井下串聯(lián)抽稠油泵研究王璐，付麗，馬貴陽(yáng)（遼寧石油化工大學(xué)石油天然氣工程學(xué)院，遼寧撫順113001）工作原理，對(duì)彈簧、懸點(diǎn)載荷、泵排量等工作參數(shù)展開分析，并進(jìn)行了可行性論證。該泵在上沖程時(shí)從油管摻入降粘液，并吸入地層產(chǎn)出液；在下沖程時(shí)將二者混合并通過油套環(huán)空舉升至地面。該泵實(shí)現(xiàn)了柱塞下?lián)揭�，避免了砂磨柱塞現(xiàn)象以及泵上摻液不能降低原油進(jìn)泵粘度的問題。該泵原理可行，工藝容易實(shí)現(xiàn)，成本低，可廣泛應(yīng)用于稠油舉升。

  稠油油藏原油粘度高、流動(dòng)性差，不但開采難度大，而且投入高。對(duì)于可以流入井筒，但在油藏自身的壓力和溫度下，難以被舉升至地面的原油，長(zhǎng)期以來(lái)采取電加熱采油、螺桿泵采油、泵上摻液采油、熱流體循環(huán)采油11，21等技術(shù)進(jìn)行開采。這些技術(shù)雖取得了一定的效果，但仍存在投入高，管理困難等問題。為此筆者設(shè)計(jì)一種串聯(lián)抽稠油泵。

  1井下串聯(lián)抽稠油泵結(jié)構(gòu)及工作原理井下?lián)揭撼槌碛捅糜杀猛部偝�、柱塞總成和固定閥總成三大部分組成，其中泵筒總成包括上、下泵筒及接頭；柱塞總成包括上、下柱塞，上、下滑閥及空心連桿等；固定閥總成包括吸入閥、排出閥等。

  抽油泵的工作原理如圖i所示。柱塞上行時(shí)，由于上柱塞截面積大于下柱塞面積，中泵腔容積變大壓力降低�；y在其兩端壓差的作用下打開，摻入的降粘液從上泵腔進(jìn)入中泵腔內(nèi)。同時(shí)，進(jìn)油閥在泵筒內(nèi)外壓差作用下打開，吸入稠油，出油閥復(fù)位關(guān)閉。柱塞下行時(shí)，中泵腔體積減小，壓力迅速增大，上滑閥關(guān)閉，下滑閥在其兩端壓差作用下打開，摻入液進(jìn)入下泵腔，與稠油在此混合，最終由出油閥排出到油套環(huán)空，流向地面。

  2彈簧受力分析為了保證該泵的正常工作，要求在上沖程過程中上滑閥開啟，下滑閥關(guān)閉；在下沖程過程中上滑閥關(guān)閉，下滑閥開啟。因此，彈簧應(yīng)滿足的條件為（1）上沖程―上滑閥打開時(shí)上滑閥彈簧的彈力，N；F2―下滑閥關(guān)閉時(shí)下滑閥彈簧的彈力，N；王璐，等：井下串聯(lián)抽稠油泵研究Pi―上泵腔壓力，Pa；乃一中泵腔壓力，Pa；為下泵腔壓力，Pa；Ai―上滑閥截面積，m2；▲2―下滑閥截面積，m2.井下串聯(lián)抽稠油泵工作原理1-摻入液；2-上柱塞；3-抽油桿；4-上泵腔；5-套管；6-上滑閥；7-上泵筒；8-上滑閥彈簧；9-空心連桿；10-中泵腔；11-接頭；12-下柱塞；13-下泵筒；14-下滑閥；15-下柱塞彈簧；16-下泵腔；17-排出閥；18-封隔器；19-吸入閥（2）下沖程F2'―下滑閥開啟時(shí)下滑閥彈簧的彈力，N. 3抽油桿載荷計(jì)算及泵的可行性論證上沖程懸點(diǎn)最大載荷為W，―抽油桿重力，N；Wc―活塞上摻入液液柱載荷，N；Wm―抽油桿引起的最大慣性載荷，N；WCu―摻入液柱引起的最大慣性載荷，N；Pt―井口油管摻入壓力載荷，N；Fc―摻入液與抽油桿柱的摩檫載荷，N；Pf2―泵入口壓力對(duì)抽油桿的載荷，N；PAc―上泵腔吸入液對(duì)抽油桿的載荷，N.下沖程懸點(diǎn)最小載荷為Fc―油管內(nèi)摻入液柱與油管壁摩檫載荷，N；Fcc―油套環(huán)空內(nèi)混合液柱與油管和套管壁摩檫載荷，N；Pa/―上泵腔吸入液對(duì)抽油桿的載荷，N；W―油管套管環(huán)形空間中混合液柱載荷，N；Phd―井口回壓產(chǎn)生的載荷，N.⑶可行性分析由于該泵為下沖程舉升原油，工作原理有別于普通抽油泵，因此有必要對(duì)該泵舉升方式的可行性進(jìn)行論證。下沖程時(shí)，舉升原油的動(dòng)力主要是上柱塞上方的抽油桿柱和摻入液柱的重量，而阻力主要是油套環(huán)空里混合液柱的重量。由于抽油桿的密度遠(yuǎn)大于油套環(huán)空內(nèi)混合液的密度，因此舉升的動(dòng)力遠(yuǎn)大于阻力，該泵可以順利舉升原油。

  4泵排量分析每個(gè)沖程的摻入量等于上沖程時(shí)上柱塞讓出的體積與下柱塞占據(jù)的體積之差，其表達(dá)式為每個(gè)沖程地層產(chǎn)出量等于上沖程時(shí)下柱塞讓出的體積，其表達(dá)式為⑶摻入液對(duì)泵效的影響摻入液會(huì)使泵效降低，其表達(dá)式為5結(jié)論（1）該泵從油管摻入降粘液，實(shí)現(xiàn)了柱塞下?lián)揭航嫡常山档瓦M(jìn)泵原油的粘度，適用于原油粘度較大的油井。

  ⑵該泵下沖程通過油套環(huán)空舉升原油，避免了抽油桿和稠油間的摩擦，減少了系統(tǒng)阻力。地下產(chǎn)出液不進(jìn)入泵筒與柱塞間隙，減小了砂磨柱塞的可能，對(duì)出砂油井的適應(yīng)性強(qiáng)。

  ⑶下沖程時(shí)，作用在柱塞上方的抽油桿和摻入液重量可保證柱塞順利下行。該舉升方法可行，可廣泛應(yīng)用于稠油舉升。潛油電泵