时，锁爪在预定位置自锁，钢性支撑密封环下端面深井、斜井、低产井中使用

3、。与机械密封支撑座上端面吻合，形成机械密封，推杆长庆合水油田宁53区块属超低渗油藏，该区块下推防喷器，防喷器打开。为便于分析，将构成坐封单井产量较低。为实现油田效益化开发，降低开发的部件分为密封系统和支撑系统2部分，如图1成本，自2012—10，在该区块新投油井中推广应用了所示。拉杆机械密封支撑座机械密封环支撑接头锁爪皮碗密封支撑座皮碗泵筒油管防喷器a密封系统b支撑系统c坐封图1杆式泵结构收稿日期：2013—01—13作者简介：刘金(1984一)，男，山东新泰人，工程师，主要从事采油工艺及井下工具研究。石油矿场机械2013年7月坐封过程中，有F摩擦为皮碗密封处的摩擦力与锁爪处的摩擦力Lo—

4、L1一L2—637—633—4cm之和。前者由皮碗跟皮碗密封支撑座发生，经测试，式中：L。为推杆下推防喷器下行距离，cm；L为机大小为3．5kN；后者为锁爪经过机械密封支撑座的械密封环下端面至推杆底部长度(经现场测量为阻力，该阻力最大值为0．5kN，在锁爪刚接触密封637cm)；L。为机械密封支撑座上端面至防喷器球座时，该力为最小值0kN。阀上端面长度，经现场测量为633cm。F杆为抽油杆对泵筒施加的压力，其大小为井内杆柱自重减去其所受管杆摩擦力与悬绳器拉力之2防喷器打开条件分析和。在碰泵过程中，随着井口悬点载荷逐渐降低，密封系统下行至推杆接触球阀时，若产生推力F杆逐渐增大，在悬点载荷为零

5、时，F杆达到最大值。足够大，球阀打开；若不够大，则球阀无法打开。推考虑在光杆下行时(碰泵之前)，井口悬点载荷同样杆接触球阀时受力如图2所示。为井内杆柱自身重力减去其所受摩擦力，故而认为该载荷与F杆最大值一致，即：F杆⋯一F悬下。满足球阀打开的条件为FT>F上，即F下一F上>O在F杆一F杆⋯，即杆柱载荷完全落在泵筒上时，推杆推力最大。F=，做如下计算(现场测试，F弹一G≈0．03kN，可忽略不计)，即球阀FT—F上一F推+G一(F弹+F液柱)一F推一(F弹一G)一F液柱一F推一F液柱一F杆m一F摩擦一F液柱一F杆m一3．50一F液柱一F．T一3．50一F液柱>0F悬下>3．50+F液柱图2球

6、阀受力分析F液柱一P。So=pgh。×So=pgho×丁c式中：P。为作用在球阀上的外液柱压力；S。为球阀图2中：F弹为弹簧弹力，F液为球阀下部液体横截面积；

7、0为外液柱密度，投产初期含水较高，取压力，F推为推杆对球阀上部施加的推力，G为球阀值10。kg／m。；g为重力加速度，取值为9．8m／s。；h。自身重力。为外液柱至球阀高度，取沉没度值；r为球阀半径，根据现场测量数据，推杆接触球阀时，3个密封实测为21．44mm。皮碗已全部进入皮碗支撑密封座，锁爪下端与机械有：F液柱=pgho×7c一0．014hokN密封支撑座上端刚开始接触。为计算F推大小，对综上所述，通过碰泵打开防喷器，需满足的

8、条密封系统进行受力分析，如图3所示。件为F悬下>3．50+0．014ho(。为沉没度)(1)由十F：+F3实例分析l以长庆合水油田宁53区块固2一O5井为例。该◆F忤井于2012—11—17投产，泵深1150m，泵径28mm，杆柱组合：~16F×808rn+ol9F×120m+o19×222m。下泵后开井，井口无呼吸，无套压，采取碰泵措图3密封系统受力分析施，无效果。2012—11—18录取低压试井资料，测得液面在井口，