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摘要：在油田开发过程中，管式泵采油是一种常用的采油方法。近年来，一些油井结垢严重，抽油泵砂卡、垢卡频繁。如何延长抽油泵下井工作时间，从抽油泵的结构性能上来讲，提高抽油泵的抗卡能力是非常必要的。大流道新型管式防砂抽油泵正是基于这一认识来立项研究的。
关键词：油田开发；采油方法；大流道新型管式防砂抽油泵；
Abstract: in the process of oilfield development, tubular pump is one of the common methods of extraction. In recent years, some scaling serious, pumping sand cards, card frequent scale. How to prolong the time the well pump, pump from the structural properties of speaking, it is necessary to improve the ability of anti card pump. Large flow pipe type sand pump is to research project based on this understanding.
Keywords: oil field development; production method; large flow pipe type sand pump;
中图分类号：TH-3 文献标识码：A文章编号：
大流道新型管式防砂抽油泵的设计理念
通过对多种抽油泵结构的对比分析，我们认为常规管式抽油泵（抽油泵SY/T5059—92）以其结构简单，加工方便和性能稳定等优点得到长期而广泛的应用。所以，设计大流道新型管式防砂抽油泵时，就立足于常规管式抽油泵的结构和原理，力求继承常规管式抽油泵的全部优点，同时又具备防砂、垢卡能力，并且有较大的过流通道，使之比常规管式抽油泵有更加广泛的适应性。
背景技术及其存在的问题
常规管式抽油泵是我们主要参考的背景技术之一。常规管式抽油泵（以管式整筒泵为例，见图1），是由泵筒总成、柱塞总成和吸入阀总成三部分组成。其泵筒总成是由内壁光滑的泵管和上、下接头组成，柱塞体的外表面上加工有多道防砂槽。其实这些防砂槽叫它密封槽更为合适，因为它主要是起减小抽油泵间隙漏失的作用。其密封原理是：当柱塞与缸套配合间隙中有液体流过时，这些槽会对液流产生一定阻力，来减小间隙漏失。然而正是由于这些槽的存在，使得进入柱塞与缸套配合间隙中的杂质有了积存的场所，杂质在槽中越积越多，最终会填满、挤压充实，从而造成柱塞和缸套拉伤或柱塞子卡死在泵筒中。可见，常规管式抽油泵并不具备防卡功能，其结构本身就为卡泵提供了可能。
图1常规管式抽油泵结构示意图
1、泵筒总成2、柱塞总成3、进油阀总成
近年来油田使用防砂抽油泵种类很多，但大多都是在柱塞上做文章。大多数厂家都是在柱塞的上、下两端采用刮砂结构形式。 刮砂部位的外径加工成和柱塞体相同的尺寸，用来阻止砂、垢等杂质进入柱塞与缸套配合间隙。这种结构在一定程度上阻止了杂质进入间隙的可能性，但由于刮砂部位与泵筒也是间隙配合，细小杂质仍然可以从此端进入，它们对粉末式的细小杂质不具有防护作用，而正是这粉末式的细小杂质的聚集才造成了卡泵，那些颗粒较大的杂质不防也不会进入 配合间隙中，所以它们并不是比较完善防砂垢抽油泵。
大流道新型管式防砂抽油泵的结构原理及与背景技术的对比
基本结构
大流道新型管式防砂抽油泵和常规管式泵结构形式一样，也是由泵筒总成、柱塞总成和吸入阀总成组成（见图2）。其基本结构是泵筒壁加工有密封槽，而柱塞体采用光面结构。这种结构设计，很好地解决了背景技术中常规管式抽油泵由于密封槽的存在而造成的卡泵问题，既保留了配合面间的密封槽，又消除了杂质堆积的场所。
图2大流道管式防砂抽油泵结构示意图
柱塞总成2、泵筒总成3、进油阀总成
2、 防砂原理
（管式防砂抽油泵的名称是一种通俗叫法，目前绝大多数称为防砂的抽油泵，真正目的都是在防卡，准确的叫法应该是管式防砂卡抽油泵，这里，我们还以通俗叫法来称呼它）。
