防氣鎖油氣混抽泵 成功研發(fā)并投用
時間：2022-06-06 16:05
來源：
作者:郭瑞 趙華
油田開發(fā)生產(chǎn)過程中，隨著 原油的采出，產(chǎn)生了大量的伴生 氣，進入套管形成套管氣。由于 套管氣具有可燃性，使得私接套 管氣排空及漏氣問題屢禁不止， 成為油田開發(fā)生產(chǎn)的一大安全隱 患。另一方面，套管氣聚集，導(dǎo) 致套壓升高，壓縮液面，會使油 井供液變差，對油井的正常生產(chǎn) 帶來一定的不利影響。技術(shù)人員 針對套管氣存在的問題開展研 究，并提出了一種特殊抽油泵配 套技術(shù)，有效地解決了套管氣安 全環(huán)保問題，節(jié)能環(huán)保效果顯著。
油井套管氣問題現(xiàn)狀
油田在開發(fā)生產(chǎn)過程中，隨 著原油的采出，大量的伴生氣， 進入套管形成套管氣，套管氣聚 集，導(dǎo)致油井套壓增高，壓縮液 面上升，會使油井供液變差（圖 1），對油井的正常生產(chǎn)帶來一 定的不利影響。油井套壓高，有 的井定期排空放套管氣，不但導(dǎo) 致天然氣能源的浪費，還造成了 很大的污染。因此，在當前日益 嚴峻的安全環(huán)保形勢下，套管氣 問題亟需治理解決。
防氣鎖油氣混抽泵的研究
目前，解決套管氣的主要手段 都集中在對井口及管線的改造上， 還沒有從根源上有效的解決套管氣 的問題，為此，研究一種配套技術(shù)， 杜絕井內(nèi)氣體進入套管，可以從根 本上解決套管氣的問題。 針對油井管柱配套問題，研 究應(yīng)用油氣混抽裝置。通過皮碗 封結(jié)構(gòu)，將地層氣封閉在井底， 使其無法進入套管。針對防氣鎖 的問題，研究防氣鎖油氣混抽泵。 采用長柱塞與兩段泵筒分段密封， 配合排氣口排氣；解決了抽油泵 在出氣量較大的油井中，易發(fā)生 氣鎖的難題。 研究發(fā)明防氣鎖油氣混抽泵。
根據(jù)研究思路，設(shè)計抽油泵結(jié)構(gòu)， 采用長柱塞與兩段泵筒分段密封， 配合排氣口排氣；實現(xiàn)油管內(nèi)井 液對抽油泵進行補充，防止氣鎖 的發(fā)生。 為了徹底解決套管氣問題， 使地層氣體不進入套管，考慮用 皮碗封對套管進行密封，使地層 產(chǎn)物由氣液收集器進入裝置，通 過橋式孔結(jié)構(gòu)，進入氣液分離器， 利用重力分離氣、液兩相，氣體 全部上升，液體可以經(jīng)過油套聯(lián) 通閥進入套管，滿足液面測試。 形成油氣混抽泵配套技術(shù)， 將油氣混抽泵與油氣混抽裝置配 套使用：油氣混抽裝置將地層產(chǎn) 生的氣液混相收集，使地層氣體 進入泵內(nèi)，這就導(dǎo)致泵內(nèi)氣量相 較之前有一定的增加，對抽油泵 的防氣鎖能力提出了更高的要求。 而配套油氣混抽泵又很好地解決 了抽油泵的氣鎖問題，使該配套 技術(shù)進一步完善。
結(jié)構(gòu)
防氣鎖油氣混抽泵，包括泵筒及設(shè)置在泵筒內(nèi)的柱塞。柱塞 下端口設(shè)置游動閥，柱塞上端連 接內(nèi)上接頭，內(nèi)上接頭開設(shè)徑向 的出油孔。泵筒中部開設(shè)徑向貫 通的進液排氣孔，在泵筒的外部 空套有外管，外管上端連接外上 接頭，泵筒外壁與外管內(nèi)壁之間 形成第一環(huán)空，進液排氣孔將泵 筒內(nèi)腔與第一環(huán)空連通。外管下 端通過變徑連接套與加長管連接， 加長管內(nèi)壁與柱塞外壁具有間隙， 泵筒下端與變徑連接套內(nèi)壁絲扣 式連接，第一環(huán)空下端為盲端， 上端則為貫通狀態(tài)，出油孔與第 一環(huán)空為連通狀態(tài)。加長管下端 連接固定閥，固定閥位于游動閥 下方。泵筒下端與變徑連接套內(nèi) 壁絲扣式連接位置設(shè)置有密封圈 （圖 1 、圖 2）。
