连续举升抽油泵开题(改后)Word文档格式.doc
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胜利油田分公司
2010年11月16日
一、立项研究目的意义及必要性
孤岛采油厂共有油井2505口~开井2136口~占采油厂开井的90,。
主要举升工艺是以抽油机,抽油泵为主~抽油机井总井2320口~开井1979口~占孤岛采油厂的92.6,。
平均泵径62.25mm~平均泵深839.5米~平均动液面554.9米~平均冲程3.15~平均冲次5.971/min~平均单井日液57.2t/d~平均单井日油4.3t/d~综合含水92.5%~平均泵效66.4%~平均免修期556天~平均系统效率28.5,~吨液耗电量3.51KW.h~平均单井百米吨液耗电量0.63KW.h/100m.t。
表1孤岛采油厂举升方式采油指标
平均平均单井免修百米吨单井单井综合平均平均平均总井开井吨液采油方期液耗电日产日产含泵深泵液面数数耗电式KW.h/1液油口口KW.h水%m效%m天00t/tt/dt/d
抽油3.510.632320197957.24.392.6839.566.2554.9556机-泵
螺杆泵2.860.8114513248.73.393.2789.974.7355.4385
射流泵19935.82.194.0995.971.3348.7362
自喷201681.23.595.7
小计3.430.652505213656.84.292.6832.366.4537.6537
孤岛油田自1992投入注聚试验~1997年投入注聚开发~到目前为止孤岛油田稀油主力开发单元全部进入了聚驱转后续水驱开发。
目前共开油井1262口~平均泵深783m~平均动液面479.4m~平均泵径65.3mm~以Φ70mm和Φ83mm抽油泵两种抽油泵为主~占开井数的50,~其中Φ83mm抽油泵占开井数23.2,~平均冲程3.04m~平均冲次6.341/min~平均检泵周期533天。
生产特点是高含水、大泵径、高生产参数~因冲程利用率已经达到98.5,~对仍然有提液空间的井只有通过提高泵径和冲次来实现。
表2孤岛油田聚驱和后续水驱抽油机井深井泵分类统计表
百米平均单井单井平均平均平均综合检泵开井吨液泵径动液日产日产泵效冲程冲次泵挂含水周期数耗电面液油mm%口KW.h/m1/minm%dmt/dt/d100t44883.304.251214.6946.314.13.2377.174549.71.34563752.995.76893.8607.038.23.5390.758562.20.59571703.225.30919.5650.036.24.0888.455560.40.65703352.997.05670.8347.482.24.0195.151276.00.41832942.967.57542.9211.7130.64.6696.442180.10.35
—1—
合计12623.046.34783.0479.469.24.0194.253368.80.41
在高含水、高腐蚀油井采用大泵径和高冲次生产~带来了三方面的问题:
一是高速液流对泵阀的侵蚀磨损~造成泵效下降快~油井检泵周期短。
Φ83mm抽油泵平均检泵周期421天~其中小于365天的井169口~占开井的58,。
表3孤岛油田Φ83mm抽油泵检泵周期统计
平均单综合平均检泵平均百平均平均动免修期平均泵平均井数井日液含泵周期米吨液冲程液面范围深(m)冲次(m)(m)(t/d)水,效,(天)耗电
小于18059552.72.957.23219133.296.680.41090.37天
180-365110548.32.967.53183136.696.978.72660.39天
大于365122540.92.967.81182135.596.275.57040.43天
291545.92.967.58190135.296.582.44210.41合计
二是高冲次生产伴随的是抽油机的高能耗。
我们选注聚转后续水驱单元孤岛中一区馆3、馆4、馆3-6的原油物性相近~动液面稳定~泵挂深度接近的Φ83mm的抽油泵112口井进行统计~见表4。
表4孤岛油田中一区馆3、馆3-6单元Φ83mm泵生产指标
平均平均平均平均统计平均平均单井综合平均检泵冲次动液百米冲次范围井数泵深冲程日液含泵周期(1/m面吨液口)(m)(m)(t/d水,效,(天)in)(m)耗电)
122.096.90.30小于7.026515.32.9776.0215987.639645
97.40.317.0-8.554502.32.9787.51150153.688.44002
0.349.0-1032498.72.959.03155165.197.579.7360
97.30.32合计112504.32.9697.598155154.685.33798
由表4可以看出~随着冲次的增加~油井产量得到增加~而油井检泵周期和泵效下降~百米吨液耗电量增加。
目前采油厂电量紧张~截至到2010年8月底~采油厂电量
4超过760×
10KW.h。
孤岛油田抽油机井的平均系统效率是28.5,~其中系统效率低于20,的井有523口~和国内同等油田的大庆采油九厂平均系统效率38.1%以及理论值相比还有很大的差距~还有很大的提高空间。
三是大泵径高冲次造成油井偏磨严重。
