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液力采油设备,北京莫比森公司技术部,汇 报 内 容 一、技术思路 二、液力采油装置解决的问题和应用范围 三、MBS液力采油泵技术简介 四、特点 五、投资与运行费用 六、与水力活塞泵对比，技术可行性、可靠性 七、使用MBS液力采油设备所需油井数据,一、技术思路,液力采油是一种液压传动的无杆抽油设备。地面动力泵通过油管将动力液送到井下，驱动动力缸，从而带动抽油泵抽油工作。液力采油的成熟产品有水力活塞泵和水力喷射泵，由于国内油井的特点（例如，含水高、供液低等原因，造成地面处理工作量大，整体系统效率低）。以上两种液力采油设备不适应国内油井的采油生产。 莫比森公司的液力采油设备继承了水力活塞泵的优点，改进了各项缺点： 1、换向阀设在地面，井下结构简单可靠，作业方便； 2、取消了地面设备庞大处理设备； 3、改善了井下寿命短的问题。,二、液力采油装置解决的问题和应用范围,依据国内油井的特点，结合国内机械制造的水平，集成借鉴多种采油设备的应用经验，通过合理的液力传动，实现水平井、定向井断杆频繁的复杂结构井采油生产。 液力采油装置的应用范围： 1、降低原油生产成本，提高油田采收率， 2、解决了抽油杆、油管偏磨问题，减少了抽油杆磨断、油管磨穿等生产事故。 3、提高水平井、定向井、生产效率和采收率。 4、对于稠油水平井采油生产。解决下泵深度浅、冲程损失大、泵效低的问题。,三、MBS液力采油泵技术简介,1、结构组成、工作原理 结构组成 1 动力液、乏动力液通道2 产液油管3 油套环空4 套管5 上行泵筒6 上行柱塞7 小柱塞8 上出油阀9 小泵筒10 大柱塞11 下出油阀12 大泵筒 13 换向阀14 蓄能器15 泵16动力液存储罐,工作原理 上行程：中心管打入高压动力液，进入上行泵筒内腔，上行泵筒上行，带动小柱塞、上出油阀、小泵筒、大柱塞、下出油阀、大泵筒上行，液压腔A被压缩，压力上升，此时下出油阀关闭，A腔产液进入B腔，克服产液柱的压力，顶开上出油阀，进入油管。 下行程：地面动力液压力降低，由于产液液柱和油套环空液柱的压差作用，形成液力反馈力，上出油阀关闭。在液力反馈力的作用下，上行泵筒、上行柱塞、小柱塞、上出油阀、小泵筒、大柱塞、下出油阀、大泵筒下行，上行泵筒内的乏动力液压回地面存储罐。同时，A腔体积增大，吸入B腔产液，B腔压力降低，吸入泵外产液。,三、MBS液力采油泵技术简介,2、技术参数,地面动力液参数： (1)动力液额定工作压力： 10.0 16.0Mpa； (2)动力液排量： 60 120L/min； (3)液压系统使用介质： 水基动力液； (4)换向冲次 26次/分 (5)电机功率 18 37kW 井下动力缸技术参数：,三、MBS液力采油泵技术简介,悬挂抽油泵参数： CYB( 32-83)(3-5)液力反馈泵 说明： 以上液力采油装置部分参数，对于国内不同的井况，需对设计参数进行不同的调整； 动力液在地面加压，加压方式有多种，如油田注水管网里的高压污水、专用活塞泵装置、抽油机带动井口往复泵等，以上介绍为地面撬装站方式。,三、MBS液力采油泵技术简介,四、特点,1、地面动力液驱动井下动力缸,带动抽油泵柱塞，实现采油过程。没有抽油杆上下运动，不存在杆管磨损问题。 2、由于产液液柱、动力液液柱 相互平衡，系统负载只有面积为泵径、高度为动液面深度的液柱，比有杆采油设备少抽油杆重量载荷。 3、利用有限的自循环水基溶液传递液压驱动的动力，简化了地面设备和流程，地面设备完全实现撬装化，结构简单紧凑，易于管理、运输和维护； 4、由于没有抽油杆伸缩引起的冲程损失，与有杆采油设备相比，泵效高。 5、适用范围广，包括水平井、稠油井、结构复杂井、高含气井。 6、使用寿命长于其他水力采油设备。,五、投资与运行成本,1、投资 液力采油设备，比较经济的投资设计是地面动力站带动两口以上油井，如图所示。 地面动力站元件，包括高压泵、换向阀、换向机构、换向控制、变频器、动力液贮罐、底撬。标准件采用质量最优良的产品，制造件采用高品质材料和制造工艺。37千瓦单站： 万元，可以带动两口油井。地面站单井投资成本： 万元 井下部分包括动力缸和液力反馈泵，投资成本：每套 万元。 单井总投入： 万元,2、运行成本,液力采油设备水力活塞泵、喷射泵，由于乏动力液与产液一起排出，损失能量，同时，乏动力液还需要一定能量被举升到地面，总体效率低。 本方案为闭式液力采油，动力液为闭式系统，不存在上述问题，整体效率高。右图为整体效率估算情况。系统效率为64%。在以前的试用表明：节电40%。,五、投资与运行成本,水力活塞泵简图 MBS液力采油泵简图,六、与水力活塞泵对比，技术可行性、可靠性,SHB43200型自由式双作用水力活塞泵 1油管；2井下机组；3油层套管；4上排出阀；5上吸人阀；6上液缸；7活塞杆；8，17，22通道；9滑阀；10阀芯；11，19，20孔；12泄压孔；13吸人流道；14下液缸；15下吸入阀；16下排出阀；18上部换向槽；21滑阀开孔；23下部换向槽；24泵工作筒；25固定阀；26套管封隔器,六、与水力活塞泵对比，技术可行性、可靠性,结构 1、由于水力活塞泵中的换向阀设在动力缸和排油缸之间，造成各种功能的流道纵横交错占据很大空间，使动力缸和排油缸直径（35mm)变得很小。 2、由于结构复杂，设计冲程长度较短，1米左右，造成频繁换向水力损失大。因此，只能把运动速度提高到1.21.5m/s之间来获得所需排量； MBS液力采油泵冲程3-5米，冲次2-6次/min,可以带动32-83普通抽油泵，既保证水力损失小，同时基本能够满足要求。,六、与水力活塞泵对比，技术可行性、可靠性,寿命 水力活塞泵的动力缸和排油缸动密封方式、与MBS液力采油泵和常规抽油泵是相同的。后二者由于密封面较长，即是密封间隙由0.05mm变为0.2mm也不会影响正常工作，只是效率变低；水力活塞泵的换向阀由于密封面很短，若单边间隙由0.005mm变为0.1mm左右时，已基本确认该阀换向功能失效。换向阀一旦失灵，水力活塞泵便立即停止工作，水力活塞泵恰恰在这个关键元件方面是最薄弱的。 MBS液力采油泵解决了井下寿命问题,适用范围 水力活塞泵以反复循环处理出的原油为动力液，一般适用含水小于30-40%，否则地面处理耗能太大。 MBS液力采油泵为闭式动力液系统，对油井产液含水没有要求。 作业施工 从前边管柱图可知，闭式水力活塞泵与MBS液力采油泵的作业完全一样，这种作业在辽河沈阳采油厂有先例。,六、与水力活塞泵对比，技术可行性、可靠性,六、使用MBS液力采油设备所需油井数据,产液参数,七、使用MBS液力采油设备所需油井数据,油井参数表,八、知识产权与专利,2008年8月，国家专利局正式受理了莫比森公司的液力采油设备的发明专利的申请。,汇报完毕,
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