抽油泵柱塞防断结构优化设计

随着江汉油田开发的不断深入,抽油泵柱塞断裂现象时有发生。为此,对常规柱塞结构进行了强度分析与结构创新设计,结合有限元分析法与现场拉伸试验的数据对比,找到了柱塞上游动阀罩总成的危险截面和薄弱结构。柱塞应用无退刀槽结构螺纹,承载能力提高约25%。发明的新型高强度出油窗彻底克服了连接头断裂问题,较常规上游动阀罩强度提高近35%。现场185井次的应用结果表明,2015年应用新型抽油泵后相比2014年减少泵断63井次,最大下泵深度达到3 120 m,泵断井应用新型抽油泵后最长免修期达到520 d,收起到了很好的降低泵断维护作业井次的效果。

仿生织构对抽油泵柱塞表面摩擦性能影响

目前石油机采仍以抽油泵为主要装置,而柱塞表面磨损是影响抽油泵工效及寿命的关键因素。现有技术存在成本高、效果不佳等问题,鉴于此,凭借仿生方法学低耗高效优势,基于生物体表非光滑耐磨减阻特性,设计并加工仿生织构柱塞试样,探究多工况往复式润滑摩擦性能。试验结果表明,仿生织构可降低约40%的摩擦阻力,提高了耐磨性能。随后,测定实际柱塞表面仿生织构加工前后漏失量,经对比未发现明显差异,保证了泵效。

抽油泵柱塞开口阀罩断裂原因分析及改进措施

针对抽油泵柱塞开口阀罩断裂增多的现象,对柱塞开口阀罩的结构、材料、受力状况等影响断裂的因素进行了分析,并列举了国内外常用防止柱塞开口阀罩断裂的应对方法,对有效减少柱塞开口阀罩断裂事故的发生将起到积极的指导作用。

抽油泵柱塞与泵筒间隙漏失量的计算与探讨

在分析传统的抽油泵柱塞与泵筒间隙漏失量计算公式不足的基础上,结合抽油泵工作原理,充分考虑到泵筒内压力的变化对漏失所可能产生的影响,建立起柱塞与泵筒间隙瞬时漏失与累积漏失的仿真计算模型,经验证表明,柱塞与泵筒间隙增大会降低计算结果的差距,对抽油泵内气液压力变动及泵效示功图的仿真结果表明,笔者提出的间隙漏失量的计算方法可以提高计算漏失量的准确性。

利用低摩阻柱塞抽油泵提高泵效及防偏磨技术的应用

大庆油田杆管偏磨井数逐年增多,严重影响了聚合物驱采油效果和规模应用。对杆柱屈曲的原因、规律和偏磨状态以及偏磨机理进行了分析,研制并应用聚合物驱低摩阻柱塞泵解决了摩阻小、漏失量也小的难题。实施了防偏磨配套技术,研制了3种杆串在线测试仪,解决了杆管偏磨的问题,延长了杆管工作寿命,提高了泵效。

新型长柱塞耐砂抽油泵研制

针对高含砂井存在砂埋泵、砂卡泵、泵漏严重等问题研制了新型长柱塞耐砂抽油泵。该泵采用了集长柱塞、沉砂、挡砂、双固定凡尔于一体的多功能防砂结构 ,使其具有排而不卡 ,沉而不埋和漏失小等特点。进行了 2 1井次的现场试验 ,平均单井延长检泵周期 4 3 4d ,提高产液量 3 19t/d(加权平均值 )。

长柱塞防砂卡抽油泵技术改进及现场试验

原长柱塞防砂卡抽油泵由于结构欠合理 ,易形成砂桥、砂卡泵及下部尾管 ,使其在检泵作业时 ,需解卡作业 ,有时还造成大修事故。为此 ,在分析原防砂泵优缺点的基础上 ,对泵结构进行了改进。将原来的侧向进油装置设计成底部进油通道 ,在泵下沉砂装置的尾管中增设一段空心连杆 ,在空心连杆下端设计了密封装置。改进后的新型防砂泵不会造成砂卡或砂埋柱塞 ,减少了泵的磨损 ,有效地延长了油井的生产周期 ;进油通道由原侧向进油设计成底部进油 ,避免了砂桥的形成及泵砂卡于套管事故。现场 30口井的应用表明 ,新型防砂泵一次性成功率达 10 0 % ,30口井可节约费用共约 4 2万元。

实心柱塞抽油泵优化及配套技术

胜利油田低产油井具有油层埋藏深、产能低、液面低等特点,为此胜利采油工艺研究院对实心柱塞抽油泵的优化及完善配套技术进行了研究。通过对小直径实心柱塞泵结构优化设计,应用扶正、减磨,精密滤砂管等技术,形成了防偏磨、防砂系列化小泵高效深抽技术,满足了泵深3 000 m不同井况低产油井的举升需求。现场推广应用42口井,有效解决了低产井柱塞易损坏、泵效低的问题,所实施井平均泵效提高8.6%以上,具有广阔的应用前景。

