抽油泵与井下工具


抽油泵与井下工具——原油举升的”动力心脏”

在石油开采过程中,当地层能量不足以使原油自喷到地面时,就需要借助抽油泵等人工举升设备将原油从井底提升到地面。抽油泵被誉为原油举升的”动力心脏”,是采油工程中最核心的井下配件之一。

抽油泵主要分为有杆泵和无杆泵两大类。有杆泵是最传统也是应用最广泛的抽油泵类型,由抽油机通过抽油杆带动井下柱塞做往复运动,实现原油的吸入和排出。有杆泵的结构主要包括泵筒、柱塞、固定阀和游动阀等部件。当柱塞上行时,游动阀关闭,固定阀打开,原油被吸入泵筒;当柱塞下行时,固定阀关闭,游动阀打开,原油被排入油管。如此往复循环,实现原油的连续举升。

无杆泵则包括潜油电泵、螺杆泵、水力活塞泵等多种类型。潜油电泵是将多级离心泵和潜油电动机下入井中,通过电动机带动离心泵高速旋转,产生离心力将原油举升到地面。潜油电泵具有排量大、扬程高、适应性强等优点,特别适用于高产量油井和深井开采。螺杆泵则是利用螺杆与定子之间的密封腔室不断向前移动,实现原油的连续输送。螺杆泵具有结构简单、无脉动、适应高含砂和高含气原油等优点,在稠油开采和复杂工况井中应用广泛。

除了抽油泵本身,井下工具也是石油开采中不可或缺的重要配件。封隔器是井下工具中最具代表性的一种,用于封隔油管与套管之间的环形空间,实现分层采油、分层注水、分层压裂等工艺目的。封隔器的种类繁多,按用途可分为采油封隔器、注水封隔器、压裂封隔器等;按结构可分为压缩式封隔器、扩张式封隔器、自封式封隔器等。封隔器的密封性能和可靠性直接关系到井下作业的成败。

桥塞是另一种重要的井下工具,用于临时或永久封堵井筒中的某一层段。桥塞在分层压裂、分层酸化、井筒修井等作业中发挥着关键作用。桥塞可分为可钻桥塞和可捞桥塞两种,可钻桥塞在完成使命后通过钻头钻除,可捞桥塞则可通过专用工具打捞回收。

扶正器、安全接头、震击器、打捞工具等也是常见的井下工具配件。扶正器用于保证套管或油管在井筒中的居中位置,提高固井质量和采油效率;安全接头在井下工具遇卡时提供解脱功能,保护上部管柱;震击器用于解除井下卡钻事故;打捞工具则用于打捞掉落在井筒中的落物。

随着油田开发进入中后期,井下工况日益复杂,对抽油泵和井下工具的性能要求也越来越高。耐高温、耐高压、耐腐蚀、长寿命的新型抽油泵和井下工具不断涌现,为老油田的稳产增产和非常规油气的高效开发提供了有力支撑。