國外有桿泵再度更新?lián)Q代
時間：2015-06-08 14:36
來源：
作者:馮耀忠
低排量產(chǎn)氣井有桿泵
美國CDI Energy Services 公司研制出一款最新設(shè)計的有桿泵，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)計方案可在下沖程時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。
清除機雜有桿泵
美國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泵總成，不會在泵筒內(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，機雜就可能在其中沉積，造成泵柱塞在上下運動時快速磨損，特別是在泵柱塞和泵筒表面形成垂直劃痕。另外，沉積的機雜會產(chǎn)生摩擦力，使整個泵和桿柱產(chǎn)生過應(yīng)力，造成卡泵、抽油機自動停機和抽油桿斷脫現(xiàn)象。
該有桿泵在下沖程時，泵與柱塞可強制地將任何機雜收集在泵筒柱塞間，再通過軸向排出孔進(jìn)入柱塞中心。機雜同其它流體混合入泵后，再被排入油管，整個上沖程過程中，機雜會被收集在柱塞的錐型頸部，在下沖程時，通過上部柱塞接頭進(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，徹底解決柱塞砂卡和泵筒-柱塞表面過早磨損問題，達(dá)到降低昂貴修井、換泵的費用。
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大幅度增加采油成本。為將這類故障降至最低，美國R＆M Energy 公司成功開發(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)先測試。可逐井檢查其故
障的歷史測試和通用數(shù)據(jù)圖，在油井修井前對其桿柱、管柱和油管偏差進(jìn)行評價，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Caledus 公司專門為低產(chǎn)油井開發(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)計簡單而有效，且具有較長的沖程和與玻璃鋼桿低速抽油匹配的運動軌跡。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Weatherford公司研制了一款新型有桿泵控制器。它可將載荷位置測量和變速驅(qū)動有機地結(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-位置測量，可正確計算泵的充滿度，其變速控制可降低和加快泵電機轉(zhuǎn)速，可在油井狀態(tài)變化時保持正確的抽吸速度，并能在油井充滿度高時使電機高速運轉(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)，在井口或通過遙控遙測分析接口的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)取出。同時，它可進(jìn)行油井實際產(chǎn)量測試計算，并帶有可存儲30天生產(chǎn)資料的用戶數(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。
防砂有桿泵
美國Harbison-Fischer公司制造出一款有專利權(quán)的防砂有桿泵。目前，該防砂泵已在嚴(yán)重出砂井中通過礦場試驗，其壽命高于早先的各種防砂泵。該防砂泵采用從下部金屬噴鍍柱塞前緣，動態(tài)清除砂子的專利方法，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期密封壓力，延長泵的井下使用壽命。該防砂泵采用串聯(lián)的兩個柱塞，與其下部壓力密封柱塞分離的上部攜砂柱塞為軟密封，不會磨損，無壓力通過，但允許砂子進(jìn)入。其下部的金屬噴鍍柱塞的前沿不存在砂子，可使防砂泵在兩柱塞的最佳功能狀態(tài)下使用，并適用于所有出砂井。
用于機械采油的線型電機
為提高采油工藝效率，美國某公司研制出一款可用于機械采油的線型電機。它是將早先的線型電機磁場改為可用電子控制的雙面磁場，加長轉(zhuǎn)子運動軌跡，并與塔式抽油機結(jié)合應(yīng)用，可采用線型動力源和最長的沖程，提高采油工藝效率。采用該電機可在沖程開始和終了時，控制其加速，保持長時間勻速平滑過程，且在其沖程長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油管柱往復(fù)運動抽油。它首先應(yīng)用于地面控制裝置，沖洗整個生產(chǎn)管柱，然后才開始抽油。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Harbison-Fischer成功研發(fā)一款有專利權(quán)的重質(zhì)油砂層采油有桿泵。該有桿泵采用串聯(lián)的兩個柱塞，其下部的壓力密封金屬噴涂柱塞前沿可將產(chǎn)液中的砂子分離出來，消除柱塞和泵筒間的磨損，其上部的軟密封柱塞無壓力通過，砂子不會造成磨損，可發(fā)揮每個柱塞的作用，使其長期保持密封，延長其使用壽命。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Deluge公司成功研發(fā)一款采用天然能源的機械采油系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用液壓缸在10.3Mpa壓力下儲存的2.3L液態(tài)CO2 因溫差產(chǎn)生的能量供給發(fā)動機驅(qū)動有桿抽油系統(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試驗，并已成功實現(xiàn)氣井排水。該系統(tǒng)設(shè)計用于石油工業(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。
太陽能驅(qū)動機械采油系統(tǒng)
美國CDI Energy Serices 公司研制出一款利用太陽能驅(qū)動的機械采油系統(tǒng)。該系統(tǒng)屬于小排量采油系統(tǒng)，可在產(chǎn)液含氣的情況下計量油井產(chǎn)量。其太陽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Dyna Pump公司研制出一款通過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)動裝置及設(shè)備齊全的機械采油裝置組成。其最大可調(diào)節(jié)沖程長度為1.83m，峰值桿柱載荷為3.18t，在3.68、5.52和7.36kW的輸出功率時可調(diào)節(jié)沖次分別為2、3和4次/分，重量僅為0.54t。該系統(tǒng)可通過480V或220V電源供電，也可采用新型天然氣發(fā)動機驅(qū)動，在井深152.4和213.4m時的最大排量可達(dá)89.6t/d。此外，該系統(tǒng)的新型天然氣發(fā)動機還是一個控制中心，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
注水開發(fā)油田的晚期階段，含水會急劇上升造成采油成本大幅度提高。為解決這一問題，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用，提高開發(fā)晚期油田的生產(chǎn)效益。
研發(fā)人員通過雙作用泵的成功應(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，將其分支點配置在油井動液面以下；之后從側(cè)鉆井眼，對同一油層射孔并下入該種雙作用泵采油，這時就可將分離出的水注入開發(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。
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