【修井】抽油泵技术标准
4、抽油泵最大外径
管式泵指泵筒接箍的直径,杆式泵指泵筒组件中最大处直径(顶部机械支撑杆式泵为卡套直径,底部机械支撑杆式泵为阀杆导向套直径,皮碗支撑指皮碗直径。)
二、抽油泵基本参数介绍:
1、抽油泵泵筒硬化方式有镀铬、碳氮共渗两种
镀铬硬度HRC67—71(国标)(API为HV100900-1160=HRC66.5-73),镀层最小厚度0.076mm;采用45钢,最大长度10.5米;硬度高,耐磨损,镀层致密,耐腐蚀,使用寿命长,是国内外普遍采用的泵筒硬化方式。
碳氮共渗硬度≥HRC58(规范中规定距内孔表面0.13mm处最小硬度HRC58,或690努普),渗层厚度0.75—1.15 mm;采用20钢,最大长度7.8米;耐腐蚀性好,适宜对泵筒磨损要求不高的工况,如稠油。
泵筒壁厚有3.175、4.76mm、6.35mm(常规)、8mm(加厚)、10mm(加厚)五种。随着出口产品的需要,国内企业还会生产壁厚为3.175、4.76mm的泵筒,内孔不硬化(不处理)的泵筒。
规范中规定泵筒处理方式:镀铬、渗碳、碳氮共渗、镍磷化学镀、氮化、感应淬火;泵筒材料:碳钢、铬钢、低合金钢、黄铜,蒙耐尔合金。
2、柱塞硬化方式:
为Ni60合金粉喷焊;常规柱塞密封段长度1220mm(4英尺),可以根据油井井况制造密封段长度为600mm、900mm、1800mm的柱塞;生产的长柱塞最大长度为8000mm。柱塞有带防砂槽、不带防砂槽(光杆柱塞)两种,API SPEC 11AX规范为不带防砂槽,国内应用带防砂槽柱塞较多,国外用户用不带防砂槽柱塞较多。
API规范喷焊柱塞硬度有两种:
≥HRC48.5(≥HV200484)、≥HRC55(≥HV200595);
喷焊层最小厚度≥0.254mm,公司保证5号柱塞喷焊厚度在0.3mm。
GB18607规定喷焊柱塞硬度有两种:≥HRC48、≥HRC58;
SY/T5059规定喷焊柱塞硬度为:HRC56-62。
镀铬柱塞硬度:HRC67-71(国标) (API为HV100832-1160=HRC64.5-73),镀层最小厚度:0.152mm、双倍镀铬0.305mm。
柱塞长度计算:
内螺纹柱塞长度=整英尺X304.8mm,3英尺=914.4mm,4英尺=1219.2mm,5英尺=1524mm。
外螺纹柱塞长度=整英尺X304.8mm+76.2+两端螺纹总长(螺纹长度+退刀槽长度)。
3、抽油泵阀副:
有高铬不锈钢(常规阀副,耐腐蚀性能一般,比重8g/cm3)、硬质合金(钨碳化合物-以钴作粘结剂的钨、镍碳化合物-以镍作粘结剂的钨、钛碳化合物-以钴作粘结剂的钨和钛碳化合物,耐腐蚀性能良好,比重约14.5g/cm3))、陶瓷(耐腐蚀性能最好,不适宜深井)、司太利合金(耐腐蚀性能良好,硬度低)等材料,可以根据要求(油井状况)进行配置。
不锈钢:规定(API)阀球硬度HRC58-65,阀座硬度HRC52-56。
SY/T5059规定阀球硬度HRC57-63,阀座硬度HRC52-58。
硬质合金:一般指钨碳化合物,阀球硬度HRA88-89,阀座硬度HRA88-89.5。公司常采用YG8材料作阀球(硬度HRA89,抗弯强度1720MPa), YG11材料作阀座(硬度HRA88.5,抗弯强度2000MPa)或YG13C材料作阀座(硬度HRA85.5,抗弯强度2200MPa),以增加阀座的抗冲击强度,减少损坏几率。
阀球圆度最大误差0.003mm,表面粗糙度最大为Ra0.13,直径小于2英寸(Φ50.8)阀球的直径公差为±0.025mm,直径大于或等于2英寸(Φ50.8)阀球的直径公差为±0.050mm。
4、抽油泵泵筒柱塞间隙有5级:
1级间隙:0.025—0.088mm;
2级间隙:0.050—0.113mm;
3级间隙:0.075—0.138mm;
4级间隙:0.100—0.163mm;
5级间隙:0.125—0.188mm。
API SPEC 11AX规范中对抽油泵间隙未做规定,由用户根据油井工况自行确定,所以国外用户常常有不同尺寸(非常规)的间隙要求。根据美国OIL WELL公司的理论:柱塞与泵筒为非接触式往复运动的间隙密封,虽会产生一定的漏失量,但能够起到润滑和冷却的作用;在大多数情况下,2-5%的漏失会达到较好的润滑作用。通过天津大学进行的柱塞与泵筒的摩擦试验知道:干摩擦的磨损量是湿摩擦磨损量的3倍以上。漏失可延长柱塞泵筒摩擦副的磨损的寿命。