基于ANSYS的软柱塞抽油泵密封性能研究

针对高含砂井金属柱塞抽油泵存在的磨损问题,设计了一种密封材料为聚醚醚酮的软柱塞抽油泵。利用ANSYS软件对软柱塞抽油泵的关键部件密封胶筒进行了数值模拟,分析在不同压差下的胶筒接触应力和密封性能,研究了不同结构参数对接触应力的影响。结果表明:设计的软柱塞抽油泵具有良好的密封性能;胶筒长度主要影响接触密封段长度,胶筒厚度主要影响胶筒肩部应力,胶筒肩部夹角对密封段长度有一定影响。

柱塞式抽油泵配合间隙随温度变化分析

通过试验测量20℃、200℃时泵柱塞-泵筒间隙变化量得出结论:(1)随着温度升高,泵的间隙减小;(2)结构相同的泵,厚柱塞壁泵比薄柱塞壁泵的间隙缩小率大;(3)Φ56mm柱塞泵比Φ44mm柱塞泵间隙缩小率大;(4)一级间隙中偏小值的柱塞泵在热抽期有可能卡泵。

多品种长冲程防腐耐磨整筒抽油泵的配套与应用

多品种长冲程防腐耐磨整筒抽油泵是根据江汉油田防腐、耐磨以及大排量的需要研制而成的．现场应用证实其成功率98％，平均泵效65．4％，平均检泵周期142天。是一种性能较好的抽油泵。它为对待高矿化度油田水、适应大排量、深抽强采提供了新的手段。在油田稳产、高产中起着重要的作用。

基于CFD织构表面柱塞适用工况的数值模拟

采用数值计算的方法对抽油泵泵筒与织构表面柱塞间流场进行研究,分析不同间隙值和进出口压差对抽油泵漏失比、承载力比以及摩擦系数比的影响.结果表明:柱塞表面织构对环隙内部压力场、速度场有影响;在相同工况下,随着间隙值的增大,环隙内流量增大,油液平均速度增大,造成织构对速度场和压力场分布影响变大,致使其漏失比和摩擦系数比减小、承载力比增大;在相同工况下,随着进出口压差值的增大,间隙内部压力梯度增大,油液平均速度增大,由于织构对流场的影响,使得抽油泵漏失比和摩擦系数比减小、承载力比增大.因此,实际油田中合理应用表面织构化的柱塞,选取较大泵隙、较大进出口压差工况可充分发挥织构对油液的作用,可有效减小抽油泵的漏失量、减少柱塞的磨损,实现提升泵效、延长柱塞使用寿命的目标.

塔河油田使用长柱塞高效环封抽油泵的可行性

塔河油田的油藏特点是埋藏深,粘度大,在目前油价低迷的情况下,找出一种低成本、寿命长的机采工艺是较为现实的要求,长柱塞高效环封抽油泵是近几年发展起来的一种适合深抽的机采工艺,它采用容积式抽油泵原理设计,由长柱塞、密封套和底阀总成。与常规抽油泵相比,具有明显的优势和特点:高泵效、防砂、节能、适深抽、长寿命,同时能充分利用地面抽油机,减少投资降低成本。

圆柱体中频感应重熔与激光强化的复合新工艺

在抽油泵柱塞的基体上，对国产Ｎｉ６０Ａ自熔合金粉末进行了中频感应重熔与激光强化复合新工艺的试验研究，并对复合熔覆的表面粗糙度、空隙率、裂纹、显微组织及耐磨损能力进行了系统的分析。试验结果表明，复合熔覆具有中频感应重熔的优点，能够获得大面积的表面光洁的覆层，且覆层组织均匀，无裂纹，与基体存在良好的冶金结合；同时，复合熔覆又具有激光重熔的优点，不仅降低了覆层中的孔隙率，而且又提高了覆层与基体的结合强度，使之具有较好的耐磨损能力。

六参数实时监控装置的研制及应用

为研究抽油泵在井下工作时的振动与压力等参数情况,介绍了六参数实时监控装置的主要功能和组成,同时利用该装置对井下泵在不同工况下进行了测试。测试结果表明:柱塞抽油泵井在纵向(Y方向)振动较大,通过分析其振幅可为抽油机的柔性控制提供依据;单螺杆抽油泵井在横向(X、Z方向)振动较大,通过分析其振幅可为配套油管扶正器、锚定工具及锚定方式选择提供依据;通过沉没压力监测,为地面柔性控制柜实现闭环控制,使泵工作在合理沉没度下,达到供采平衡。

激光熔覆Ni包WC复合涂层的组织、耐磨和耐蚀性分析及应用

对45钢基体进行激光熔覆Ni包WC金属陶瓷涂层强化处理,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDX)和透射电子显微镜(TEM),研究了激光熔覆Ni包WC涂层的显微组织和物相组成,并采用摩擦磨损试验和电化学测试系统研究了Ni包WC涂层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。结果表明,在激光熔覆Ni包WC金属陶瓷涂层中,WC陶瓷颗粒均匀分布在涂层的中部,与Ni基粘结相紧密结合。与45钢基体相比,熔覆层的耐磨性能提高了约15倍,摩擦系数降低了一半,耐腐蚀性能提高了近3倍。将激光熔覆Ni包WC涂层技术应用于抽油泵柱塞上,柱塞寿命提高了3倍以上,应用效果良好。