过载保护式抽子研制与应用

      我国各油田低产井较多，由于产量低，这些用常规采油方式（哪怕是间抽）的投资较大、系统效率低，因而技能攻击效益很差，从而造成大量的低产井关井，油井的剩余潜能难以挖掘。国内外低产井的生产实践表明，抽汲采油工艺是开发低产井的一种行之有效的采油方式。对于抽汲工艺而言，工艺的成败在很大程度上决定于井下抽子工作状况的好坏，普通抽子由于存在密封性差、需要快速抽提等问题，因而制约了抽汲工艺的应用范围，新研制的过载保护式抽子及其配套装置的局限性，因而对于低产井具有广阔的应用前景。

    目前抽汲工艺存在的主要问题

    对于抽汲工艺而言，抽子的性能决定了工艺的成败。各油气田广泛采用的抽子是用轮胎（夹布橡胶）削制，两端并紧后形成腰鼓状。这种土制抽子结构简单，但必须快速提升，借助抽子与油管内壁形成的环隙动密封减少漏失量。但由于削制的抽子形状难以保证，井下工作时无补偿性能，密封性能很差，效率低，不适合深井作业；同时需要较大动力的抽汲车快速抽提，井口密封困难，钢丝绳磨损严重，作业环境差等问题日益突出。
    为此，近年来在引进美国抽子的基础上，形成了国内具有代表性的抽子及配套组件。
    抽子在工作时，时抽子（胶筒）径向扩张而与油管内壁形成密封的力为作用在抽子上的液柱压力及抽汲时形成的动载荷。当井内液面较高或液面探测不准，使得抽子下得过深时，由于作用在抽子上的压力过大，抽子与油管内壁间摩擦力增加，导致抽子磨损加剧、井下负荷增加，甚至出现拉断钢丝绳等井下事故。为了防止抽子及其组件卡在油管中，抽子的刚度往往设计得较大,从而导致抽子的密封必须借助快速抽提所产生的动载来实现,为此,必须快速抽提.当井内液柱较低,液柱载荷及快速抽提所产生的协载荷不中以使抽子变形、密封时，则不能正常抽汲。
    根据普通抽子的上述工作特点，普通抽子抽汲时存在的主要部题表现在以下几个方面：
1。必须快速提升抽抽汲，否则由于漏失而影响抽汲效果；
2。高速抽汲使得抽汲车减速器、分动箱、发动机经常严重损坏，钢丝绳磨损加剧甚至出现断裂等设备事故；
3。高速抽汲使得动力消耗增加，从而使得现有抽汲车深抽困难，东风抽汲车甚至不能用于深井抽汲4。高速抽汲带来诸多安全隐患；如拉倒井架，拉飞地滑车，拉脱绳帽、加重杆等，并已造成了诸多事故；
5。高速抽汲时井口封密困难，井场油液飞溅，污染环境。若采用液压加载密封，则会引起钢绳附加载荷过大，既不经济，又不安全。

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    过载保护式抽子的原理及特点

    过载保护式抽子抽汲夜柱按100m设计，即100m液柱所产生的压力足以使胶筒发生膨胀而实现与油管内壁的贴合，从而实现密封。同时，通过对抽子骨架的优化设计，使抽子在工作过程中发生膨胀时呈“腰鼓”状，使抽子中部与油管内壁贴合，密封、从而减少抽子与油管壁的接角面积、摩擦力也相应减小;由于胶筒变软，当作业或液面探测不准而导致举升液柱过大时，势必引起膨胀压力过大而使得摩擦力增加，抽子磨损加剧，寿命受到严重影响，甚至会使抽汲车难以拖动。为此，在图1所示抽子座上新增过载保护装置，当提升液柱超过设定值或者快速提升动载过大时能动卸载，从而实现整个系统低速、长寿命的正常工作。同时，卸载压力可根据井况及抽汲设备状况在井场灵活调节。

    过载保护式抽子具有以下显著特点：

1。抽子呈“腰鼓”状变形，密封更可靠，使用寿命增加；
2。抽子的生产成本降低（同进口抽子相比），同时过载保护装置可重复使用；
3。抽子的变形及密封更容易，可实现低速正常抽汲，从而消除高速抽汲带来的安全隐患，有利于提高整套抽汲设备的使用寿命；