摘要：为降低钻采、开发成本

,油田研究应用分层采油技术,在实践中发现,部分井因为封隔

器坐封载荷过大造成管柱弯曲

,分采泵无法正常抽汲,针对这一问题,研究设计了新型分采工

艺管柱

,现场试验表明,该分采技术不但能控制坐封载荷,还能解决层间干扰,提高单井产量。 

　　关键词：油田；分层采油；分采泵；层间干扰；研究

 

　　随着探明储量的进一步落实

,油田部分区块逐步发现了多个含油层系局部叠合的现象,为

了降低采油成本

,油田采用了井网开采两个含油层系,并在部分井试验了分层采油工艺技术。

在开发试验过程中发现

,油田所使用抽油机功力不高,需严格控制封隔器坐封载荷,以防止因

坐封载荷过大

,造成管柱或分采泵弯曲,致使抽油机无法带动现象。为了简化施工程序,需要严

格控制坐封载荷

,提高坐封成功率,因此研究设计了新型分层合采工艺管柱。 

　　

1 工艺管住结构的设计 

　　

1.1 管住结构：工艺采用的管柱系统主要有以下三个部分组成，分采泵、花管和补偿自

锁封封隔器。

 

　　

1.2 工艺原理：在采油时，通过油管将分采泵和补偿自锁封隔器等井下设备放到工作位

置，之后将封隔器通过上提旋转下放的方法坐封，使伸缩补偿器在工作状态，将下入柱塞、
抽油杆完井，启动调防冲距开始抽油。这时，上下层原油经过分采泵将对应通室送入泵筒，
通过上柱塞上端进行混合，沿着油管上升到达地面后，即可实现分抽退出的升举工作方式。

 

　　

2 关键部件设计 

　　

2.1 补偿自锁封隔器 

　　封隔器是属于自封式封隔器

, 由于油田油井出砂量很大,所以对封隔器特别增加了防砂

功能。将胶皮置于卡瓦的上部

,这样就可以防止砂埋和砂卡。因为封隔器主要依靠的是皮碗与

套管之间的过盈接触，以此达到封隔油套环空的工艺目的

,采用补偿器消除油管蠕动的措施，

对皮碗的摩擦以及解决油管和泵筒弯曲，造成载荷增加致使分采泵无法正常工作开抽现象。

 

　　

2.2 泵的选型 

　　考虑到油田油井开采的工艺需求

,因为油田气油比过高(115m3/m3),为了防止气锁可能造

成分采泵下泵的问题，导致不能正常工作

,进而影响油井产量,所以调研国内许多种型号分采

泵

,最后选用了两腔室防气式分采泵。 

　　

3 载荷计算 

　　当封隔器坐封后

,如果不考虑影响因素,那么管柱轴向任一点受力。如图所示： 

　　管柱轴向任一点

x 受力为:FX=G-F 载荷=qg(L-Lx)-F 载荷,以下为正方向。 

　　

q-空气中每米管柱的质量, kg/m。 

　　

Lx-管柱上任一点到管柱顶部的距离,m; 

　　

F 载荷-封隔器对油管的作用力(封隔器坐封载荷); 

　　在中和点处

,管柱轴向受力为零,即 FX=0,即 F 载荷=q(L-Lx)。以中和点为界管柱受力可分

为两个部分

,中和点以上部分管柱受拉,处于自重伸长状态;中和点以下部分管柱处于自重压

缩状态。为防止分采泵受压发生弯曲变形

,必须确保分采泵处于悬伸状态,因此需严格控制坐

封载荷

,确保分采泵位于中和点或中和点以上位置。即: 

　　

F 载荷≤q(L-L 中) 

　　在实际生产过程中

,随着泵的往复运动,油管内液柱重量将相互作用在油管和抽油杆上,

使得油管受到拉伸和压缩。封隔器坐封后

,管柱两端被锚定,随着泵的往复运动,油管所受载荷

将作用至封隔器上

,由上式可知,封隔器所受压力增大,中和点将上移,为解决此问题,特对封隔

器进行改进

,在其上部增加油管伸缩短节。 

　　

4 现场应用