大流道新型管式防砂抽油泵的防砂原理是：柱塞在泵筒内做上、下往复运动时，进入配合间隙中的砂、垢等杂质，会随着柱塞的运动被刮到泵筒的密封槽中，密封槽不但起密封作用，而且还起到刮砂作用。柱塞继续运动，原密封段处的槽就会暴露在泵筒中，刮到密封槽内的杂质就会受到液流的冲涮而被液流带走，从而避免了杂质在间隙中堆积过多造成卡泵。这种大流道新型管式防砂抽油泵具有自动清理配合面间杂质的能力，是采用对砂、垢等杂质进行疏导的办法来防止卡泵的，而不是在防止砂垢进入配合间隙上做大量工作。
与常规管式抽油泵相比，大流道新型管式防砂泵密封槽中的杂质和配合面中的杂质是动态的，始终是和油液搅拌在一起，随进随出。
图3大流道管式防泵抽油泵柱塞结构示意图
1、上出油阀总成2柱塞体3、下出油阀总成
3、 辅助结构设计
●为了提高液流对杂质的冲涮携带能力，对柱塞下出油凡尔的结构进行了改进，下出油凡尔的进液孔采取底部和侧面同时进液的方式，侧面进液孔为主进油通道（见图3）。这样设计的目的是：侧面进液，可以提高泵筒内表面液流流速，提高携砂能力；底部留有一定面积的进液孔，可以避免杂质在下出油凡尔内沉积，影响凡尔球的关闭或进液通道堵塞。外形结构对柱塞引入泵筒也非常有利。
●由于柱塞体上取消了密封槽（见图3），从而为柱塞内腔的扩大提供了条件。大流道新型管式泵柱塞内腔直径都大于常规泵5毫米，这对于小泵径的抽油泵是非常难得的，它可以减小柱塞内腔被砂垢等雜质堵塞可能性。
●凡尔接头的过油孔有所增大（见图4）。进油阀和出油阀最小过流面积都从设计上有所增大。
图4进、出油阀接头的过油孔面积对比示意图
该泵加工时所有技术参数符合抽油泵SY/T5059—92。
现场应用及效果分析
大流道新型管式防砂抽油泵现场使用的技术要求与常规管式抽油泵技术要求完全相同。2010年陆续下井使用，到目前共下井5台。详细情况见表Ⅰ：
表Ⅰ 大流道新型管式防砂泵下井使用情况统计表
13、5、18 漏失 防砂泵进油阀严重结垢起出
从表Ⅰ中可以看出：有三口井为频繁作业井，朝80—152，朝60—140和朝62—124。
朝80—152井：在下入新型防砂泵之前由于卡泵原因已连续作业两次，两次作业抽油泵的工作周期共为213天，下入防砂泵后连续生产853天，充分显示出了防砂泵的防卡效果。
朝60—140井：下入新型防砂泵之前也连续作业两次，两次作业抽油泵的工作周期共为243天，下入防砂泵后连续生产668天，2013年5月5日由于漏失原因起出后，下入常规抽油泵生产，结果在2013年5月27日由于垢卡而重新作业，仅生产22天。
朝62—124井：已连续在井下生产700天以上，至今仍在运行。
朝46—124井：由于漏失原因起出，地面验证为固定凡尔严重结垢，不是因为卡泵而起出，它已在井下连续工作730天。
朝46—118井：为压裂后下泵，为防止卡泵，下入新型防砂泵，已连续生产900多天，现在仍在使用当中。
这些数据充分证明了大流道新型管式防砂抽油泵与常规管式抽油泵比，有良好的防卡性能，适合在砂垢较多的井中使用。
大流道新型管式防砂抽油泵，结构设计上继承了常规管式抽油泵的全部优点，性能上有许多优于常规管式泵的特性，比常规管式抽油泵有更广泛的适应性，可替代常规泵在油田中使用。
关键词：油田开发；采油方法；大流道新型管式防砂抽油泵；
Abstract: in the process of oilfield development, tubular pump is one of the common methods of extraction. In recent years, some scaling serious, pumping sand cards, card frequent scale. How to prolong the time the well pump, pump from the structural properties of speaking, it is necessary to improve the ability of anti card pump. Large flow pipe type sand pump is to research project based on this understanding.
