國(guó)外有桿泵再度更新?lián)Q代
時(shí)間:2015-06-08 14:36
來(lái)源:
作者:馮耀忠
低排量產(chǎn)氣井有桿泵
美國(guó)CDI Energy Services 公司研制出一款最新設(shè)計(jì)的有桿泵,特別適用于低排量產(chǎn)氣井。該有桿泵適用下泵深度為1158-3353m,采用特殊設(shè)計(jì)方案可在下沖程時(shí)保持泵壓縮至上方的靜載荷,從而可在下部柱塞上方形成低壓區(qū)。另外,該有桿泵的設(shè)計(jì)還可預(yù)防泵的液面撞擊和砂子在泵內(nèi)沉積。目前,已有數(shù)臺(tái)該型有桿泵被成功應(yīng)用到產(chǎn)氣的泡沫井和低產(chǎn)井中。
清除機(jī)雜有桿泵
美國(guó)Eagle Innovations公司研制出一款Cyclone有桿泵柱塞。該有桿泵可使抽吸液中的砂子、硫化鐵、其它固相和水快速通過(guò)泵總成,不會(huì)在泵筒內(nèi)沉積。常規(guī)泵的柱塞和泵筒間的間隙允許一些流體旁路或滑動(dòng),機(jī)雜就可能在其中沉積,造成泵柱塞在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)快速磨損,特別是在泵柱塞和泵筒表面形成垂直劃痕。另外,沉積的機(jī)雜會(huì)產(chǎn)生摩擦力,使整個(gè)泵和桿柱產(chǎn)生過(guò)應(yīng)力,造成卡泵、抽油機(jī)自動(dòng)停機(jī)和抽油桿斷脫現(xiàn)象。
該有桿泵在下沖程時(shí),泵與柱塞可強(qiáng)制地將任何機(jī)雜收集在泵筒柱塞間,再通過(guò)軸向排出孔進(jìn)入柱塞中心。機(jī)雜同其它流體混合入泵后,再被排入油管,整個(gè)上沖程過(guò)程中,機(jī)雜會(huì)被收集在柱塞的錐型頸部,在下沖程時(shí),通過(guò)上部柱塞接頭進(jìn)入油管。在泵總成中添加這種新型泵柱塞,就可在出砂井采油時(shí),徹底解決柱塞砂卡和泵筒-柱塞表面過(guò)早磨損問(wèn)題,達(dá)到降低昂貴修井、換泵的費(fèi)用。
有桿泵井故障診斷系統(tǒng)
由磨損造成的抽油桿和油管斷裂事故會(huì)大幅度增加采油成本。為將這類(lèi)故障降至最低,美國(guó)R&M Energy 公司成功開(kāi)發(fā)了一款新型有桿泵井故障頻率診斷和降低系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)高精度數(shù)據(jù)和油井關(guān)鍵狀態(tài)圖,保證在油井修井前完成有效分析和預(yù)先測(cè)試。可逐井檢查其故
障的歷史測(cè)試和通用數(shù)據(jù)圖,在油井修井前對(duì)其桿柱、管柱和油管偏差進(jìn)行評(píng)價(jià),并可將桿管狀態(tài)與井斜相聯(lián)系。應(yīng)用該系統(tǒng)可降低油井的采油成本和故障發(fā)生頻率,還可促進(jìn)油井增產(chǎn)。
低產(chǎn)井有桿抽油泵
美國(guó)Caledus 公司專(zhuān)門(mén)為低產(chǎn)油井開(kāi)發(fā)了一款有桿抽油泵。該有桿泵采用38mm 的玻璃鋼桿或新型連續(xù)抽油桿,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而有效,且具有較長(zhǎng)的沖程和與玻璃鋼桿低速抽油匹配的運(yùn)動(dòng)軌跡。目前,該有桿泵已用于氣井排水和枯竭油層油井的生產(chǎn)。
新型有桿泵控制器