氣液分離器包括外筒、內(nèi)筒， 外筒套在內(nèi)筒外部，內(nèi)筒和外筒 之間形成第二環(huán)空，外筒上端通 過管段連接固定閥，油套連通閥 包括外套，外套開設(shè)兩個互不連 通的通道，分別為內(nèi)通道和外通 道，外套還開設(shè)一個單獨與內(nèi)通 道連通的出液孔，出液孔連通油 井內(nèi)套管內(nèi)腔，內(nèi)通道上端連通 內(nèi)筒內(nèi)腔，外通道上端連通第二 環(huán)空，外通道下端連通氣液收集 器內(nèi)腔。 氣液收集器包括皮碗封隔器、 下接頭，皮碗封隔器上端通過接 箍連接油套連通閥，皮碗封隔器 下端連接下接頭，下接頭開設(shè)徑 向貫通的聯(lián)通孔。
對抽油泵的結(jié)構(gòu)進行改進， 在泵筒中上部開槽孔，外部加外 管，使活塞上行經(jīng)過槽孔時，泵 筒內(nèi)油氣混合液內(nèi)的氣體經(jīng)過槽 孔進入油管，油管內(nèi)的井液同時 補充至泵筒，防止抽油泵出現(xiàn)氣 鎖的現(xiàn)象。配套泵下油氣混抽裝 置，在泵下部連接，用皮碗封將 井內(nèi)氣體密封，使其全部進入泵 筒，避免其進入套管。然后用防 氣鎖油氣混抽泵將氣液全部舉升 至地面，進入干線。該技術(shù)改進 一方面通過對抽油泵的結(jié)構(gòu)進行 改造，使其不會出現(xiàn)氣鎖現(xiàn)象； 另一方面配套油氣混抽裝置，使 井內(nèi)地層氣無法進入套管，且通 過油套聯(lián)通閥，可以正常進行液 面測試。該技術(shù)改進可以有效解 決當前油井生產(chǎn)中的套管氣安全 隱患及環(huán)境污染問題。
研制內(nèi)容
一是油氣導(dǎo)集裝置。為了徹 底解決套管氣問題，使地層氣體 不進入套管，考慮用皮碗封對套 管進行密封，使地層產(chǎn)物由氣液 收集器進入裝置，通過橋式孔結(jié) 構(gòu)，進入氣液分離器，利用重力 分離氣、液兩相，氣體全部上升， 液體可以經(jīng)過油套聯(lián)通閥進入套 管，滿足液面測試。 二是油氣混抽泵。采用長柱 塞與兩段泵筒分段密封，配合排 氣口排氣；上沖程時，活塞經(jīng)過 排氣口，油管內(nèi)的井液與抽油泵 泵腔內(nèi)的氣體置換，解決了抽油 泵在出氣量較大的油井中，易發(fā) 生氣鎖的難題。三是油氣混抽泵配套管柱。將油氣混抽泵與油 氣混抽裝置配套使用：油氣導(dǎo)集裝置將地層產(chǎn)生的氣 液混相收集，使地層氣體進入泵內(nèi)，這就導(dǎo)致泵內(nèi)氣 量相較之前有一定的增加，對抽油泵的防氣鎖能力提 出了更高的要求。而配套油氣混抽泵又很好地解決了 抽油泵的氣鎖問題，使該配套技術(shù)進一步完善。
其中部的排氣孔排氣過程中，抽油桿的載荷存在瞬間變化，對抽油桿受力有一定影響，該問題目前仍無法解決。接下來 繼續(xù)跟蹤生產(chǎn)效果及壽命，慎 重選井，在氣鎖影響較大的井中
可以進一步推廣。 根據(jù)對套管氣現(xiàn)狀及問題的 梳理，以及防氣鎖油氣混抽泵及 管柱的研究與應(yīng)用，形成了以下幾點認識：
安全就是最大的效益，環(huán)保就是最大的效益。套管氣問題帶 來的巨大安全環(huán)保隱患必須及
有效解決。油氣混抽泵配套技術(shù)，從地 層、井筒入手，從源頭遏制了套 管氣的產(chǎn)生，從根本上有效解決 了套管氣安全環(huán)保問題，意義重 大。 油氣混抽泵配套技術(shù)可以滿 足地面氣體 <500 方 / 天產(chǎn)氣量 的油井正常生產(chǎn)，而不產(chǎn)生氣鎖。 對于套壓 >1MPa，且地面 氣體 <500 方 / 天的油井油氣混 抽泵配套技術(shù)可以有效解決其套 管氣問題，并改善其供液情況， 具有較大的應(yīng)用前景和推廣價值。
微信公眾號
微信視頻號
京公網(wǎng)安備11010502053156號