据2010年7月统计~采油厂目前共有偏磨井534口~其中Φ70mm和Φ83mm泵占偏磨井数的59.93,,冲次在6次以上的井占开井数的57.83,~占偏磨井75.46%~偏磨井平均检泵周期294天~和采油厂的平均检泵
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周期556天相比少262天~泵径越大、冲次越高~油井偏磨就越严重。
表5孤岛采油厂偏磨井按泵径统计
偏磨井占总抽油机开偏磨井占开分泵径偏磨井数偏磨井比平均免修期井井比例,例,
82250.3737138
2244118.37.6836044
49511823.8422.127556
841536.39.9327757
42717240.2832.2128770
30514848.5227.7230583
230053423.22100294小计
表6孤岛采油厂偏磨井按冲次统计
分冲偏磨井占总偏磨抽油机开井偏磨井数偏磨占比例平均免修期次井比例,
3744612.38.61297小于4
5268516.1615.922914,6
90625828.4848.312896,8
49414529.3527.15304大于8
针对目前在提液过程中存在的问题~有必要进行连续举升泵的研制~通过抽油泵结构、油路、动密封、材质、加工工艺等研究和设计~实现上下冲程连续排液~达到在同等泵径和生产参数下大幅度提高油井产量、降低能耗、减少油井偏磨的目的。
—3—
二、国内外研究现状及技术发展趋势
目前关于连续举升泵应用的研究很少。
加拿大SOS石油工具公司成功研制了一种连续抽油泵~属于无杆泵抽吸系统~这种泵被锚定在井下~借助水力冲击装臵使整个油管柱往复运动抽油~已成功应用于重油、高含泥砂、脱水气井、低冲次大排量井、煤层甲烷气井和严重出砂井。
国内有关连续举升泵或双作用泵的研究~自80年代就开始有理论研究~相继有多种有关专利技术发表~如:
专利为CN88203321.2的可泄油往复排液抽油泵、00252182的双作用抽油泵、02247699连续进液抽油泵和专利CN02255450.5单泵双作用抽油泵等。
这些研究成果基本属于单柱塞式双工作腔或双柱塞结构~它们都是柱塞式的结构~彼此间的差异主要是要么上下两个大小泵筒~要么就是上下大小柱塞~而且~在下行程时的功效都很低~最重要的是它们都没能实现下行程时设计较大的过流面积~因此~不可避免地产生较大的下行阻力,另外~在密封方面沿用以往的柱塞间隙密封。
这样油路通道小~下行阻力大~造成一系列的问题~这是这类特种泵长期以来没有获得推广的局限之一。
如专利为CN02255450.5单泵双作用抽油泵~其结构有有
泵筒、柱塞、进液阀、排液阀、空心连杆、密封装臵、加长管、
脱节器组成。
其特征是:
泵筒内有一柱塞~泵筒上端接有一组
上进液阀和上排液阀。
柱塞的上端接有一根高精度空心连杆并
与上排液阀上端的密封装臵相配合。
当该泵工作时~1腔室和
2腔室交替进液、排液~实现连续抽油。
2003年在东辛采油厂
应用14口~因应用中经常出现脱节器失效~2004年后就一直
停用。
为了满足现场实际需求~有必要研制一种全新结构的、
能够适应井筒流体性质的连续举升泵~以期尽快投入现场试验和扩大、推广。
本次研制的连续举升泵~在结构上和双作用泵进行了完全不同。
采用活塞式结构和下行过程中的双流通道~设计可靠的油路模块~改间隙密封为动密封~在提高连续举升泵的可靠性的同时增大油路通道~减少下行阻力~实现连续排液。
—4—
三、主要研究内容、技术关键、技术路线、主要技术指标及提交成果,一,主要研究内容
1、连续举升抽油泵的结构设计
以孤岛采油厂油井产出液性质和油井偏磨程度作为主要针对对象~连续举升泵的总体结构采用一个抽吸活塞、上下两个工作腔、一个空心活塞杆、两个固定环状单向阀组、一个游动环状阀组和一个底部固定阀、内外筒多路进出液的油路设计~辅助双重过流通道和特殊的密封结构完成大流道、无间隙密封的连续举升目的~具体研究内容是:
1,活塞式的结构设计
采用活塞式的结构设计~在有限的井眼环境中增加了抽油泵顶部出油道的设计空间~使上行时上部工作腔中被举升的液流变得相对顺畅。
2,双重过流通道~可有效降低下行阻力
活塞下部的工作腔分别与空心活塞杆和内外筒间的环状空间相通~当活塞下行时~活塞下部的工作腔就会通过空心活塞杆和内外筒的环状空间同时向上部油管供液~实现双重过流通道~增加过流面积。
同时在活塞下行中沉没压力通过下行的进液通道作用在活塞上~给活塞一个下行动力~克服下行中游动阀的开启阻力和摩擦阻力。
双重过流通道和沉没压力的作用~有效提高了抽油泵的整体下行阻力。
3,环状阀组设计~提高阀组的可靠性
通过油路在径向,下行时进液,和轴向上的巧妙转换~固定阀和游动阀能够设计制作成环状的阀组。
每个阀组在环状周向上排列数个小的球阀~它们有各自独立的阀球和阀座~共同拥有同一个阀罩~特定的井眼空间内这种泵阀可以设计出最大的过流面积。
一体的阀组结构~保证了任何一个阀的损坏不影响整个阀组生产~提高了阀组的可靠性。
2、油路模块与阀组的设计与优化
油路的转换组件与单向阀组构成了连续举升泵的油路模块~油路模块的设计充分考虑井液的性质~从防砂卡、防粘堵和防腐蚀角度出发~充分保证任何一
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- 连续 抽油泵 开题