論防氣鎖抽油泵的設計及應用研究

黃小釗(中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司鉆采工藝研究院 遼寧盤錦 124010)

實際中，只要有氣鎖情況的出現，抽油泵就會瞬間作業無秩序，發生抽空，這個時候，我們要做的是及時全面的檢查維修此抽油井。從前，為了對抽油泵氣鎖現象進行有效的處理，一般都會使用以下兩種措施：首先是針對抽油泵的結構，保證柱塞在下死點處和固定閥間具有合理的余隙容積。該措施最大的缺陷是對泵的安全性沒有保障，結構十分的繁瑣、實際需花費較多的成本。其次是在進泵前，通過加氣錨把存在于原油中的游離氣體進行全部的分離，然后，到套管中，按照規定的時間放氣。雖然該措施能夠防止氣體對泵的運行造成影響，但存在的全部氣錨均無法做到對游離氣體的整個分離，所以，氣鎖問題并未得到全面的處理。

一、防氣鎖抽油泵的設計

1.防氣鎖液力反饋抽油泵

不僅能夠對抽油泵的氣鎖問題有效處理，而且還大大增強了抽油效率。在泵體內上、下部分別設置了連接大、小柱塞筒的出油閥組和進油閥組，柱塞筒與泵體間產生氣液置換腔和泵腔。該抽油泵柱塞實施的是上、下沖程，會把氣體送至氣液置換腔內與油合理置換，其次，將氣體排進油管腔中，只要一沖程都會排出一定量的氣體，有效防止了抽油泵氣鎖問題的發生。該類型的抽油泵針對進入泵內的氣體給予了上升和排出的通道，使得泵內的氣液比大大減小，避免了抽油泵氣鎖現象，抽油泵效增強，相關工作者不再因為頻繁“碰泵”而疲勞過度，降低了由于“碰泵”而對抽油泵造成嚴重破壞的情況。

2.防氣鎖的高效抽油泵

該泵主要由異徑接頭、彈力閥管箍、減壓管箍、進油閥工作、中心蓋、柱塞總承、環形閥、球座等而組成。在高油氣比油井中用該泵可以有效降低氣體對抽油泵的影響，避免了氣鎖問題；將該泵運用到定向斜井、側鉆水平井中能夠全面發揮閥球扶正強閉功能；將該泵運用到深井或超深井中不會被液柱壓力或泵掛深度所影響，有效防止了活塞與泵筒間隙漏失和泵閥的漏失情況；與此同時，由于泵體進油口流道存在較大面積導致進入油流動阻力變小，所以，使用防氣鎖的高效抽油泵能夠起到防砂作用。

3.頂桿式防氣鎖抽油泵

該泵主要由泵筒、上游動閥罩、固定閥組件、固定閥接頭、柱塞、上游動閥接頭、泵筒上、下接箍以及設于泵筒下游動閥處的由外套、內套、接頭和頂桿組成的防氣鎖裝置而最終組成，其中外套、內套、接頭依次相螺合，頂桿為一頂端呈尖形、中部設有限位擋塊、下端為圓錐柱體的桿，它的上中部架設于外套限位擋塊的中心孔中，它可在外、內套的中心孔中游動。該泵適用于高氣油井中，具有結構緊湊、制作簡便的優勢。

4.雙柱塞懸掛式防氣鎖抽油泵

該泵主要由泵筒、泵筒加強套、柱塞總成、固定閥總成、柱塞連桿組成，在泵筒中上下構建了圓筒形雙柱塞結構，在兩柱塞上分別安裝了一個泵筒接頭，泵筒接頭中心部位處設計了柱塞連桿孔，在各自泵筒接頭上部外周上設計了諸多的連通孔，泵筒接頭與泵筒間用螺紋進行連接，在各自泵筒下端安裝一個圓柱形閥芯，并且，還要在該閥芯下內沿上設置相應的錐面，與泵筒良好連接；柱塞連桿主要包含了上柱塞連桿和下柱塞連桿兩種，上下柱塞連桿主要通過連桿接頭來連接，下柱塞連桿下端安裝了下柱塞的錐形密封座；柱塞連桿會經上下柱塞的柱塞連桿孔利用柱塞連桿接頭來連接上下柱塞，彼此間滑動配合；泵筒的外圍位置處安裝了泵筒加強套。

5.長塞環封防氣鎖抽油泵

該泵以長柱塞短泵筒結構為首選，柱塞上端呈現的是機械強啟閉防氣出油閥總成，關于密封段主要以防沙環為主，防砂采用的是補償式金屬環和非金屬環間隔排列的形式進行，實踐證明，該泵適應于不同油氣比的油井，作業效率高，不僅可以防止氣鎖情況的發生，增強泵效，而且還有效緩解了因上下沖程而導致的“液面沖擊”，防止了沖擊載荷對閥罩、泵閥及抽油桿柱等部件的影響。相較于常規抽油泵，長塞環封防氣鎖抽油泵實際能夠提高百分之十五待百分之二十的泵效。

二、防氣鎖抽油泵的應用

當前，為了有效處理抽油泵采油過程中氣鎖問題，涌現出了諸多的防氣鎖抽油泵如防氣鎖液力反饋抽油泵、防氣鎖的高效抽油泵、頂桿式防氣鎖抽油泵、雙柱塞懸掛式防氣鎖抽油泵、長塞環封防氣鎖抽油泵。這些抽油泵的應用效率顯著，能夠高效可靠的作業、防止氣鎖問題、增強泵效，避免了氣體對泵造成的影響，不會再出現氣擊情況，泵的使用壽命得到延長，達到了防氣鎖的目的，有著較好的經濟效益，在未來市場中將占前沿地位。

結論

綜上所述可知，對于一些油氣高的生產井，常常會因氣體的可壓縮性所帶來的影響而致使游動閥球無法打開，嚴重的將帶來氣鎖問題，造成泵抽空或者大大削弱了泵的效率，制約了井的產量提升。所以，及時發現氣鎖問題，充分運用各類有效的防氣鎖抽油泵予以解決是關鍵。

[1]曹彥鵬.氣體對抽油泵性能影響的理論與試驗研究[D].東北石油大學,2011年.

[2] 李大建,黎曉茸.西峰油田油井套管氣量測試方法[J].斷塊油氣田,2009年01期.

[3]曹彥鵬.氣體對抽油泵性能影響的理論與試驗研究[D].東北石油大學,2011年.

[4]李華斌,張鍵,康慶澤.新型防氣泵研究[J].通用機械,2008年06期.

[5]孫雙.長塞環封防氣防砂抽油泵的研制[J].石油機械,2010年10期.