Keywords: oil field development; production method; large flow pipe type sand pump;
中图分类号：TH-3 文献标识码：A文章编号：
大流道新型管式防砂抽油泵的设计理念
通过对多种抽油泵结构的对比分析，我们认为常规管式抽油泵（抽油泵SY/T5059—92）以其结构简单，加工方便和性能稳定等优点得到长期而广泛的应用。所以，设计大流道新型管式防砂抽油泵时，就立足于常规管式抽油泵的结构和原理，力求继承常规管式抽油泵的全部优点，同时又具备防砂、垢卡能力，并且有较大的过流通道，使之比常规管式抽油泵有更加广泛的适应性。
背景技术及其存在的问题
常规管式抽油泵是我们主要参考的背景技术之一。常规管式抽油泵（以管式整筒泵为例，见图1），是由泵筒总成、柱塞总成和吸入阀总成三部分组成。其泵筒总成是由内壁光滑的泵管和上、下接头组成，柱塞体的外表面上加工有多道防砂槽。其实这些防砂槽叫它密封槽更为合适，因为它主要是起减小抽油泵间隙漏失的作用。其密封原理是：当柱塞与缸套配合间隙中有液体流过时，这些槽会对液流产生一定阻力，来减小间隙漏失。然而正是由于这些槽的存在，使得进入柱塞与缸套配合间隙中的杂质有了积存的场所，杂质在槽中越积越多，最终会填满、挤压充实，从而造成柱塞和缸套拉伤或柱塞子卡死在泵筒中。可见，常规管式抽油泵并不具备防卡功能，其结构本身就为卡泵提供了可能。
图1常规管式抽油泵结构示意图
1、泵筒总成2、柱塞总成3、进油阀总成
近年来油田使用防砂抽油泵种类很多，但大多都是在柱塞上做文章。大多数厂家都是在柱塞的上、下两端采用刮砂结构形式。 刮砂部位的外径加工成和柱塞体相同的尺寸，用来阻止砂、垢等杂质进入柱塞与缸套配合间隙。这种结构在一定程度上阻止了杂质进入间隙的可能性，但由于刮砂部位与泵筒也是间隙配合，细小杂质仍然可以从此端进入，它们对粉末式的细小杂质不具有防护作用，而正是这粉末式的细小杂质的聚集才造成了卡泵，那些颗粒较大的杂质不防也不会进入 配合间隙中，所以它们并不是比较完善防砂垢抽油泵。
大流道新型管式防砂抽油泵的结构原理及与背景技术的对比
基本结构
大流道新型管式防砂抽油泵和常规管式泵结构形式一样，也是由泵筒总成、柱塞总成和吸入阀总成组成（见图2）。其基本结构是泵筒壁加工有密封槽，而柱塞体采用光面结构。这种结构设计，很好地解决了背景技术中常规管式抽油泵由于密封槽的存在而造成的卡泵问题，既保留了配合面间的密封槽，又消除了杂质堆积的场所。
图2大流道管式防砂抽油泵结构示意图
柱塞总成2、泵筒总成3、进油阀总成
2、 防砂原理
（管式防砂抽油泵的名称是一种通俗叫法，目前绝大多数称为防砂的抽油泵，真正目的都是在防卡，准确的叫法应该是管式防砂卡抽油泵，这里，我们还以通俗叫法来称呼它）。
