套管泵.doc

套管泵(一) 来源: 中国论文下载中心[ 09-07-29 11:18:00 ]作者: 史海峰编辑: studa090420 论文关键字:套管泵速度制动器密封罩阀封隔器论文摘要: 套管泵由压力检测装置, 减速装置和密封皮碗等组成。将泵投入油井套管中, 靠泵自重下落, 由减速装置调解下落速度, 当泵落入液面以下预定深度后, 由于井内压力升高推动活塞上行关闭阀门, 在泵上下压差的作用下将泵和泵上液柱举升到井口。本文对套管泵的设计提供了一个制动装置, 它能够降低泵体在套管中气体部分的过快速度而又不影响该泵在井中液体部分才下落速度, 另外, 还提供了一组密封装置, 它可调节其外径以配合不同套管内壁, 其寿命通过制动装置的调速而得到保障。为了防止当泵体到达地面井口时, 不能释放下面的气体,提供了一种特殊的封闭阀。本文还给出了套管泵现场使用条件的公式,并同时设计了套管泵井口装置以及与之相适应的封隔器。第一章概述 设计套管泵的目的与意义有杆泵采油是世界石油工业传统的采油方式之一, 也是迄今在采油工程中一直占主导地位的人工举升方式。在我国。生产井中大约有 80% 以上采用有杆泵采油技术,随着油田开发的不断深入, 常规有杆泵采油井含水上升、地层出砂、管杆偏磨、腐蚀等日益严重, 修井作业后下入 4 1/2 套管后只能下入小油管,这样,不能实现大泵提液,也限制了下泵深度,而且其杆管液流空间小,造成抽油杆柱运行阻力增加,也增加了系统耗能,降低了系统效率。我国有许多低丰度、低渗透、低产量油田,这些油田的开发相对于产量来说,投资较大,效益较低。因此,要经济合理地开发这些油田, 必须大幅度降低投资和生产成本, 探索和研究工艺简单、适应性强的机采方式以及投资少、效益高的采油技术, 小井眼钻井和采油技术的发展适应了这种需求,套管泵采油技术作为一种新型无油管采油技术具有广阔的发展前景。同时在世界其它的许多地方, 有很多井生产液体的时候同时产生大量的气体, 它有充足的压缩气体能量来举升所需要的液体。如果泵能利用这一能量, 它将形成一个非常有效的采油系统。在我国的许多油田, 产油的同时也产生一定量的气体, 尤其在产油效率比较低, 而同时又伴有一定量的天然气的油井, 在使用常规有杆抽油泵的时候, 前期费用投入过大, 而且抽油效率比较低, 这样造成了设备的利用率和产品的利润率双低的局面, 而且, 井内的天然气没有得到很好的利用, 这样就造成了资源的浪费。怎样在提高产量的同时降低成本, 是一个急待解决的问题。套管泵就是一种利用油井内天然气的压能来举升液体到地面的自动举升装置。该装置不需要使用油管而直接在套管柱内进行举升作业。这样, 油井内的天然气就得到了利用, 可以使这种能源全部用于销售, 增加利润率。此外, 套管泵不需要任何油管, 抽油杆, 时间继电器或外部能源, 减少了前期资本投入。当油井具有一定产气, 产液能力时, 使用套管泵采油能够降低成本,并具有结构简单,操作使用简便等特点。因此, 深入研究套管泵的结构, 掌握套管泵的技术性能, 建立套管泵对于具体井况所要求条件的数据库模型, 这对于某些油田降低成本, 增产增效, 以及提高套管泵采油工艺的技术水平并形成生产力具有重要的科学意义和实用价值。 套管泵的优点套管泵是一种利用油井内天然气的压能来举升液体到地面的自动举升装置。该装置不需要使用油管而直接在套管柱内进行举升作业。当油井具有一定产气, 产液能力时, 使用套管泵采油能够降低成本, 并具有结构简单, 操作使用简便等特点, 尤其对于产气量约为 9900m /日, 产液量为 6m/ 日的油井采用套管泵生产。在降低生产成本的同时可增加产量。其优点可具体列述如下: 1 .使用套管泵消除了气锁现象。 2 .象活塞气举一样,套管泵也是自给式泵。它以油井中的压缩天然气作为动力源,又能使这种能源全部用于销售。活塞气举通常需要很高的关井压力,而套管泵一般只需要 7 N/m 的关井压力就可以工作。过去,套管泵仅限用于枯竭井,并且不可靠。继续研究的结果,对部件进行了重新的设计,其中包括: (1 )改进耐热耐磨密封件。(2 )进行了高效的流动设计,即在有效的控制套管泵下行程的同时增加油井产量。(3 )设计的特点是防止各运动部件遇卡。 3 .消除油管柱的弹性伸缩。在常规有杆抽油系统中, 影响泵效的主要因素之一是抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩, 使柱塞的有效冲程减小。而套管泵则没有抽油杆装置,不涉及抽油赶的弹性伸缩。 4 .无油层污染常规有杆抽油系统通常采用反循环方式洗井,即洗井液从油套环空打人,通过泵的固定阀、游动阀和油管返回地面。由于泵阀及油管内的回流阻力较大, 采用这种方式势必增加套管内的循环压力, 有时会把部分洗井液压人地层, 污染了油层。洗井后启抽时, 须先抽出进人地层的