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1、目 录 一前言 二发明背景 三问题解决的途径 四核心技术自动补偿式密封的实现 五运行方式的改变 六机加标准控制 七优异的性能 八产品分类 一、前言 我们向大家介绍的是一种长塞环封管式抽油泵。 该技术的系列产品应用于石油生产中的油井提液。专利号分别为： ZL02275144.0、 ZL200420070127.2、 ZL200420070128.7。经中国知识产权局和专家评估推荐，确定为“中国重点推荐专利”，核准为“全国重点专利招商引资项目扶助计划”，批准编号为：D31015064。 二、发明背景 大家知道，以抽油机为动力的深井抽油泵已走过了近百年的历史，由三十年代的衬套泵到最近30年来的整筒泵
2、一直是油井提液的主导工具，在抽油泵上人们矢志不逾地追求三大目标高泵效、长周期和广泛的适应性。但时至今日，我们在石油生产中还经常被低泵效及多种因素导致的频繁作业所困扰，制约了采油成本的降低和整体经济效益的提高。究其原因，除地质一些不可克服的自然因素之外，目前的抽油泵密封结构和运行方式确也存在诸多弊端。 老式普通抽油泵 密封：以柱塞和泵筒间靠面积配合实现密封，柱塞在泵筒中运行形成移动密封段。这样柱塞外表面和泵筒内表面很容易形成无补偿磨损，密封间隙日大，泵效降低迅速、砂卡机率增大，最终导致检泵周期缩短。尤其在出砂较多井或需要举升压力高的油井很难有效运行。 机加：泵筒加工基准难以统一难以控制，泵筒由于
3、细长，内表面的超深孔表面硬化很难达到均匀和要求的硬层厚度，使用时因硬度不一，则磨损度不一。 运行方式：由于柱塞往复运行于泵筒中，移动的密封段泵筒和柱塞磨损严重，砂卡机率高。 为了解决上述抽油泵存在加工难度大、标准难以控制、密封不能补偿导致的低泵效、短周期和易砂卡等弊端，我们研究制造了环式密封泵筒与长柱塞配合组成了长塞环封短筒管式抽油泵。实现了密封的动态补偿、泵的长周期和广泛的适用性。 三、问题解决的途径 我们以全新的思维方式和设计理念在密封系统一改现有泵以柱塞与泵筒靠面积配合或在柱塞加密封环实现密封的办法，采用内部设有自动补偿密封环的短泵筒与长柱塞配合、实现了固定密封段及长柱塞上端运行于密封泵
4、筒之外的运行方式的改变，从而解决了现有整筒泵泵筒加工标准难以控制、密封磨损快及其导致的一切弊端，实现了持久高泵效。 老式普通抽油泵 长塞环封普通抽油泵 普通泵与长塞环封管式抽油泵比较示意图 四、核心技术 自动补偿式密封的实现 自动补偿式密封泵筒由上下对称的两个密封段组合而成。密封段由外向内依次装有导向刮砂环，自动补偿金属环和自动补偿非金属环，如图1： 导向刮砂环：由硬质合金制做的导向刮砂环，与柱塞配合间隙很小，保证柱塞在密封泵筒中的同轴和直线运动，并能有效阻挡粒径 0.025mm砂粒进入密封段。 自动补偿金属环：由若干道高耐磨、耐腐蚀和经过精致加工的自动补偿金属环，由抱紧弹簧提供密封予载荷，流
5、体压力补充予载荷并始终保持比压高于密封压力，使金属环与柱塞实现了自动密封，机件磨损得到了自动补偿。多道金属环外侧与环槽形成的迷宫密封，使透过刮砂环进入密封段的液体和细小少量砂粒被再次阻挡刮除，保证了防砂和密封强度，同时为非金属环创造了一个纯净的工作空间。 自动补偿非金属环：由若干道耐高温、耐腐蚀和使用合适配方制做的PTFE复合材料的非金属环，初始与环槽侧面密封和予载荷由过盈配合实现，当流体压力补充后，主封唇与柱塞的密封面积随压力大小连续变化,从而保证了密封界面的密封闭合力随系统压力增减持续变化。自动补偿非金属环阶梯密封界面和压力分布随系统压力增加持续变化见图2： 液压MPa液压MPa液压MPa
6、图二 自动补偿非金属环阶梯密封界面和 压力分布随系统压力增加持续变化非金属环的主要性能指标： 耐压80MPa 温度范围：-50+300 允许速度：15m/s 由于非金属环受到刮砂环和金属环的保护，它工作于相对纯净无砂环境中，可充分发挥其耐磨和密封良好的特性。它的机件磨损小、自动持久保持密封闭合力是本设备保证高泵效、长周期的重要保证。 五、运行方式的改变 由于采用自动补偿环式密封泵筒，泵筒可以做的很短，一般为350400mm，利用短密封泵筒与长柱塞配合我们研制开发了长塞环封普通抽油泵、长塞环封防砂抽油泵和长塞环封液力反馈抽油泵。这一长塞环封系列抽油泵可满足各种井况和各种抽油机的使用需求。由于短泵
7、筒与长柱塞配合，运行时柱塞的上端不进入密封泵筒，沉砂不能回落到密封筒内，这一运行方式的改变避免了老式整筒泵因柱塞往复于密封泵筒中而导致的机件磨损，易卡泵等一系列弊端。 六、机加标准控制 由于密封式泵筒为机件组合式泵筒，各种机件的各项技术质量指标易于实现和控制，从而保证了整机质量的可靠性，避免了老式泵对泵筒超深孔硬化、直线度、同轴度等各方面苛刻要求实现的困难。 七、优异的性能 以全新的思维方式和设计理念，研制的具有多级备用、自动补偿、无间隙密封的长塞环封抽油泵，自2003年元月投入运行，已陆续在胜利油田东辛采油厂、临盘采油厂、纯梁采油厂、滨南采油厂，大庆油田、辽河油田、大港油田、延长油田等投入使