大流道新型管式防砂抽油泵的防砂原理是：柱塞在泵筒内做上、下往复运动时，进入配合间隙中的砂、垢等杂质，会随着柱塞的运动被刮到泵筒的密封槽中，密封槽不但起密封作用，而且还起到刮砂作用。柱塞继续运动，原密封段处的槽就会暴露在泵筒中，刮到密封槽内的杂质就会受到液流的冲涮而被液流带走，从而避免了杂质在间隙中堆积过多造成卡泵。这种大流道新型管式防砂抽油泵具有自动清理配合面间杂质的能力，是采用对砂、垢等杂质进行疏导的办法来防止卡泵的，而不是在防止砂垢进入配合间隙上做大量工作。
与常规管式抽油泵相比，大流道新型管式防砂泵密封槽中的杂质和配合面中的杂质是动态的，始终是和油液搅拌在一起，随进随出。
图3大流道管式防泵抽油泵柱塞结构示意图
1、上出油阀总成2柱塞体3、下出油阀总成
3、 辅助结构设计
●为了提高液流对杂质的冲涮携带能力，对柱塞下出油凡尔的结构进行了改进，下出油凡尔的进液孔采取底部和侧面同时进液的方式，侧面进液孔为主进油通道（见图3）。这样设计的目的是：侧面进液，可以提高泵筒内表面液流流速，提高携砂能力；底部留有一定面积的进液孔，可以避免杂质在下出油凡尔内沉积，影响凡尔球的关闭或进液通道堵塞。外形结构对柱塞引入泵筒也非常有利。
●由于柱塞体上取消了密封槽（见图3），从而为柱塞内腔的扩大提供了条件。大流道新型管式泵柱塞内腔直径都大于常规泵5毫米，这对于小泵径的抽油泵是非常难得的，它可以减小柱塞内腔被砂垢等雜质堵塞可能性。
●凡尔接头的过油孔有所增大（见图4）。进油阀和出油阀最小过流面积都从设计上有所增大。
图4进、出油阀接头的过油孔面积对比示意图
该泵加工时所有技术参数符合抽油泵SY/T5059—92。
现场应用及效果分析
大流道新型管式防砂抽油泵现场使用的技术要求与常规管式抽油泵技术要求完全相同。2010年陆续下井使用，到目前共下井5台。详细情况见表Ⅰ：
表Ⅰ 大流道新型管式防砂泵下井使用情况统计表
13、5、18 漏失 防砂泵进油阀严重结垢起出
从表Ⅰ中可以看出：有三口井为频繁作业井，朝80—152，朝60—140和朝62—124。
朝80—152井：在下入新型防砂泵之前由于卡泵原因已连续作业两次，两次作业抽油泵的工作周期共为213天，下入防砂泵后连续生产853天，充分显示出了防砂泵的防卡效果。
朝60—140井：下入新型防砂泵之前也连续作业两次，两次作业抽油泵的工作周期共为243天，下入防砂泵后连续生产668天，2013年5月5日由于漏失原因起出后，下入常规抽油泵生产，结果在2013年5月27日由于垢卡而重新作业，仅生产22天。
朝62—124井：已连续在井下生产700天以上，至今仍在运行。
朝46—124井：由于漏失原因起出，地面验证为固定凡尔严重结垢，不是因为卡泵而起出，它已在井下连续工作730天。
朝46—118井：为压裂后下泵，为防止卡泵，下入新型防砂泵，已连续生产900多天，现在仍在使用当中。
这些数据充分证明了大流道新型管式防砂抽油泵与常规管式抽油泵比，有良好的防卡性能，适合在砂垢较多的井中使用。
大流道新型管式防砂抽油泵，结构设计上继承了常规管式抽油泵的全部优点，性能上有许多优于常规管式泵的特性，比常规管式抽油泵有更广泛的适应性，可替代常规泵在油田中使用。