國外有桿泵再度更新換代
時間:2015-06-08 14:36
來源:
作者:馮耀忠
低排量產氣井有桿泵
美國CDI Energy Services 公司研制出一款最新設計的有桿泵,特別適用于低排量產氣井。該有桿泵適用下泵深度為1158-3353m,采用特殊設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。另外,該有桿泵的設計還可預防泵的液面撞擊和砂子在泵內沉積。目前,已有數臺該型有桿泵被成功應用到產氣的泡沫井和低產井中。
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,不會在泵筒內沉積。常規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,沉積的機雜會產生摩擦力,使整個泵和桿柱產生過應力,造成卡泵、抽油機自動停機和抽油桿斷脫現象。
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,達到降低昂貴修井、換泵的費用。
有桿泵井故障診斷系統
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 公司成功開發了一款新型有桿泵井故障頻率診斷和降低系統。該系統通過高精度數據和油井關鍵狀態圖,保證在油井修井前完成有效分析和預先測試??芍鹁畽z查其故
障的歷史測試和通用數據圖,在油井修井前對其桿柱、管柱和油管偏差進行評價,并可將桿管狀態與井斜相聯系。應用該系統可降低油井的采油成本和故障發生頻率,還可促進油井增產。
低產井有桿抽油泵
美國Caledus 公司專門為低產油井開發了一款有桿抽油泵。該有桿泵采用38mm 的玻璃鋼桿或新型連續抽油桿,設計簡單而有效,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。
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動有機地結合,提供一種最佳的有桿泵井控制方案。該控制器采用連續的載荷-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速,可在油井狀態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,保持環空內的最佳液面,使油井在最高的產量下連續生產。另外,它還可歸檔并保存油井數據,在井口或通過遙控遙測分析接口的監控和數據采集系統取出。同時,它可進行油井實際產量測試計算,并帶有可存儲30天生產資料的用戶數據記錄器。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的防砂有桿泵。目前,該防砂泵已在嚴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,加長轉子運動軌跡,并與塔式抽油機結合應用,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行遠距離遙控。使用該電機可降低采油成本,提升油井產量,降低桿柱應力,減輕井下摩擦,減少維修次數。目前,該電機已成功應用于3658m的超深井。
連續抽油泵
加拿大SOS Oiltool’s公司研制出一款連續抽油泵。該抽油泵與交替抽油泵性質完全不同,可在常規抽油設備失效的不利情況下使用無桿抽油系統。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運動抽油。它首先應用于地面控制裝置,沖洗整個生產管柱,然后才開始抽油。應用該連續抽油泵可保持產量和最短的停產時間。目前,該抽油泵已成功應用于重油、高含泥砂、脫水氣井、低沖次大排量井、煤層甲烷氣井和嚴重出砂井。
重質油砂層采油有桿泵
美國Harbison-Fischer成功研發一款有專利權的重質油砂層采油有桿泵。該有桿泵采用串聯的兩個柱塞,其下部的壓力密封金屬噴涂柱塞前沿可將產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準有桿泵配套,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
美國Deluge公司成功研發一款采用天然能源的機械采油系統。該系統利用液壓缸在10.3Mpa壓力下儲存的2.3L液態CO2 因溫差產生的能量供給發動機驅動有桿抽油系統。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,只需較少或不需要外部能源,就可實現零污染。目前,該系統已在中東9口淺層油井上完成了礦場試驗,并已成功實現氣井排水。該系統設計用于石油工業的產品有高壓注水泵、低產井采油、氣井排水和空氣壓縮裝置。
太陽能驅動機械采油系統
美國CDI Energy Serices 公司研制出一款利用太陽能驅動的機械采油系統。該系統屬于小排量采油系統,可在產液含氣的情況下計量油井產量。其太陽能電池板和充電系統完美結合,可在嚴重陰天和夜間給抽油系統供電。該系統的控制系統可在一天內多周期開井,使泵的抽吸能力與油井產量一致。
壓縮空氣供能有桿抽油系統
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。該系統靠承載桿、鋼繩和與光桿相連的液壓缸水力驅動裝置及設備齊全的機械采油裝置組成。其最大可調節沖程長度為1.83m,峰值桿柱載荷為3.18t,在3.68、5.52和7.36kW的輸出功率時可調節沖次分別為2、3和4次/分,重量僅為0.54t。該系統可通過480V或220V電源供電,也可采用新型天然氣發動機驅動,在井深152.4和213.4m時的最大排量可達89.6t/d。此外,該系統的新型天然氣發動機還是一個控制中心,可在電能和水力能供能之間轉換,調節泵的沖程。
雙作用有桿泵
注水開發油田的晚期階段,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,提高開發晚期油田的生產效益。
研發人員通過雙作用泵的成功應用總結出一套全新的高含水采油工藝:首先鉆直井,進行油層射孔,并將其采油直到油層衰竭;然后側鉆水平井眼,將其分支點配置在油井動液面以下;之后從側鉆井眼,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。