深抽杆式泵的研制与应用
        杨小辉
(中国石化西北油田分公司采油三厂)

摘要:针对塔河油田储层埋藏深，常规泵因下深有限无法满足深抽开采的难题，研制了深抽杆式泵。该泵的游动阀罩采用加强型分体式结构，并在排油阀体上设计了长短不一的出油槽，以提高阀罩的承载能力和抗疲劳强度;采用底部机械和皮碗双密封、双锁固结构，密封效果好;泵筒外部增加由支撑管和加固支承环组成的扶正机构，对泵筒起到支承和扶正的作用，同时还可以提高泵筒强度和泵效。在现场6井次试验中，最深泵挂可达4000m，满足油田深抽采油的需要。该泵的研制成功有助于油层埋藏深、能量低、渗透性差和注水效果差的油藏开采。

关键词:杆式泵;深抽;泵挂;泵效;塔河油田

0 引言

随着石油开采时间的延长和采出程度的增加，石油资源日渐枯竭，开发方向逐渐向油层埋藏深、能量低、渗透性差和注水效果差的油藏转移。对于这类油藏，目前采用的主要开采方式是使用有杆泵小泵深抽。杆式泵因具有后期维护作业成本低、生产时效高和井控风险低等优点，逐渐成为深抽首选。前期，受抽油机额定载荷和抽油杆承载能力的限制，下泵深度难以满足油田开发的需要。随着技术的发展，大型抽油机和超高强度抽油杆承载能力大幅提高，己能实现5250m深抽。而常规杆式泵最大下深仅3000m，这己成为制约杆式泵深抽的瓶颈。塔河油田主力油藏为碳酸盐岩缝洞型油藏，油藏埋深5700一7426m同时面临部分井注水替油效果变差，需深抽扩大生产压差形势。因此，研制了一种新型深抽杆式泵。

1 技术分析

1. 1 结构

深抽杆式泵主要由阀杆、阀杆导向套、柱塞、泵筒、游动阀、固定阀、支撑管、锁紧密封支承总成和锁紧密封支承接头等构成，其结构如图1所示。

1.2  工作原理

修井作业时，先将支承接头及支撑管与油管连接下入井中，后依次下入深抽杆式泵和抽油杆。当锁紧密封支承总成插入锁紧密封支承接头内部时，支承锁爪发生弹性变形，形成锁紧力;软密封环发生塑性变形，形成密封和锁紧力;硬密封环外锥面与锁紧密封支承接头内锥面紧密配合形成密封。

深抽杆式泵与普通泵工作原理相同。上冲程时，抽油杆柱带动柱塞上行，游动阀阀球在柱塞上部液柱载荷的作用下关闭，将油管内的液体举升至地面;同时泵腔体积逐渐增大，压力降低，当泵腔内压力低于泵吸入口压力时，固定阀总成被打开，液体由地层流入泵筒。下冲程时，柱塞总成压缩固定阀和游动阀之间的液体，游动阀打开，固定阀关闭，完成泵下腔向泵上腔排液。

1. 3 技术特点

(1) 深抽杆式泵泵筒外部增加由支撑管和加固支承环组成的扶正机构，当泵筒插入扶正机构后，形成双层复合管柱，一方面对泵筒起到支承和扶正的作用;另一方面，通过支承环上的过油孔，将油管内液柱压力传递到泵筒外部，使得泵筒内外压力达到平衡，消除泵筒的膨胀变形，起到提高泵筒强度和泵效的作用。 

(2) 深抽杆式泵游动阀罩采用加强型分体式结构，通过分离阀罩排油腔室与阀球运动腔室，有效增加排油面积，提高阀罩的承载能力。同时，在排油阀体上设有长短不一的出油槽，消除了阀罩体的应力集中，提高了阀罩体的抗疲劳强度，并使其具备了刮蜡和刮垢的功能。

(3) 深抽杆式泵采用机械和皮碗双密封、双锁固结构，通过机械密封锁紧和软密封变形密封锁紧组合，确保该泵具备足够的锁紧力和密封性能。

 (4) 泵筒顶部设计的挡砂环，可有效阻止砂粒和杂物进入复合管柱内，避免泵筒无法解封，提高深抽杆式泵使用的可靠性。

1. 4 技术参数

深抽杆式泵己经研制出30 -225RHBMC, 30 -175RHBMC和30一150RHBMC共3种泵型。30-175RHBMC泵的主要技术参数如下:柱塞直径44mm，柱塞长度1.2 m，泵筒长度11 m，冲程7. 2m，泵常数2. 19 m³/d，泵体最大外径72. 24 mm最大下泵深度3500m。

2 现场应用情况

2. 1 应用概况

为验证深抽杆式泵的性能，共实施38 mm深抽杆式泵4 000 m深抽4井次，Φ44 mm深抽杆式泵3500 m深抽2井次，地面分别配套18型游梁式抽油机(额定悬点载荷180 kN)及900型胶带式抽油机(额定悬点载荷163 kN)，抽油杆使用HL级抽油杆，杆柱采用Φ25.4 ,  Φ22. 2和Φ19. 1mm³级组合。上述6口井平均泵深达3762m，平均生产时间611d，最长达1242 d，无一井次因杆式泵故障而检泵，累计增油5112t (见表1)。

2. 2 典型井例

TP3井于2010年6月停喷后上修转抽，完井组下}i44 mm普通杆式泵，泵挂2803m。生产期间平均日产液42. 6 t，产油33. 8 t，含水质量分数20.7% 0 2011年5月液面下降至2778 m，示功图显示供液不足(见图2)，井口不出液，无法维持连续生产。考虑间开生产效率低，同时存在卡泵风险，而该井生产期间含水较低，具备深抽潜力，2011年7月实施了Φ44 mm深抽杆式泵3518m深抽。深抽后示功图正常(见图3)，平均日产液29. 1 t，日产油24. 1 t，含水质量分数17.2%，己累计增油1168t，深抽效果显著。   

3 结论

(1)深抽杆式泵具有较高的承载能力和强度，可满足泵挂4000m深抽采油需要。

 (2)该泵改善了泵筒的受力状况，既减少了间隙漏失，又延长了泵的使用寿命。

 (3)该杆式泵采用机械和皮碗双密封、双锁固结构，锁紧力强，密封性能好，提高了泵的深抽可靠性。