一、前言 - p8 }- F) L; U8 R& O
隨著定向井、海陸叢式井和水平井鉆井技術的快速推進,現有采油設備已漸漸難以適應時代的發展,因此,液力無桿采油技術逐漸得到重視,早年的水力活塞泵雖因結構復雜而退出市場,但不能因此否定此種原理的可行性,無桿泵的設計成功,正是這種液力采油技術的一種延續、一種更新,它使我們在深井和超深井內采收稠油、高凝油有了可靠的保證。
8 M: \' i+ V% O; _9 V- a- C* d- x二、技術特點 ' [0 s9 i1 U- H9 E1 V$ x
1,無桿泵是用標準抽油泵的零部件裝配而成,所以,其使用壽命和工作環境與普通管式泵等同。 4 Y+ R: z I) V
2,舉升液活塞與動力液活塞的面積比可隨意調節,從而使地面泵的輸出壓力隨意降低。 7 j4 q# b6 C9 x' X% B! k0 Q! d
3,無桿泵是一種集加熱和采油為一體的采油工具,工作時可將液壓泵內原油加熱后輸送至無桿泵,這樣,可將井下的稠油、蠟油熱釋降粘后舉升到地面,在循環的全過程可保持溫度均衡,可實現全井段降粘清蠟。- I/ D+ i* \# t4 ^" V; q
4,無桿泵動力液為油井采出液,即井內原油。 - i' Z4 K' o' |) a7 c9 K. Y
5, 使用無桿泵后,沒有機械傳動部分,所以,運行效率高,節能節電。. F( c/ r; X9 c4 W x
三、工作原理 Q# L7 H8 i2 o- J2 n
上沖程時,換向閥控制上油腔室的進油孔開啟,出油孔關閉,同時控制下油腔室的進油孔關閉,出油孔開啟,此時動力液經油管進入上油腔室推動柱塞管上行,使柱塞管上部原油、頂部油腔室內原油和下油腔室內原油流入油套環空,部分原油經油套環空被推向地面,與此同時,底部油腔室內將吸入部分原油,其目的是在降低推油壓力的前提下,為下一個沖程做準備(見附圖1)。
3 s% x- j1 w+ ]5 V, H% l下沖程:當柱塞管上沖程至上止點時,換向閥自動將上油腔室的進油孔關閉,出油孔開啟,并同時控制下油腔室的進油孔開啟,出油孔關閉,這時動力液便進入下油腔室推動柱塞管下行,使柱塞管上部空間壓力降低,從而,吸進井內原油,與此同時,底部油腔室和上油腔室內原油流入油套環空,部分原油經油套環空被推向地面,此時頂部油腔室吸入部分原油,以降低推油壓力(見附圖2),完成一個循環過程。全部抽油過程見動畫示意圖。 / E7 i) b' b/ y) Y# p
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四、主要技術指標 : H3 \$ ^8 C9 X4 ?# p
項 目 指 標 . F M- p3 t$ \
無桿泵總長 4900mm $ V6 Y2 f; q- P2 O
無桿泵兩端扣型 2 1/2″TBG9 O/ i5 T Z% W) r
泵體最大外徑: 112mm
) E. h8 Y7 w8 l4 w6 e* h雙向作功沖程 1400mm " N8 ?7 i8 R w) ^8 D! ~
動力液活塞直徑 Φ68mm×Φ68mm
% ]+ J7 o4 Y# O% y舉液活塞直徑 Φ38mm×Φ38mm
) S0 J- n* Z. C8 y% I0 C' T! \活塞作用面積比 1:0.3, X2 W! X2 _7 n
舉液活塞總重量 30Kg
' \* U1 X0 U5 i% |無桿泵井下工作時間 與管式泵等同
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- R) {1 d1 ]0 \五、最小啟動壓力計算示例:& E3 ~4 B6 F( Y$ _( q- ~; f
以泵掛深度2000米為例,油壓1Mpa,不考慮泵沉沒壓力,舉液活塞上行時,受力為:Φ38柱塞面上的液柱載荷2268.23 Kg,油壓產生的壓力113.4 Kg,泵筒與活塞的半干摩擦力0.35Kg(參考資料:泵徑小于Φ70mm時,單個活塞摩擦力小于1.717N),活塞自重30Kg,動力液水力損失258.6Kg(動力液水力損失每千米1.14 Mpa),合計2670.58 Kg$ e' O# T' a. W; l4 B' d9 _
由于作用在動力液活塞上下兩個端面的液柱載荷相等,所以動力液自重不作計算,因此,只要動力液活塞上產生的推力大于舉液活塞上的合力2670.58Kg,就可使活塞上行。依此推算出泵掛2000米,地面壓力泵的啟動壓力7.35 Mpa,以此類推,其他泵深的最小啟動壓力見下表:
6 Y8 w; E9 r; b泵深m 舉升液柱重量Kg 地面泵最小啟動壓力 Mpa
7 p7 k6 }' R, v300 340.2 1.439
: v8 C3 y9 Q% E7 _5 A1 V600 680.5 2.483" F9 a# } u. h9 C- v" D9 `
800 907.3 3.179
, {! r( j6 w- x- G* z' x' k% E9 u1000 1134.1 3.875
3 e! q8 h; P( p( K/ r9 B1200 1360.9 4.570
7 k! u y7 Y2 t) j" @3 J3 P1400 1587.8 5.266
! s1 Y- l0 z# K4 A1600 1814.6 5.962
/ _$ P) y- B% B4 b- H/ `! q1800 2041.4 6.658
) `: f$ j$ m! @. L" q2000 2268.2 7.3532 V i( u5 \0 d8 G: Z( v- H
2200 2495.1 8.049
; s3 L" I5 }1 O. u9 m2400 2721.9 8.745
4 l1 J: |: Z& o2600 2948.7 9.441
8 U F2 s" r3 d9 d7 ?0 f2800 3175.5 10.14+ Q) M8 a/ l8 T6 W1 s( I
3000 3402.3 10.83
" b; W, [9 H$ Q( B$ C3200 3629.2 11.535 A) Y% k5 {9 n; u! {+ H
3400 3856.0 12.23
; O) ]2 C, P( d. ~/ \- y9 i# c3600 4082.8 12.92* C5 x( l$ {: G5 \$ s, e+ y0 s
3800 4309.6 13.62
F; B4 S5 g+ Q. O- E1 v5 g4000 4536.5 14.311 |9 \" k5 a8 {
4200 4763.3 15.016 M8 b) N# E, z7 u% {: ]
4400 4990.1 15.70
0 [) ~" G+ @8 z0 @0 j0 S8 }$ ^& x4600 5216.9 16.40* c5 Q# I* A* K1 e& k
4800 5443.7 17.10
7 Y% O2 ]3 C; q/ K8 g8 j5000 5670.6 17.799 z8 t1 K7 E# \- V+ i
六、產品規格型號:
" U& [5 |' ~ `7 Q9 @: C3 [4 M9 K WGB—73- I! w6 z- y; D$ K. D
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