双油层合采抽油泵的设计探讨及应用

【摘要】为了提高大庆“三低”油田油层开发的经济效益，进一步探索“三低”油田的开采途径，更好地利用这些薄差油层，创造更大的经济效益，可以通过设计一种双油层合采抽油泵来实现这一目的。

【关键词】三低　油层　抽油泵

目前，“三低”油田开发的经济效益正逐渐下降。单个油层的储量正逐渐降低。在这些地区油层的开采过程中，若应用以往常规抽油泵抽油方式，只能对其中某一个油层的原油进行抽取开采，产液量极为有限，产出效益很小，从而使生产成本加大。甚至达不到开采成本水平，造成这些油井的开发价值急剧下降，甚至可能需要关井不用。

针对这些情况，为了提高大庆“三低”油田油层开发的经济效益，进一步探索“三低”油田的开采途径，更好地利用这些薄差油层，从而创造更大的经济效益。现大庆油田各偏远采油厂正讨论通过动用原来常规抽油方式下被封隔的其它油层和现抽取油层相结合开采的方式。同时抽取两个油层的原油来加大油井产液量。从而提高原油开采的经济效益。既通过设计应用双油层合采抽油泵及相应作业管柱来达到两个油层同时开采的目的。为此，我们可以通过设计一种双油层合采抽油泵来实现这一目的，为“三低”油田解决实际生产难题。

一、原理

双油层合采抽油泵是“三低”油田薄差油层经济有效开采作业管柱的主要组成部分。该套管柱除合采抽油泵外，还包括旋转封隔器的设计与应用等等。根据现场的实际需要，经过我们所做的油层现状调研。我们认为该双油层合采抽油泵可借用大排量双作用抽油泵的工作原理。这种泵在一个往复的冲程中可完成两次汲油和两次排油的过程，而通过将这两次的汲油与排油过程分别与两个油层相结合就可以实现两个油层同时开采抽取的目的，从而大幅度提高油井产液量。该泵工作时具体工作原理如下：

下冲程时，柱塞下腔室体积变小，压力升高，使下游动阀及上部油层偏心进油阀打开，同时下分流阀与固定阀关闭，此时，下部油层的油液通过下游动阀进入柱塞上腔，上部油层的油液通过偏心进油阀也进入柱塞上腔，然后从两个油层进入柱塞上腔的油液统一进入空心抽油杆。最后通过出油接头进入油管。

上冲程时，柱塞下腔室体积增大，压力降低，固定阀与下分流阀打开汲油，同时下游动阀与上部油层偏心进油阀关闭，这时随着抽油杆柱的上提。在下冲程时从两个油层进入到柱塞上腔时的油液通过空心抽油杆抽取到地面。

二、结构特点

根据双油层合采作业的需要，该双层合采抽油泵在常规抽油泵的基础上增加了偏心进油阀、下分流阀、密封组件、脱接器、出油接头及各件相应短节等零部件。其整体结构较常规抽油泵复杂，同时偏心进油阀、下分流阀、密封组件的设计与加工均要求较高。该泵整体结构主要包括偏心进油阀、下分流阀、密封组件、脱接器、出油接头及各件相应短节、空心光杆、柱塞泵简、下游动阀、固定阀、异径接头、支座管塞等。该泵由于在下冲程过程中，上下两个油层同时汲油，有两个密封段(除柱塞与泵筒之间的密封段外，在柱塞的上部还有一个密封组件与光杆的密封段)。所以，杆柱下行阻力大，不宜在原油粘度过大的油井中使用。

三、技术难点

从目前看来，针对我厂的实际情况，双油层合采抽油泵主要技术难点是偏心进油阀的下分流阀以及柱塞上部密封段的设计及应用效果。由于我厂以前从未设计及制造过以上三个部件。虽然目前已掌握其原理及主要结构特点，但实际应用效果还有待于进一步理论分析与计算和实践的检验。尤其是该密封段组件，没有可供参考的数据和资料。应用何种密封方式及结构还需进行进一步的调研与分析。另外，该泵中的偏心抽油阀与下分流阀由于受到有限空间限制，具体结构尺寸均很小，加工起来会有一定的难度。

四、技术创新点

双油层合采抽油泵大胆借用了原应用于油层压力高。油井供液过于充足。以至较大泵径的常规泵也满足不了排液量要求时而采用的大排量双作用泵的工作原理。通过偏心进油阀、下分流阀与柱塞上部密封组件的设计应用，而达到两个油层同时开采抽取原油的目的，较好地实现了同一台泵同时抽取两个油层原油的作用，从而比原来两个油层开采中经常应用双泵串联方式的结构更简单。作业更方便。