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发表于 2013-11-17 11:17:03
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一、前言
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。
二、技术特点
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。
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。
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。
4，无杆泵动力液为油井采出液，即井内原油。
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。
三、工作原理
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）。
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。
四、主要技术指标
项 目 指 标
无杆泵总长 4900mm
无杆泵两端扣型 2 1/2″TBG
泵体最大外径： 112mm
双向作功冲程 1400mm
动力液活塞直径 Φ68mm×Φ68mm
举液活塞直径 Φ38mm×Φ38mm
活塞作用面积比 1：0.3
举液活塞总重量 30Kg
无杆泵井下工作时间 与管式泵等同
五、最小启动压力计算示例：
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
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：
泵深m 举升液柱重量Kg 地面泵最小启动压力 Mpa
300 340.2 1.439
600 680.5 2.483
800 907.3 3.179
1000 1134.1 3.875
1200 1360.9 4.570
1400 1587.8 5.266
1600 1814.6 5.962
1800 2041.4 6.658
2000 2268.2 7.353
2200 2495.1 8.049
2400 2721.9 8.745
2600 2948.7 9.441
2800 3175.5 10.14
3000 3402.3 10.83
3200 3629.2 11.53
3400 3856.0 12.23
3600 4082.8 12.92
3800 4309.6 13.62
4000 4536.5 14.31
4200 4763.3 15.01
4400 4990.1 15.70
4600 5216.9 16.40
4800 5443.7 17.10
5000 5670.6 17.79
六、产品规格型号：
WGB—73
北京宇盛能源技术有限公司 15801096977 |
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