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智能提捞装置大庆北研石油设备制造有限公司研究依据为了进一步挖掘举升工艺的节能空间，探索分层开采工艺的新途径，提出了柔性连续抽油杆无泵分层采油技术研究。借鉴提捞采油原理和投捞测试技术，即把油管作为泵筒，采用柔性连续抽油杆，并在其下部配重，通过电机的正转、反转实现提捞采油过程。该技术可根据举升液量载荷确定电机装机功率，且间歇举升，系统效率大幅度提高，与同排量抽油机相比预计可节能50%以上，与螺杆泵相比预计可节能30%以上。同时该技术把整个油管作为泵筒，为分层采油技术提供了调整通道，可通过地面投捞方式对采油井实施找水、堵水，从而实现分层开采。另外，由于采取柔性连续抽油杆，也解决其它举升方式存在的杆管偏磨问题。因此，对提高采油井举升效率、实现分层采油和满足三次采油举升工艺需要等具有重要意义。1、机架2、电器柜3、刹车装置4、钢丝绳卷筒5、排绳器支架6、减速电机7、排绳器8、上限位滑轮9、复合钢丝绳10、斜支架11、传感器12、计数器13、大滑轮14、井口支架15、直拉杆16、抽子12345678910111213141516本装置有如下优点：井口抽油装置由于改变了原抽油机运行模式，合理地匹配抽汲参数，节电80％以上，满足低产采油的需要，节约了能耗；井口自动抽汲装置可根据液面深度、液面恢复速度的变化自动设定合理的间抽时间，从而达到油井的抽汲参数与地层产能很好的配合，避免干抽或地层能量发挥不出来的现象；此自动间歇井口抽油装置不需要人工开机、关机，实现无人值守、自动运行，可实现液面深度、单井产量的自动录取、存储、远程传输、防盗报警、自动监控；用涂有复合材料的钢丝带替抽油杆，没有抽油杆、抽油泵，负荷减小,减轻捞油负荷，同时不会发生偏磨现象，而且维修方便，本抽油装置可根据井深配置电机功率在7.5kw-22kw左右，而1800米左右井深现有普通抽油机的电机配置在22kw-30kw左右，电机功率配置可占原抽油机电机功率配置的1/3左右；由于实现自动计量，不用投入额外的计量设备，直接减少了资金投入，同时实现自动探测、存储、发射液面深度数据，减免了测试工的测试工作量。减少了传统的防砂、防蜡、抽油杆偏磨器等配件的费用在3万元左右；大大节省了作业施工费用，针对抽油机井，每口井每两年需检泵作业一次，费用为2.5万元，如果油管不腐蚀，本产品只需下一趟管柱，10年起一次管柱。抽子结构右上图所示为抽子结构下行的时候凡尔球被顶起使液体进入上方管柱，当抽子上行时凡尔球压住中心孔，液体在抽子上方上下压差比较大使抽子胶桶膨胀，以此种方式抽液。这种方式在没有改进前使用寿命是一个半月，现在里面加入了张紧装置，当胶皮磨损时张紧装置可以让抽子自动补偿。经过不断的改进现在可以用三个月左右，寿命较以前有了较大的提高，现在正进行串联试验，预计寿命可以大幅度提高到六个月到一年。目前技术开发部提出电动抽子的构想，即抽子胶皮部分加入电动元件，当抽子上行的时候，电动部分使胶皮胀起来，抽子完全胀封，可以大幅度降低其漏失量！抽子的试验过程如图1所示这是试验早期所用的硬度为76的胶筒，经常坏、且易卡井。经过长时间试验发现可能是由于井壁摩擦和本身材料原因，不耐磨并且一胀封就和管壁贴死，导致卡井和易损。针对易卡井等问题我们开始先是减小硬度，结果发现更易损坏，并且卡井频繁，胶筒易碎。为了改善胶筒易涨封的问题在里面加了一层有弹力的布。发现寿命有所提高。但是这样还没有达到理想的使用寿命，经过试验发现一种复合材料的胶筒硬度较高十分耐磨，且如果把握合适不卡，但是在井下不易涨封，经过大量的试验改进，在里面加一层钢环，这样可以让胶筒随着磨损始终保持一定的状态，自动涨起。