深井抽油泵节能装置原理与应用分析

王怀亮 司继东 张永坤

摘要：随着石油开采时间的延长和采出程度的增加，含水上升，动液面不断下降，使泵挂不断加深，生产参数逐步加大，本文针对深井泵泵效偏低，造成单井的能耗增加的情况，为适应节能降耗的需要，建议使用该节能装置，能有效降低抽油机载荷并得到增油效果。

关键词：深井泵；节能；应用

0.前言

随着石油开采时间的延长和采出程度的增加，含水上升，动液面不断下降，使泵挂不断加深，生产参数逐步加大，本文针对深井泵泵效偏低，造成单井的能耗增加。为适应节能降耗的需要，建议使用该节能装置，可在原深井泵的基础上加此装置，能有效降低抽油机载荷达到深抽、节能的目的，而且能使泵效得到提高，可以广泛用于稠油井、稀油井、含气、含砂井，是一项既节能又能提高泵效并得到增油效果。

1.基本原理与结构特点

1.1基本原理该装置的结构可分为外工作筒和内工作装置两部分。外工作筒是连接在深井泵泵筒上部，外工作筒上部连接油管下入井中。

内工作装置可分为：拉杆（3）、螺旋阀（4）、柱塞（6）、原深井泵（柱塞）三部件，螺旋阀是配在拉杆上，将拉杆和柱塞相连，和柱塞一样下入油管内。

1.2配套装置具体工作原理：只要将外工作筒（5）和深井泵泵筒（7）上部连在一起，上部连接油管（2）下入井中，将拉杆（3）和柱塞（6）连在一起即可。此配套装置安装好后，可以使深井泵形成两个腔室，而达到深井泵的平衡。

工作原理，当抽油机下行时，抽油杆（1）下行，带动拉杆（3）下行，螺旋阀（4）在液柱压力和拉杆摩擦作用下而下行，使螺旋阀和外工作筒（5）阀座而关闭，此时深井泵固定凡尔关闭，柱塞（6）两个游动凡尔打开，使柱塞以下的液体进入柱塞上腔。

当抽油机上行时，抽油杆上行带动拉杆（3）上行，柱塞随之上行，柱塞上腔液体受压缩，柱塞游动凡尔关闭，此时随柱塞上行而上腔的液体受压缩，压力上升，漩流阀（4）打开，使上腔液体通过漩流阀，使液体流速加快，而进入油管，从而达到节能、高效治目的，往返循环将液体提升到井口。

1.3结构特点：

1.3.1结构简单，应用范围广

该装置从图中看出零件少所以结构简单。它广泛应用于稠油井、稀油井、深井、含气高的油井、含沙井，都有明显的效果。

1.3.2现场应用方便

该装置将井外工作筒和上井泵连在一起，随油管下入井中，拉杆和柱塞连在一起下入井中，和下普通深井泵一样，所以下井方便。

1.3.3节能效果好

常规深井泵在抽吸过程中抽油机上行时负荷增加，因为整个抽油杆的重量和油管内液柱的重量都作用在深井泵塞柱上，使负荷增大，增加装置后，液柱重量作用在螺旋阀上，对柱塞起到缓冲作用，使抽油机负荷电流降低8-15%，所以达到节能的目的。

1.3.4能达到深抽的目的

由于抽油桿负荷减轻，所以加此设备，在负荷电流不变情况下，泵挂加深250-300米。

1.3.5使泵效得到提高

抽油杆上行时，柱塞上腔液体压强小，从而减小柱塞与泵筒阀的流失量，将使泵的充满系数增加，所以提高泵效3%左右，增加油井产量，达到增效的目的。

1.3.6防砂效果好

油井在停产或生产过程中，由于漩流阀的作用，在油井停产时，液流中砂粒只能沉在漩流阀上，而不是在柱塞上，不易卡泵，所以防砂效果好，也是该装置最大的优点。

1.3.7减小气体对深井泵的影响

当抽油杆上行时，气体对泵效影响较大，使泵筒与柱塞干磨，而有漩流阀作用，气体可将漩流阀打开而进入油管内，不会因压力下降而形成气泡，所以减小了气体对深井泵的影响。

2.节能分析：

低渗透油藏作为东辛采油厂上产的主力油藏，因其具有的特殊渗流性，只能采取小泵深抽的开采方式实现正常生产。由于受抽油机载荷和抽油杆性能的限制，泵挂最大下深在2200米，如果继续加深泵挂，就必须更换大型抽油机和连续杆，增加了资金投入和单井能耗。

为解决这一制约生产经营工作的瓶颈，采油厂技术人员通过在动液面以上的生产管柱上安装特殊装置组成的抽油机减载器，让减载活塞上下端面分别处在油套不同的压力系统中，利用压力差所产生力的作用，达到减轻抽油机驴头悬点载荷，实现深抽甚至超深抽，达到节能降耗、延伸泵挂的目的。从以上分析可知，重力载荷、惯性载荷以及摩擦载荷均减少。所以，同等相比采出相同的油可减少抽油机负载，节约能量。由于抽油机负载减少，自然可在负荷电流不变情况下，泵挂加深。另外，由于螺旋阀存在，可以减少空抽，增加泵效。并且，可以防砂，增加防砂作业间隔周期。所以对于稠油井和低泵效的井，本装置节能效果更加明显。

3.现场应用效果分析：

如果通过在泵深2000米以下的油井上运用抽油机减载技术，在不更换地面抽油设备和连续杆的前提下，较大幅度降低了抽油机悬点载荷，实现了增油与节能降耗双赢。