管式泵固定阀密封问题的研究

·产品与市场·收稿日期：2011－07－26作者简介：任龙锋，男，助理工程师。主要从事煤层气开发机械研究。0引言在沁水蓝焰煤层气公司甘肃庆阳区块，目的煤层为中灰、低硫、低磷、高熔灰分之粉状煤。由于煤层较软暴露出一个突出的问题：在裸眼井排采中由于生产规律把握不准，排采制度调节频繁，造成煤层压力激动、煤粉迁移和沉积，井筒被煤粉堵塞。在排采初期煤粉经常堵塞固定阀，造成固定凡尔关闭不严，大幅度降低泵效，不能连续产水进而降低产水量。某些井甚至下泵后排采20min就出现此类问题，在生产过程中需要频繁检泵作业，严重加大了生产成本和管理难度。本文针对在煤粉较大井中存在的管式泵固定阀堵塞导致固定凡尔关闭不严问题，通过在地面排水管口安装单流阀，通过单流阀球阀的锁紧与打开从而改变柱塞上部液柱压力与泵内压力压差的原理阻止固定阀漏失、提高泵效。实现了煤层气井的正常排采，大大减少了修井次数，节约了生产成本。该项设计具有成本低、便于安装维护且效果良好的优点，值得在高煤粉产出井及裸眼井中推广使用。1固定阀漏失导致不产水或间断产水的原因1.1不产水原因分析活塞下行：泵筒内液体受压缩的同时从固定凡尔和球座缝隙中漏失，油管中液面下降，柱塞以上液柱压力大于泵内压力，游动凡尔不能被顶开，柱塞下部的液体不能通过游动凡尔进入柱塞上部，导致柱塞上行时排出口不产水。1.2间断产水原因分析活塞下行：泵筒内液体受压缩的同时从固定凡尔和球座缝隙中漏失较小，泵内压力稍大于柱塞以上液柱压力，能够部分顶开游动凡尔，将部分液体顶入活塞上部，柱塞上部液体需要数个冲次积累才能排出井口，形成间断产水。2安装排水口单流阀的目的在排水管口安装单流阀目的是：为解决管式泵固定阀漏失造成的泵效降低，导致不产水或间断产水（数个冲次排水口出水一次）的问题。管式泵固定阀密封问题的研究任龙锋（晋煤集团沁水蓝焰煤层气有限责任公司，山西晋城048204）摘要：针对沁水蓝焰煤层气公司普通管式泵固定阀密封不严导致泵效降低的问题，在大量调研及现场实验的基础上，通过在煤层气井排水口安装一种单流阀，使单流阀球阀的锁紧与打开从而改变柱塞上部液柱压力与泵内压力压差的原理阻止固定阀漏失、以提高泵效。在晋煤集团沁水蓝焰煤层气公司六口高煤粉井现场实验证明，该装置提高泵效的成功率达100%。关键词：管式泵；固定阀；单流阀；泵效中图分类号：TH138.52文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2011.05.015机电产品开发与创新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsVol．24,No．5Sep．,2011第24卷第5期2011年9月文章编号：1002－6673（2011）05－035－02TheResearchofTubePumpFixedValveSealingProblemRENLong-Feng（JinchengCoalIndustryGroupCompanyQinshuiCBMBlueFlame,JinchengShanxi048204，China）Abstract：InqinshuiCBMBlueFlame,ordinarytubepumpfixedvalvesealingcausesthepumpefficiencyproblem,alargenumberofre-searchandfieldexperimentonthebasisofcoalbedmethanewellsthroughinstallationofasingleflowvalve,byasingleflowvalveballvalvelockingandopeningsoastochangetheupperpartoftheplungerpistonfluidcolumnpressureandpumppressuredifferentialpressureprin-cipleblockfixedvalveleakage,improvingtheefficiencyofthepump.InJinchengCoalIndustryGroupCompanyQinshuiCBMBlueFlame6highpulverizedcoalwellfieldexperimentsshowthatthedeviceimprovethepumpefficiencyandsuccessrateof100%.Keywords:tubepumps；fixedballvalve；checkvalve；pumpefficiency35·产品与市场·3排水口单流阀结构及工作原理3.1结构排水口单流阀由球阀罩、外筒、球阀、阀座四部分组成，其中球阀停机时处于常闭状态，正常生产时由孔内液体顶开球阀