这样大幅度的提高了抽子的使用寿命。图1图2图3为了进一步提高抽子寿命，我们对油管进行了改进，采用偏梯型油管扣，进行特殊加工使油管和接箍缝隙减小，以利于抽子顺利通过油管接箍处，这样不仅可以提高抽子的使用寿命，还可以保护钢丝绳。进一步提高了机器运行的稳定性。柔性抽油杆的研究图1图2最早的钢丝绳用的是图1形式六股复合材料的钢丝绳，在现场试验的时候发现有漏水的现象，并且冬天的时候发脆易断，经研究采用钢丝缠棉绳复合技术，解决了易断脆性，但是经常发现软杆有变粗的情况，经过多次试验研究发现是由于这种复合钢丝绳的复合材料与钢丝绳之间有大量的缝隙吸水膨胀，且棉线材料不适合，当井底压力大，一旦复合钢丝绳出现一点问题，就会导致钢丝绳漏水密封不严的情况。经过长时间的试验改进，现在生产单根钢丝的时候就复合材料,单股也复合材料,最后在复合在一起，将钢丝绳的缝隙完全填满，这种软杆虽然解决了密封，但是软杆外皮还需要加强硬度等指标,为了提高这些试验了外层编钢丝网的形式，发现这种多层编网复合钢丝使钢丝绳外皮更加紧密，提高软杆的使用寿命并且还能提高井口的密封效果。如图3所示图3其具体加工工艺过程为：1、首先将每根钢丝上面挂上胶的并且同时加工成为单股钢丝绳。2、其次在将单股钢丝拧成绳的过程中在挂胶，这个过程必须将钢丝绳的内部缝隙灌满。3、紧接着将内部灌满胶的钢丝绳复合一层高分子材料。4、最后将复合完尼龙合金的钢丝绳编网并复合尼龙合金提高主体韧性。5、在做两遍4步即在复合两层。现在这种复合方式正在实验中，其效果比较明显，其疲劳强度有大幅的提高。具体使用天数还需要试验多根这种形式的钢丝绳，以却定其平均使用寿命。此装置为我公司自主研发的排绳装置（如图所示），可以针对不同直径的钢丝绳进行排绳。由于此装置属于纯机械式排绳，排绳稳定，故障率极低，大大提高了工作效率。排绳器由三个部分组成1、排绳小车2、排绳器主体3、传动部分4、传感部分组成。1、排绳小车2、排绳器主体3、传动部分4、传感部分排绳原理当电机拖动卷筒正反转时，排绳器随着排绳小车带动软杆左右行走，使卷筒上的软杆排的更加整齐，对于不同直径的软杆采取不同速比的链轮来协调小车速度，使小车速度与卷筒的排绳速度之比接近1，从而排绳会更加整齐。计数方式采用编码器连接滚筒的方式进行计数，因为滚筒的圈数不会出现漂移，并且编码器自带正反转自动变向的功能，计算方向不会出现错误，而且能设置并限定抽子的上下停车的位置，精度为±0.1圈。井口防喷装置的改进原先具有的防喷装置如左图所示当安放完胶垫之后前一段时间效果还算可以但当机器运行一段时间后胶垫磨损后不能自动补偿效果不好现在采用右图形式起胶垫可以自动补偿一段时间密封效果有所改善其胶垫如图当机器运行的时候有一小部分油进入盘根的缝隙中起到液体自密封和润滑的作用，并且对于一号盘根下面的盘根由于摩擦带动将轴向力加大其径向力也加大起到密封的作用二号盘根是带螺旋槽的密封盘根，它的高度分别距梯形体的两个平面有10mm的距离他的缝隙可起到润滑作用，并其可以随着盘根的磨损自动补偿胶垫的损失，提高其使用寿命。现场使用效果分析目前在大庆采油三厂、六厂、七厂、九厂扶余油田、乾安采油厂、宁江地区、海拉尔共应用提捞式抽油机158台。现在以大庆采油九厂1807井为例说明:井深1800m，具有液量大、沙量大、含油30%，原日产液分别为5立方，机型为ZNTL-1800型间歇式抽油机、针对其液面恢复情况采用间歇4小时一次的控制方案，现在产液7立方.其经济指标为:百米吨液耗电1.37kwh抽子寿命192天驱动装置无故障运行达420天适应地面-35至45℃,井下≤120℃环境下运行.本产品已通过油公司评定验收抽油机----实录谢谢观看大庆北研石油设备制造有限公司