美國(guó)Weatherford公司研制了一款新型有桿泵控制器。它可將載荷位置測(cè)量和變速驅(qū)動(dòng)有機(jī)地結(jié)合,提供一種最佳的有桿泵井控制方案。該控制器采用連續(xù)的載荷-位置測(cè)量,可正確計(jì)算泵的充滿(mǎn)度,其變速控制可降低和加快泵電機(jī)轉(zhuǎn)速,可在油井狀態(tài)變化時(shí)保持正確的抽吸速度,并能在油井充滿(mǎn)度高時(shí)使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),保持環(huán)空內(nèi)的最佳液面,使油井在最高的產(chǎn)量下連續(xù)生產(chǎn)。另外,它還可歸檔并保存油井?dāng)?shù)據(jù),在井口或通過(guò)遙控遙測(cè)分析接口的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)取出。同時(shí),它可進(jìn)行油井實(shí)際產(chǎn)量測(cè)試計(jì)算,并帶有可存儲(chǔ)30天生產(chǎn)資料的用戶(hù)數(shù)據(jù)記錄器。該控制器可適用于全世界所有的三相或單相3.8-187kw電機(jī)。
防砂有桿泵
美國(guó)Harbison-Fischer公司制造出一款有專(zhuān)利權(quán)的防砂有桿泵。目前,該防砂泵已在嚴(yán)重出砂井中通過(guò)礦場(chǎng)試驗(yàn),其壽命高于早先的各種防砂泵。該防砂泵采用從下部金屬?lài)婂冎熬墸瑒?dòng)態(tài)清除砂子的專(zhuān)利方法,由泵的柱塞-泵筒副中分離出固相顆粒,使下部柱塞和泵筒表面保持長(zhǎng)期密封壓力,延長(zhǎng)泵的井下使用壽命。該防砂泵采用串聯(lián)的兩個(gè)柱塞,與其下部壓力密封柱塞分離的上部攜砂柱塞為軟密封,不會(huì)磨損,無(wú)壓力通過(guò),但允許砂子進(jìn)入。其下部的金屬?lài)婂冎那把夭淮嬖谏白樱墒狗郎氨迷趦芍淖罴压δ軤顟B(tài)下使用,并適用于所有出砂井。
用于機(jī)械采油的線型電機(jī)
為提高采油工藝效率,美國(guó)某公司研制出一款可用于機(jī)械采油的線型電機(jī)。它是將早先的線型電機(jī)磁場(chǎng)改為可用電子控制的雙面磁場(chǎng),加長(zhǎng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)軌跡,并與塔式抽油機(jī)結(jié)合應(yīng)用,可采用線型動(dòng)力源和最長(zhǎng)的沖程,提高采油工藝效率。采用該電機(jī)可在沖程開(kāi)始和終了時(shí),控制其加速,保持長(zhǎng)時(shí)間勻速平滑過(guò)程,且在其沖程長(zhǎng)度和上下行速度方面保持電子控制及進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控。使用該電機(jī)可降低采油成本,提升油井產(chǎn)量,降低桿柱應(yīng)力,減輕井下摩擦,減少維修次數(shù)。目前,該電機(jī)已成功應(yīng)用于3658m的超深井。
連續(xù)抽油泵
加拿大SOS Oiltool’s公司研制出一款連續(xù)抽油泵。該抽油泵與交替抽油泵性質(zhì)完全不同,可在常規(guī)抽油設(shè)備失效的不利情況下使用無(wú)桿抽油系統(tǒng)。該抽油泵被錨定在井下,借助于水力沖擊裝置使整個(gè)油管柱往復(fù)運(yùn)動(dòng)抽油。它首先應(yīng)用于地面控制裝置,沖洗整個(gè)生產(chǎn)管柱,然后才開(kāi)始抽油。應(yīng)用該連續(xù)抽油泵可保持產(chǎn)量和最短的停產(chǎn)時(shí)間。目前,該抽油泵已成功應(yīng)用于重油、高含泥砂、脫水氣井、低沖次大排量井、煤層甲烷氣井和嚴(yán)重出砂井。
重質(zhì)油砂層采油有桿泵
美國(guó)Harbison-Fischer成功研發(fā)一款有專(zhuān)利權(quán)的重質(zhì)油砂層采油有桿泵。該有桿泵采用串聯(lián)的兩個(gè)柱塞,其下部的壓力密封金屬?lài)娡恐把乜蓪a(chǎn)液中的砂子分離出來(lái),消除柱塞和泵筒間的磨損,其上部的軟密封柱塞無(wú)壓力通過(guò),砂子不會(huì)造成磨損,可發(fā)揮每個(gè)柱塞的作用,使其長(zhǎng)期保持密封,延長(zhǎng)其使用壽命。該有桿泵柱塞可與所有與軟密封柱塞兼容的標(biāo)準(zhǔn)有桿泵配套,并配備耐腐蝕泵零件。目前,該有桿泵已取代先前的各種有桿泵,成功地用于美國(guó)加里福尼亞最難采油砂層的油井。
