一、前言 3 ?/ @, d+ w. r/ R* P; h4 Q9 h
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。$ j, D/ F; U: n. C. r. b
二、技术特点 8 n' F- r& u, _ C1 T2 V4 {* G
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。
: g% L, Y. x$ @7 _/ w4 s8 _5 h2 q 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。 & Z/ o1 E ]: ]7 Q
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。
% Q) E3 d) ?# {: R* i, P4，无杆泵动力液为油井采出液，即井内原油。 ( j, ], C! u: I
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。2 _/ S, J; J+ ^! p0 q2 Z/ ]; e% E
三、工作原理1 O, E, H& W, k; }; f/ T
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）。
& s. ^: W# u% r, U" w: c; u' i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。
; W! w5 Y8 _% y$ Z: |+ \ & |7 r1 ]; T& ^9 Q: Q- m% N9 |" l
四、主要技术指标
7 J% d( A7 V6 S0 P5 j$ ?; C项 目 指 标
: F: q' l5 W- e$ N( U# B无杆泵总长 4900mm ! b# Q2 p" O" `
无杆泵两端扣型 2 1/2″TBG
, G9 ?! z& x2 ~$ r泵体最大外径： 112mm ! n G8 p ^/ e- k+ f
双向作功冲程 1400mm 6 s9 x0 x8 d8 M' Q0 t
动力液活塞直径 Φ68mm×Φ68mm
+ t% M! ~& H6 |0 Y" l* M举液活塞直径 Φ38mm×Φ38mm
$ j/ G! F: E; W$ z活塞作用面积比 1：0.3
* |; i. s: `& f% K5 `2 ?: h举液活塞总重量 30Kg2 N% |3 r, X" K0 F, B% x1 X l1 w* p
无杆泵井下工作时间 与管式泵等同 9 I9 ~2 C, L0 ~. G2 D
# g5 Y! }/ f b! w' y+ V
五、最小启动压力计算示例：
; F" u) s2 P ]0 M8 z$ M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. T3 b! S: E7 t' ?4 \* G1 B, ]# N
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：1 X) s) {+ @2 h Q V+ B' i2 A
泵深m 举升液柱重量Kg 地面泵最小启动压力 Mpa+ F0 N% }4 J3 ]2 a
300 340.2 1.439
. J1 M H, L. g& n: G. S5 E600 680.5 2.4835 k' f2 E, f! i5 M
800 907.3 3.179
, o5 Q2 q0 {& s9 J% C* A1000 1134.1 3.875. K' d, R# r* L
1200 1360.9 4.5706 |7 i3 s; Q n4 n8 a! y3 c- ^
1400 1587.8 5.266
" V' p' y3 G- s/ O' s8 l2 C1600 1814.6 5.962
$ R, }1 }9 V7 i; c7 Y+ i( J1800 2041.4 6.658
0 S6 V8 w2 p$ R e+ b8 u/ N2000 2268.2 7.353
1 c% h8 a: a l1 i2200 2495.1 8.049
( k. \# C3 D# B$ ]2400 2721.9 8.745 t: B# c2 f% _# V
2600 2948.7 9.441% Z! S* a9 K% Q, S' m7 }. O- x
2800 3175.5 10.14/ v% r; e1 ^7 l
3000 3402.3 10.836 K6 ?+ `! o* s! E
3200 3629.2 11.53/ c0 Y' ?: m/ G. e
3400 3856.0 12.231 E) `1 _# A" h% o; x" }
3600 4082.8 12.92) D1 p& n4 n; P) Q5 c5 Y3 `
3800 4309.6 13.62
2 _# L+ C1 e. ?4000 4536.5 14.318 U# R: \8 U; y. R, K
4200 4763.3 15.01
. }9 K% Y* g. F! @3 i, C$ d8 ?4400 4990.1 15.70
# C2 q1 j( E; [' N Q4 ^% |4600 5216.9 16.40
0 G+ u2 e) d3 Q+ c4 P; |9 O* R8 W4800 5443.7 17.10
7 ~, p: a2 f8 y H; n5000 5670.6 17.79$ m/ j! N' J2 I5 i
六、产品规格型号：
& ^5 O# T$ o) {- G1 k! Q* Z WGB—73& u1 r0 l) h& i! f& ?
北京宇盛能源技术有限公司 15801096977 |
发表于 2010-1-21 13:51:58