5、抽油泵关键零件检验项目
6、通径规尺寸
长度不小于4英尺(1220mm),外径基本尺寸为1号柱塞(抽油泵基泵尺寸-0.025),公差为-0.005。
7、漏失量试验
API规范中未对漏失量要求;GB18607将漏失量试验作为推荐试验,并注明了漏失量不能作为判定配合间隙的最终依据,试验压力10MPa,介质10号轻柴油,柱塞密封段1200mm,20℃时轻柴油运动粘度3-8mm2/s。
泵总成密封试验:在不低于规定的试验压力下,保压3分种,压降不超过0.5MPa。
a、抽油泵泵筒一般用普通碳钢制造,表中所给定的下井深度是按普通碳钢的强度进行设计计算的。
b、通过增加泵筒壁厚、加大螺纹规格,使用合金钢,采用悬挂泵结构,改进柱塞组件强度等方式达到增加泵筒、柱塞组件强度的目的,使抽油泵的下井深度增加;通过采取相应措施,可在表中数据的基础上,下井深度增加500-1500米。
c、影响抽油泵下井深度的其它因素:抽油杆强度及组合、抽油机最大载荷等。
三、抽油泵现场使用指导
1、安全保护措施
在抽油泵的仓储、领取、运输、吊装、摆放、使用和检修过程中,必须保证所有的作业符合当地的安全法规和操作规程。
所有作业人员在作业工程中必须穿戴工作服,吊装作业时必须戴安全帽。
2、安全风险
泵筒内装有活动柱塞,吊装时要注意柱塞从泵筒内滑出,要尽量保证泵体的平衡。
四、管式泵的使用说明
1、运输、装卸和存放
(1)、抽油泵是一种长而精密的设备,装卸时一定要注意起落平稳,要采取措施防止碰撞、掉落,避免造成损坏。
(2)、用汽车运送时应将泵装在支架上并固定好,泵架应放平稳并尽量避免叠放,必须叠放时,不能超过两层并固定好以防在运输中掉落。
(3)、在油田现场运输时,应将泵装在特制的水平支架上,用专用车运送。支架上相邻支点的距离不能超过1.5米。
(4)、抽油泵应存放在干燥、清洁、通风的仓库内。在室内水平放置时,应放支架,多层存放时每层都要放支架,相邻支点的距离不能超过1.5米。
(5)、如果抽油泵在室外存放,必须将抽油泵两端的护丝、护帽拧好,要有良好的支撑,并采取防晒、防潮、防水的措施。
2、下井步骤
(1)、抽油泵在运往井场之前,应仔细检查该泵的标记和质量合格证,确保无误。检查所有的连接螺纹是否拧紧,如需重新拧紧,先涂螺纹油再拧紧。用拉杆联接柱塞在泵筒内来回拉动来检验其灵活性。对于长期存放的抽油泵,应先检查其完好性,无问题才能下井。
(2)、根据修井作业指导书对下井的油管和抽油杆要仔细检查、清洗、丈量尺寸。确保油管内没有铁垢、砂子等杂物,确保油管和抽油杆的螺纹无损坏。
(3)、根据修井设计依次下入泵下尾管及井下工具。抽油泵下井时先将护丝、护帽拧下,然后将柱塞抽出,平放在整洁的地方。将吊卡打在泵筒接箍的下面,由通井机吊起,在抽油泵固定阀异径接箍外螺纹处涂丝扣油后,与井内的油管内螺纹联接,用液压钳拧紧再缓慢的放入井内,最后依次下入油管至井口,每根油管的外螺纹都要涂丝扣油。
(4)、泵筒下到井内位置后,进行油管憋压,合格后再下柱塞。柱塞下井之前先检查其表面有无磕碰痕迹,并将其表面擦拭干净后再下入井中。柱塞将进入泵筒时,要放缓下井速度,防止进泵筒时撞坏柱塞。柱塞进泵筒后碰泵,调好防冲距,挂抽。
(5)、抽油泵是一种精密设备,严禁用管钳夹泵筒与柱塞。抽油泵到达井场后,在下井之前, 要水平放置,中间要有支点固定,防止其弯曲变形。
(6)、对于抽油泵泵径大于所连接油管内径的情况,需配套使用释放接头(联在泵筒上部)、对接器(联在柱塞、抽油杆上)。
3、作业过程中的注意事项
(1)首先在地面检查抽油泵的拉动灵活性。
(2)进行下井作业,先把泵筒总成随油管柱一起下入设计泵挂深度。
(3)进行憋压试验。检查固定阀与油管的密封性。
(4)柱塞总成随抽油杆柱下入井中。当杆柱接近泵挂深度以上2根杆柱时,一定放慢下杆速度,直至碰泵。碰泵后应保持杆柱无任何转动,上提杆柱调防冲距。换光杆。
(5)开抽几次,测试井口阀门,若有气排除,则正常开抽。
(6)注意:在正常抽汲过程中,在下冲程的下限位置,应保证柱塞不碰泵。
(7)注意:若需起井拔出固定阀时,应缓慢下放杆柱至碰泵位置,顺时针旋转杆柱(根据泵挂深度及杆柱状况旋转3-6圈),使拔出器与固定阀罩上部的挂头挂接,并随杆柱起出油井。