断块油气田深井泵新型高效柱塞的研制与应用进行了分析。针对目前的不足,从结构和材质上进行了优化设计了深井泵新型高效柱塞。通过现场150多口井的应用资料分析,改进后的柱塞具有防止上凡尔罩断脱,提高泵效,适应性强等特点,推广应用前景良好。
机械采油主要以抽油机井抽油为主。中原油田采油五厂目前共有生产油井309口,其中抽油机井283口,占总井数的91.6%.在生产过程中,由于柱塞上凡尔罩结构设计不合理,抽油泵存在泵效低、上凡尔罩易断脱的问题。采油五厂1998年至2000年10月,柱塞上凡尔罩断脱93井次。这不但影响了油井产量,还缩短了油井检泵周期,造成了油井维护成本高。为提高泵效,防止柱塞上凡尔罩断脱,减少作业,降低成本,延长检泵周期,对原柱塞上凡尔罩结构和材质进行了优化,设计了抽油泵新型高效柱塞。
1结构及工作原理
1.1结构深井泵新型高效柱塞主要由上凡尔罩、上凡尔球、上凡尔球座、中间接头、柱塞体、下凡尔总成组成(见)。其上凡尔罩又由上接头和筒体组成。在上接头上开有出液孔,作为液体输出通道。在出液孔的结构上作了优化,消除了应力集中,使之受力更加合理;在材质上做了优选,使其综合机械性能有所提高。在筒体内部开有过油通道,作为液流通过筒体进入上接头的通道,同时也作为上凡尔球向上运动的界限,上凡尔球回座的力也通过该通道传递给上凡尔球。
1.2工作原理当抽油泵在抽吸过程中,液体经下凡尔总成、柱塞体打开上凡尔球经过筒体的过流通道,由上接头的出液孔输出,最后经过油管排到地面。
筒体内的过流通道,一方面作为液体进入上接头的通道,同时也作为上凡尔球向上运动的界限,使球在有效球室内运动。上接头的出液孔作为液流进入油管内的中间部分,同时是上凡尔球回落时的力的来源,使上凡尔球回落的时间减少,达到提高泵效的目的;在下冲程时,液体经上接头的出液孔进入油管内,由于出液孔具有一定的旋向,所以出液时将产生一定的扭矩,使抽油杆扣上紧,达到防脱的目的。
深井泵新型高效柱塞结构示意一上接头;2―筒体;3―上凡尔球;一上凡尔球座;5―中间接头;一柱塞体;7―下凡尔总成2现场应用情况新型柱塞自研制成功后,于2000年5月首次在H2―43井试验应用,并获得成功。截至目前,该工具在胡庆油田累积应用156口井,经验证完全达到设计要求。
深井泵新型高效柱塞的研制与应用
2.1提高产液量为验证该工具的增液能力,有选择地在检泵井上试验应用新型高效柱塞。结合检泵共下入新型柱塞60井次,其中58井次不同程度地见到增液效果,工艺成功率为97%.对比60口检泵井新型柱塞下入前后产状见表1.表1新型柱塞下入前后单井平均产状对比表时间日产液/日产油/泵效,动液面/措施前措施后可以看出,新型柱塞的下入使单井平均日增液6.2m3,日增油0. 7t,在动液面下降175m的情况下,平均泵效提高了17.1%1,增液效果明显。
2.2提高泵充满程度新型高效柱塞的另一性能是上凡尔球回落时间减少,关闭迅速,该性能在生产应用中也得到证明,在功图上表现为泵充满程度提高,棱角分明。
a措施前b措施后2.3放大生产压差,启动低压层新型高效柱塞与普通柱塞在相同工作制度下,因产液量提高,动液面下降,导致了流压减小,在部分井上低压层得到了启动,增加了原油产量。根据流压公式,对H5―97井作典型分析:Pf――井底流压,MPa;P*套管环行空间液体的平均相对密度;Lp―测试动液面深度,m;H――油层中部深度,m;Pa――测动液面时的套压,M H5―97井,检泵前的工作制度为038X3X7,泵挂为1800m,动液面为1465m,产状为14.7/0.4/93%;检泵后的工作制度为038X3X7,泵挂为1800m,动液面为1710m,产状为21.3/2.8/87%,比检泵前产液量增加了6.6m3,日增油2.4 t.将上述数据代入公式。 |