井下串聯抽稠油泵研究王璐，付麗，馬貴陽（遼寧石油化工大學石油天然氣工程學院，遼寧撫順113001）工作原理，對彈簧、懸點載荷、泵排量等工作參數展開分析，并進行了可行性論證。該泵在上沖程時從油管摻入降粘液，并吸入地層產出液；在下沖程時將二者混合并通過油套環空舉升至地面。該泵實現了柱塞下摻液，避免了砂磨柱塞現象以及泵上摻液不能降低原油進泵粘度的問題。該泵原理可行，工藝容易實現，成本低，可廣泛應用于稠油舉升。

  稠油油藏原油粘度高、流動性差，不但開采難度大，而且投入高。對于可以流入井筒，但在油藏自身的壓力和溫度下，難以被舉升至地面的原油，長期以來采取電加熱采油、螺桿泵采油、泵上摻液采油、熱流體循環采油11，21等技術進行開采。這些技術雖取得了一定的效果，但仍存在投入高，管理困難等問題。為此筆者設計一種串聯抽稠油泵。

  1井下串聯抽稠油泵結構及工作原理井下摻液抽稠油泵由泵筒總成、柱塞總成和固定閥總成三大部分組成，其中泵筒總成包括上、下泵筒及接頭；柱塞總成包括上、下柱塞，上、下滑閥及空心連桿等；固定閥總成包括吸入閥、排出閥等。

  抽油泵的工作原理如圖i所示。柱塞上行時，由于上柱塞截面積大于下柱塞面積，中泵腔容積變大壓力降低。滑閥在其兩端壓差的作用下打開，摻入的降粘液從上泵腔進入中泵腔內。同時，進油閥在泵筒內外壓差作用下打開，吸入稠油，出油閥復位關閉。柱塞下行時，中泵腔體積減小，壓力迅速增大，上滑閥關閉，下滑閥在其兩端壓差作用下打開，摻入液進入下泵腔，與稠油在此混合，最終由出油閥排出到油套環空，流向地面。

  2彈簧受力分析為了保證該泵的正常工作，要求在上沖程過程中上滑閥開啟，下滑閥關閉；在下沖程過程中上滑閥關閉，下滑閥開啟。因此，彈簧應滿足的條件為（1）上沖程―上滑閥打開時上滑閥彈簧的彈力，N；F2―下滑閥關閉時下滑閥彈簧的彈力，N；王璐，等：井下串聯抽稠油泵研究Pi―上泵腔壓力，Pa；乃一中泵腔壓力，Pa；為下泵腔壓力，Pa；Ai―上滑閥截面積，m2；▲2―下滑閥截面積，m2.井下串聯抽稠油泵工作原理1-摻入液；2-上柱塞；3-抽油桿；4-上泵腔；5-套管；6-上滑閥；7-上泵筒；8-上滑閥彈簧；9-空心連桿；10-中泵腔；11-接頭；12-下柱塞；13-下泵筒；14-下滑閥；15-下柱塞彈簧；16-下泵腔；17-排出閥；18-封隔器；19-吸入閥（2）下沖程F2'―下滑閥開啟時下滑閥彈簧的彈力，N. 3抽油桿載荷計算及泵的可行性論證上沖程懸點最大載荷為W，―抽油桿重力，N；Wc―活塞上摻入液液柱載荷，N；Wm―抽油桿引起的最大慣性載荷，N；WCu―摻入液柱引起的最大慣性載荷，N；Pt―井口油管摻入壓力載荷，N；Fc―摻入液與抽油桿柱的摩檫載荷，N；Pf2―泵入口壓力對抽油桿的載荷，N；PAc―上泵腔吸入液對抽油桿的載荷，N.下沖程懸點最小載荷為Fc―油管內摻入液柱與油管壁摩檫載荷，N；Fcc―油套環空內混合液柱與油管和套管壁摩檫載荷，N；Pa/―上泵腔吸入液對抽油桿的載荷，N；W―油管套管環形空間中混合液柱載荷，N；Phd―井口回壓產生的載荷，N.⑶可行性分析由于該泵為下沖程舉升原油，工作原理有別于普通抽油泵，因此有必要對該泵舉升方式的可行性進行論證。下沖程時，舉升原油的動力主要是上柱塞上方的抽油桿柱和摻入液柱的重量，而阻力主要是油套環空里混合液柱的重量。由于抽油桿的密度遠大于油套環空內混合液的密度，因此舉升的動力遠大于阻力，該泵可以順利舉升原油。

  4泵排量分析每個沖程的摻入量等于上沖程時上柱塞讓出的體積與下柱塞占據的體積之差，其表達式為每個沖程地層產出量等于上沖程時下柱塞讓出的體積，其表達式為⑶摻入液對泵效的影響摻入液會使泵效降低，其表達式為5結論（1）該泵從油管摻入降粘液，實現了柱塞下摻液降粘，可降低進泵原油的粘度，適用于原油粘度較大的油井。

  ⑵該泵下沖程通過油套環空舉升原油，避免了抽油桿和稠油間的摩擦，減少了系統阻力。地下產出液不進入泵筒與柱塞間隙，減小了砂磨柱塞的可能，對出砂油井的適應性強。

  ⑶下沖程時，作用在柱塞上方的抽油桿和摻入液重量可保證柱塞順利下行。該舉升方法可行，可廣泛應用于稠油舉升。潛油電泵