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抽油泵快速固定閥的改進(jìn)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：2011-1-24 10:07:42 | 閱讀次數(shù)：1210次
開采稠油的油桶泵常暴露的問題是兩漏現(xiàn)象，即抽取的井液易從固定
閥和游動(dòng)閥處漏失。對勝利石油管理局樂安油田的稠油開采而言，固
定閥的泄漏是影響泵效的主要因素(占檢泵井的1／3以上)。通過現(xiàn)場
分析和理論推測認(rèn)為，現(xiàn)有在用的普通型固定閥對抽直井和斜井內(nèi)的
稠油顯得很不適應(yīng)，客觀上需求一種改進(jìn)型固定閥，以一改固定閥關(guān)
閉滯后及偏磨等現(xiàn)象，達(dá)到提高泵效的目的。
1 快速復(fù)位固定閥的工作原理
稠油用油桶泵的活塞上行時(shí)，快速復(fù)位固定閥主要是依靠地層壓力去
克服微弱的彈力和泵筒液柱產(chǎn)生的壓力，從而使地層的稠油流入泵筒
；同時(shí)，當(dāng)稠油用泵的活塞下行時(shí)，泵筒壓力增大，其閥芯在彈力和
重力的作用下迅速關(guān)閉泵筒，從而提高泵的充滿系數(shù)，達(dá)到提高泵效
的目的。
2 快速復(fù)位固定閥與現(xiàn)有固定閥的力學(xué)對比分析
快速復(fù)位固定閥開啟、關(guān)閉時(shí)閥芯瞬間受力方程式為：
開啟瞬間 F1-FW．sinβ-F2-F3＞0；
(1)
關(guān)閉瞬間 F3+FW．sinβ+F2-F1＞0。
(2)
現(xiàn)有在用固定閥開啟、關(guān)閉時(shí)閥芯瞬間受力方程式為：
開啟瞬間 F1-FW．sinβ-F2＞0；
(3)
關(guān)閉瞬間 FW．sinβ+F2-F1-ΔAp1＞0。
(4)
從式(4)可知，活塞下行關(guān)閉瞬間F2=F1，則可簡化為
FW．sinβ-ΔAp1＞0，
(5)
式中，F(xiàn)1為地層壓力，N；F2為泵筒壓力，N；F3為彈簧彈力，N
；FW為閥的重力，N；β為井斜角度，0°；p1為地層流壓，Pa；ΔA
為閥球與擋板膠聯(lián)面積，m2。
閥球質(zhì)量m為
m=Vρ=4R3ρ／3，kg，
(6)
式中，R為閥球半徑，mm；ρ為閥球體積密度，kg/m3。
當(dāng)p1在8.5～15.5 MPa范圍內(nèi)；ΔA＞1 mm2時(shí)，則式(5)不成立，
即現(xiàn)有在用的固定閥漏失嚴(yán)重或滯后。
由式(2)可知，活塞下行關(guān)閉瞬間，F(xiàn)2=F1，則式(2)恒成立，即
快速復(fù)位固定閥不存在滯后或漏失現(xiàn)象。
快速復(fù)位固定閥在開啟瞬間所增加的壓力差Δp為：Δp≥F3/ΔA
。
當(dāng)取F310～20 N時(shí)，則Δp=350～700 Pa。
從計(jì)算結(jié)果表明，快速復(fù)位固定閥所施加的彈力對閥的開啟影響
是微乎其微的。
3 結(jié)構(gòu)組成
快速復(fù)位固定閥由上、下接箍、短接、定位銷、閥芯、彈簧、擋
板等組成。
改進(jìn)的固定閥與在用的普通固定閥結(jié)構(gòu)比較有如下改進(jìn)，即閥球
改為球閥芯，增大了過流通道；自由回落改為彈力輔助回落。
4 現(xiàn)場試驗(yàn)
1997年2月開始投向現(xiàn)場試驗(yàn)共7口井，平均泵效提高28%，增產(chǎn)
油780 t，平均延長生產(chǎn)周期21 d。
5 特點(diǎn)
快速復(fù)位固定閥比在用的普通固定閥在稠油開采中具有如下特點(diǎn)
：
a) 閥球回落速度比普通型快1.5倍。
b) 底座過流面積比普通型大，是在用同型號的1.44倍。
c) 泵效平均值和平均生產(chǎn)周期比普通型都有大幅度提高。
由于快速復(fù)位固定閥明顯地解決關(guān)閉滯后和漏失問題，上海正奧泵業(yè)制造有限公司可適用
于現(xiàn)有的各種油桶泵中。