8、用，各单位从一开始在老大难井试用到正常生产井的批量使用，显示出该产品综合使用效益极佳，全新的设计理念和实际使用中表现出优异效果，受到专家们一致好评，一致认为该技术产品的新设计思维、新技术突破，必将导致抽油泵新的技术革命，该技术产品将无可抑制地成为老式抽油泵的替代产品。 突出特点： 高泵效：泵的无间隙密封，在供液能力等相同参数运行下，泵效可提高15%30%。 长周期：泵密封系统处于多级备用、自动补偿和无间隙密封状态，加之密封器件优良的选材和精细的加工，使泵处于长期高泵效运行状态，一般提高57倍。 突出特点： 防砂效果好：密封环的良好刮砂和密封作用，可使泵在砂粒径0.025的细砂中稳定工作。长塞环
9、封防砂抽泵可在含砂量 5%情况下稳定工作，长塞环封普通抽油泵可在含砂量 5情况下稳定工作。 广泛适应性：该泵可在高含水、高含砂、低产液和井斜30油井稳定工作。 高效益：多产油，少作业，少用泵、减少作业期间产量损失，经济效益十分可观。 维修简单经济方便 一台长塞环封抽油泵的价值 提高的30产液量 大于35次检泵作业费 检泵期间产量损失 东辛东辛 永永37-10井泵效与周期曲线井泵效与周期曲线 东辛东辛 莱莱1-107井泵效与周期曲线井泵效与周期曲线 临盘临盘 盘盘L25-3井泵效与周期曲线井泵效与周期曲线 临盘临盘 唐七唐七C48井泵效与周期曲线井泵效与周期曲线 纯梁纯梁 41X42井泵效与周期
10、曲线井泵效与周期曲线 八、产品分类 1、长塞环封普通抽油泵 该泵是自动补偿环封系统与长柱塞相结合的单层泵筒抽油泵，运行方式与普通泵相同。由于密封好，无漏失，机件持久耐磨，是高泵效，周期长，砂卡率低的采油工具。 长塞环封普通抽油泵适合含砂5。抽汲粘度200mpas油井使用。抽汲粘度100010mpas。 长塞环封普通抽油泵 柱塞与密封系统配合剖面图长塞环封普通抽油泵结构图 长塞环封普通抽油泵规格及技术参数长塞环封普通抽油泵规格及技术参数 规 格 公称泵径 柱塞长度 最大外径 连接油杆 连接油管（mm） （m） （mm） （in） （mm） 泵常数(m3/d) 1.64 冲 程（m） CYB-T-
11、38-CH 38 7 89 3/4 73 5.5 CYB-T-44-CH 44 7 89.5 3/4 73 88.9一根其余为73油管 88.9 2.24 5.5 CYB-T-57-CH 57 7 107 3/4 3.69 5.5 CYB-T-70-CH 70 7 104 7/8 5.50 5.5 2、长塞环封防砂抽油泵 该泵采用自动补偿环封系统，与长柱塞和双通进油沉砂机构相结合，其特点是防砂卡、防砂埋、高泵效、使用寿命长。长塞环封防砂抽油泵适合含砂0.18%-5%，抽汲粘度100010mpas。 长塞环封防砂抽油泵柱塞与密封系统配合与携砂剖面图 长塞环封防砂抽油泵结构图长塞环封防砂抽油泵规格
12、及技术参数长塞环封防砂抽油泵规格及技术参数 最大柱塞长度 公称直径外径（mm） (m) (mm) 柱塞总成最大外径连接油杆部体外径 (in) （mm） 规 格 泵常连接油管 冲程 数 (mm) (m) 3(m /d) CYB-T-38-CHF 38 7 114 41 3/4 73 1.64 5.5 CYB-T-44-CHF 44 7 104 48 3/4 73 2.24 5.5 CYB-T-57-CHF 57 7 114 60 3/4 88.9一根其余为73油管 3.69 5.5 3、长塞环封液力反馈抽油泵 该泵是两级自动补偿环封系统和两根变径柱塞组成的液力反馈抽油泵，此泵集降低油杆下行阻力、
13、减轻管杆偏磨、防稠、防砂于一身。是适合抽汲粘度100010mpas，含砂5，气油比大于90的稠油井使用，尤其适于热注采稠井使用。 长塞环封液力反馈抽油泵柱塞与密封系统配合剖面图长塞环封液力反馈抽油泵结构图 长塞环封液力反馈抽油泵规格及技术参数长塞环封液力反馈抽油泵规格及技术参数 规 格 公称泵径 柱塞长度 最大外径 连接油杆 (mm) （mm） （mm） （in） 连接油管 （mm） 泵常数 冲 程 （m3/d） （m） CYB-T38/57-CHYF 38/57 10 104 3/4 88.9一根 其余为73 油管 1.64 5 CYB-T-44/70-CHYF 44/70 10 104 7/8 88.9 101.6一根 其余为88.9 油管 2.24 5 CYB-T-57/83-CHYF 57/83 10 114 7/8 3.69 5
