砂通过防砂抽油泵的研制与应用

我国的许多油田已到了中后期开采阶段，因井下供液不足而导致的间歇抽吸、含水量上升与泵效不高的现象也越来越普遍。部分油田的含油地质结构比较疏松，并液中含砂较多。采用常规抽油泵开采，经过发生砂卡柱塞、砂埋抽油杆的事故，造成油井作业频繁，使开采原油的成本大幅度增加。为了延长油井开采寿命而采用的注水作业和压裂酸化只能起到阶段性的效果，而且成本较高。因此，常规抽砂泵已不能满足目前的生产需要。研制的砂通过防砂抽油泵具有防砂功能，可避免抽油泵脱扣与砂卡住塞事故发生，同时还解决了常规泵筒进油阀罩因沉砂存积和频繁撞击造成的阀球卡死问题。

1、结构及工作原理；设计该防砂抽油泵的目的是提供一种适用于“小泵深抽”的整筒抽油泵，利用“细水长流”的抽吸方式，解决油田后期开采中因井下供液不足，进行间歇开采而造成的砂卡、砂埋问题；减少因为注水作业而造成的成本费用；为深井开采提供新的泵型选择，同时解决抽油泵在井下脱扣与砂卡柱塞及常规进出油阀罩因阀球频繁撞击造成的零件失效问题。在参考常规管式抽油泵结构的基础上，设计的砂通过防砂抽油泵的结构图，设计的柱塞具有3头螺旋槽结构，主要起防砂作用。其工作原理为：（1）抽油杆上行时，泵筒下部空腔增大，压力减少，游动阀关闭，固定阀打开，油液由固定阀进入泵筒，柱塞上部油液中的砂粒沉积在柱塞上部的螺旋防砂槽中。（2）抽油杆下行时，泵筒下部空腔减小，压力增大，游动阀打开，固定阀关闭，泵筒中的油液通过柱塞内孔进入油管时，将沉积在柱塞上部螺栓防砂槽中的砂砾冲起来，并随油液一起被排到上部油管中，直至地面。

2、主要特点；（a）在柱塞上的出油阀罩和柱塞下接头上增加了3头螺旋槽，可有效减少砂卡；具有刮砂和抛砂的作用，使砂砾随原油一起采出地面；（b）工作时，柱塞上的3头螺旋槽会产生上扣力矩，可防止稠油泵断脱；（c）适用于含砂严重的油井。

柱塞上出油阀罩采用花篮式3斜槽结构，既可有效避免砂卡柱塞，工作时又能对抽油杆产生一个上扣扭矩，起到一定的防脱作用；柱塞上出油阀和柱塞下接头增加的3头螺旋槽的螺栓角越大，产生的转矩越大；柱塞下接头的螺栓槽具有刮砂作用，能有效防止砂砾进入柱塞与泵筒之间，有效防止砂卡柱塞，延长柱塞与泵筒的使用寿命；柱塞进油阀罩和泵筒进油阀罩设计时采用空位内腔带筋结构，改进后的新结构在阀球工作时对球有扶正作用，有利于阀球的快速起闭，可有效减小进油阻力，也解决了阀球跳动位移大及在深井中造成阀罩、阀球、阀座等主要零件失效的问题。同时面对腐蚀严重油井，对关键零件表面镀锌处理，从而有效增加抽油泵的工作周期。