防砂式无间隙的密封抽油泵

防砂式无间隙的密封抽油泵

 

第一、常见抽油泵存在的问题：

　　如今我国各油田运用的柱塞和泵筒间多以间隙密封为主。常见抽油泵存在的问题：

　　1、泵的防砂问题，通常运用的处理方式是：多在柱塞上加工环形切槽，为不便检修泵时冲砂，装置可拆出的固定阀，或在固定阀上加存砂槽。

　　2、耐磨问题，通常运用的处理方式是：泵筒用合金钢加特种热处理，再珩磨加工，或用45号钢碳氮共渗，再珩磨加工；柱塞用合金钢电镀硬铬，或喷焊耐磨合金，再磨削加工。

　　3、即便采取上述办法，泵的防砂和耐磨后果并不幻想。究其起因是间隙密封形成微细砂粒随柱塞静止进入泵筒和柱塞间的间隙发生研磨作用，而随着运用周期的延伸，磨损减轻，走漏加剧，直至报废。

第二、防砂式无间隙密封抽油泵的研制技巧：

　　新研制的防砂式无间隙密封抽油泵胜利地处理了抽油泵存在的上述问题，即用无间隙密封替代间隙密封；柱塞长度改短，只要间隙密封柱塞长度的一半；柱塞本体上装置改良的斯特槽可胀密封。中硬度耐磨胀圈和高硬度耐磨胀圈。这3种密封的组件均由耐磨、摩擦系数小、弹性好的资料经特种加工处理制成，可保障抽油泵从下井任务到检泵一直处于无间隙状况。以油砂混杂液为任务介质（辽河油田原油，80目筛下的砂粒占5％）做井上模仿测试。在20MPa下，抽吸阻力只要157＋20N，充溢系数1，由此估计可进步泵效20％~50％。模仿实验中视察，3种密封的构造设计和组件的特种唇边设计，阻拦了微细砂进入柱塞2泵筒摩擦副内。

　　因短柱塞本体上装置的3种密封有可胀性，故泵筒和柱塞本体的加工精度大大下降。测试时，柱塞运行速度1m÷s，延续抽吸运转30d，泵筒无擦痕，磨损微量，外表平均光明。按此状况预算，井下作业状况顽劣时，泵的寿命可到达215~3a，而泵筒磨损平均，不会象间隙密封那样发生偏磨或腰鼓状泵筒内外表。柱塞本体除装置了3种密封外，还有2个游动阀和1个特种造旋阀罩，本体上加工有防砂槽，会将侵入的细砂存入防砂槽内。模仿实验中，槽内有微量砂粒，柱塞本体上部的造旋阀罩和泵筒下部的造旋阀罩可借助柱塞的壮大抽吸力为抽入泵内的原油造旋，将混入原油中的砂粒敏捷抽排到泵外。因为柱塞短，在防冲距雷同状况下，泵筒延伸700~800mm，检修泵时只要改换柱塞上的3种密封件，柱塞本体可屡次运用。

　　

 

第三、研制技巧要点：

　　1、油泵的无间隙密封和高泵效

　　柱塞上装置的3种可胀密封的合理构造、安放在柱塞上的地位、组成密封的零件材质抉择、加工精度和加工工艺等是确保抽油泵在暂时运行中一直维持无间隙、耐磨损、低摩擦系数和高效长命命任务的症结。图1所示是各种密封和游动阀在柱塞上的地位。件2、3为中硬度密封胀圈；件4、5、6为改良的斯特槽密封；件7、8为高硬度硬质密封胀圈；件2有2件，用中硬度耐磨铸铁制成；件3用弹簧钢制成。装置时2个外环启齿互错开180b，内环启齿与外环启齿错开90b，并用销钉将3个环固定，外环在本身胀力和内环胀力独特作用下，紧贴泵筒内外表运行，胀圈岂但轴向密封好，而且径向密封也好，故阻拦微细砂进入轴向摩擦副，也可阻拦微细砂进入内环3的外部空隙中，不会障碍胀圈运行中呼吸。件4、5、6为外部填充耐磨金属或非金属有机物制成，耐磨性好，摩擦系数小，构造本身可保障密封有肯定的外胀性。为避免细砂等物资侵入密封外部，在件5和6的两侧加装了挡圈4，有效地阻拦细砂等侵入密封体外部而影响张力。件7、8构造同件2、3中硬度耐磨胀圈，只是外环7采取特种合金钢热处理制成，其外表硬度小于泵筒内外表硬度，弹性好，耐磨性好，摩擦系数小，完成密封是其重要功用。这3种密封构造可保障对泵筒内壁有平均的内胀力和牢靠的径向轴间密封性能，保障抽吸真空度和高的充溢系数，从而保障了高泵效。

　　2、主动防砂功用和长命命

　　柱塞本体上装置的3种可胀密封和密封外环的特种唇边设计，阻拦了细砂不能进入摩擦副内起研磨作用，大大削弱了柱塞和泵筒磨损，即不会削弱抽吸才能。从实践模仿运行看，以多道防砂为主的可胀密封起到了很好的防砂作用，运行1个月后柱塞本体上的环槽内仅有大批微粒砂，解释柱塞本体上开的防砂槽和本体本身均起到了防砂作用。3种密封的构造设计和在柱塞本体上的地位保障了抽油泵有很强的抽吸力和排油才能，进油出油流速高在固定阀罩和游动阀上部阀罩上开有造旋槽，见图2、图3，使进排油流呈强旋流状，细砂来不及沉积就被排出泵外。将阻拦细砂进入静止副和将细砂敏捷抽排到泵外可看做是主动防砂，防砂后果比现有的抽油泵上单纯防砂槽和存砂槽要好得多。从主动防砂后果和抽油运转中泵筒和柱塞间的低摩擦系数、高耐磨性和低抽吸阻力看，该泵在井下顽劣工况下具备长命命。

　　3、合理的下井工艺

　　在开发研制新构造抽油泵的同时，试行了两种下井工艺。

　　（1）泵筒和柱塞分手下井，即泵筒随油管柱一起下井，柱塞随抽油杆柱下井。因为这种抽油泵柱塞下井有难度，倡议采取2种方式：其一是将柱塞容纳在一个专用护套内，护套有卡爪，当柱塞和护套下到泵筒的口部时，护套会主动卡在泵筒口部预设卡套内而固定，柱塞则可顺利公开到泵筒内。其二是用一种特别的胶结剂将各道在全闭合（封好的胀圈外径小于柱塞本体外径）状况下封好，柱塞再随抽油杆柱下井，柱塞入泵筒后和普通泵一样调防冲距，因改良的斯特槽密封只是暂时压型态，下井后会很快完成密封和阻砂功用。而其他各道密封在柱塞下入泵筒中2~7d内也整个关上。这种胶结剂在井内石油气和原油腐蚀下，失去局部胶结强度后，各道弹性密封胀圈受胀力作用被关上。

　　（2）用双卡脱接器和开释套衔接抽油泵柱塞和泵筒。下井前，将脱接器下部和柱塞衔接，下入锥形口的泵筒内，再接开释套和泵筒，开释套接油管柱一起下入井内，坐好井口后，再把脱接器上部和抽油杆柱衔接下入油管，完成泵整体下井。检修泵时，可上提抽油杆柱到泵筒上部开释套部位，开释套迫使脱接器双卡收拢，使脱接器上体与下体脱节，完成提杆柱和提泵作业。