天然能源抽油系統(tǒng)
美國(guó)Deluge公司成功研發(fā)一款采用天然能源的機(jī)械采油系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用液壓缸在10.3Mpa壓力下儲(chǔ)存的2.3L液態(tài)CO2 因溫差產(chǎn)生的能量供給發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)有桿抽油系統(tǒng)。其工作溫度范圍為44.5-1000C,可較好利用溫度為1000C 的廢熱供給熱量,用溫度為380C的淺層水冷卻液壓缸外側(cè),只需較少或不需要外部能源,就可實(shí)現(xiàn)零污染。目前,該系統(tǒng)已在中東9口淺層油井上完成了礦場(chǎng)試驗(yàn),并已成功實(shí)現(xiàn)氣井排水。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于石油工業(yè)的產(chǎn)品有高壓注水泵、低產(chǎn)井采油、氣井排水和空氣壓縮裝置。
太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)機(jī)械采油系統(tǒng)
美國(guó)CDI Energy Serices 公司研制出一款利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的機(jī)械采油系統(tǒng)。該系統(tǒng)屬于小排量采油系統(tǒng),可在產(chǎn)液含氣的情況下計(jì)量油井產(chǎn)量。其太陽(yáng)能電池板和充電系統(tǒng)完美結(jié)合,可在嚴(yán)重陰天和夜間給抽油系統(tǒng)供電。該系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可在一天內(nèi)多周期開(kāi)井,使泵的抽吸能力與油井產(chǎn)量一致。
壓縮空氣供能有桿抽油系統(tǒng)
美國(guó)Dyna Pump公司研制出一款通過(guò)壓縮空氣供能的有桿抽油系統(tǒng)。該系統(tǒng)靠承載桿、鋼繩和與光桿相連的液壓缸水力驅(qū)動(dòng)裝置及設(shè)備齊全的機(jī)械采油裝置組成。其最大可調(diào)節(jié)沖程長(zhǎng)度為1.83m,峰值桿柱載荷為3.18t,在3.68、5.52和7.36kW的輸出功率時(shí)可調(diào)節(jié)沖次分別為2、3和4次/分,重量?jī)H為0.54t。該系統(tǒng)可通過(guò)480V或220V電源供電,也可采用新型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),在井深152.4和213.4m時(shí)的最大排量可達(dá)89.6t/d。此外,該系統(tǒng)的新型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)還是一個(gè)控制中心,可在電能和水力能供能之間轉(zhuǎn)換,調(diào)節(jié)泵的沖程。
雙作用有桿泵
注水開(kāi)發(fā)油田的晚期階段,含水會(huì)急劇上升造成采油成本大幅度提高。為解決這一問(wèn)題,俄羅斯研制出一款由φ38和44mm常規(guī)泵柱塞組成的雙作用有桿泵。該有桿泵可在高含水井中采出低含水原油,并將大部分伴隨采出的水注入該井的下部注水層,降低含有水油井才采油成本,減少采出水的處理與回收費(fèi)用,提高開(kāi)發(fā)晚期油田的生產(chǎn)效益。
研發(fā)人員通過(guò)雙作用泵的成功應(yīng)用總結(jié)出一套全新的高含水采油工藝:首先鉆直井,進(jìn)行油層射孔,并將其采油直到油層衰竭;然后側(cè)鉆水平井眼,將其分支點(diǎn)配置在油井動(dòng)液面以下;之后從側(cè)鉆井眼,對(duì)同一油層射孔并下入該種雙作用泵采油,這時(shí)就可將分離出的水注入開(kāi)發(fā)層的下部,只采出一少部分低含水原油,最終將油水井合二為一,并將一部分采出水回注到地層,保持地層壓力。