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摘要: 目前常规井口密封装置多用于抽油机悬点在井口以上的情况，若用于长冲程采油，则地面需配套高架结构，存在稳定性差、起下困难和成本高等问题。为此，研制了超长冲程井口密封装置。该装置采用长密封管补偿对接方式，布置在井口以下，可满足 12 m 超长冲程抽油需要;采用软、硬组合双级密封方式，具有较好的耐压与密封性能。胜利油田 5 井次的试验结果表明，该装置在整个试油周期内工作时间长，密封良好，平均泵效达71.6%。
关键词: 超长冲程; 井口密封装置; 补偿对接; 双级密封
0 引 言
超长冲程抽油机因具有节能增效、适应于深井和稠油井中开采等优点而得到大力发展。超长冲程抽油机主要采用低矮型结构，利用钢丝绳缠绕方式进行生产[1] ，受井口高度限制，需将井口密封置于井下。而目前常规的井口密封[2- 4] 通过盘根盒密封光杆来实现，并置于井口以上，这种结构若用于12 m 冲程，光杆长度需 15 m 以上，且地面需配套15 m 以上高架结构，既降低了稳定性，又大大增加了加工制造成本和运输成本，且存在起下困难的问题。为此，2012 年 12 月胜利油田分公司采油工艺研究院成功研制了超长冲程井口密封装置。该装置布置在井口以下，泵筒、柱塞分别采用补偿对接和软、硬组合双级密封方式，增强了密封效果，实现了超长冲程密封。
1 技术分析
1. 1 结构
超长冲程井口密封装置采用长密封管补偿对接方式， 主要由上部接头、上杆接头、密封环、套环、出液接头、出液短节、密封柱塞、上密封管、悬挂器、下杆接头、外管、密封管接头、下密封管和下部接头等组成，结构如图 1 所示。
1. 2 工作原理
首先将超长冲程井口密封装置置于井口内，通过上部接头和下部接头连接在油管上，与油管成为一体，密封管内的上杆接头通过钢丝绳与抽油机悬点相连，下杆接头与抽油杆相连; 然后启动正常抽油工序，密封柱塞和密封环随钢丝绳在密封管内完成上、下冲程的往复运动，密封柱塞外壁与密封管内壁形成硬密封，密封柱塞上、下端与密封管形成软密封，通过软、硬组合双级密封完成了超长冲程井口密封装置在井口处的密封。
1. 3 主要技术参数
总长约为 14. 5 m，上端连接油管螺纹 2inTBG，下端连接油管螺纹 3in UPTBG，工作压力12 MPa。
1. 4 技术特点
( 1) 超长冲程井口密封装置布置在井口以下，可以满足超长冲程节能抽油系统井口密封技术要求;
( 2) 密封柱塞采用软、硬组合密封，耐压和密封效果好，密封件失效时可以通过点动形式提出更换，满足现场更换盘根的需要;(相关阅读：盘根的更换以及如何延长泵用盘根的使用寿命）
( 3) 现场应用方便，更换快捷。
2 室内及现场试验
2. 1 室内试验
为检验超长冲程井口密封装置的可靠性，避免井口污染，进行了室内漏失性能试验。在超长冲程井口密封装置上端连接试压接头，试验介质采用10 号轻柴油，试验压力 9. 6 MPa，稳压时间 3 min，将试件逐一进行试验。试验结果显示，所有试件在9. 6 MPa 的压力下漏失量均为0。可见超长冲程井口密封装置达到了设计要求，具备了现场试验条件。
2. 2 现场试验
为进一步验证超长冲程井口密封装置的可靠性和适用性，在室内试验的基础上，2010 年 9 月至今，在胜利油田共进行了5 井次的现场试验，试验结果如表 1 所示。在试验过程中，井下抽油泵采用同项目中配套研制的超长冲程杆式抽油泵[5] ，地面动力系统采用胜利油田分公司采油工艺研究院自行研制的连续试油装置。其中的商 646 井初期液量6. 49 m3，后因供液不足重新下泵深抽。
现场试验结果表明，超长冲程井口密封装置在整个试油周期 ( 工作 140 d) 内密封良好，平均泵效达到 71. 6% 。
2. 2. 1 典型井例: 高 94 井
高 94 井位于济阳坳陷东营凹陷正理庄-樊家鼻状构造带高 94 块较高部位，试油层位为孔店组3 775. 5 ～ 3 788. 8 m，是第 1 口超长冲程试验井，射开油层后气量较大。
该井于 2010 年 9 月 25 日开始泵抽，采用超长冲程井口密封装置和井下超长冲程抽油泵，配套地面橇装式连续试油计量一体化装置，泵挂深度为2 400 m，井下管柱结构示意图如图 2 所示。由于受到作业井架和井口高度限制，所以将生产参数调整为44 mm × 10. 6 m × 1. 2 min - 1，生产曲线如图3 所示。由图可以看出，该井稳产期间日产油 6. 7m3，日产液 23. 2 m3，日产气量 200 ～ 300 m3， 平均泵效达到 82. 7%。
2. 2. 2 典型井例: 渤古 4 井
渤古 4 井位于济阳坳陷沾化凹陷孤西潜山带渤古 4 块较高部位，试油层位为沙三段 3 545. 0 ～3 554. 8 m。该井于2011 年2 月27 日开始泵抽，采用超长冲程井口密封装置和井下超长抽油泵，配套地面橇装式连续试油装置，生产参数为44 mm× 10. 0 m × 1. 0 min - 1，试抽期间生产情况如表2所示。由表可以看出，该井稳产期间日产油 10. 5m3，日产液 15. 4 m3，含气质量分数31% ，平均泵效达到70. 3% 。
3 结 论
( 1) 超长冲程井口密封装置布置在井口以下，满足超长冲程节能抽油系统井口密封技术要求。
( 2) 该装置采用软、硬组合双级密封方式，提高了密封可靠性，且在需要更换密封元件时可通过点动形式提出井口，现场应用方便快捷。
参考文献
[1] 任连城，魏昌祥，周秋沙 . 长冲程抽汲作业钢丝绳密封技术综合分析 [J] . 石油矿场机械，2010，39(9) : 9 -12.
[2] 刘新福，綦耀光，刘春花，等. 新型有杆抽油井口光杆密封装置 [J] . 石油机械，2008，36 (8) : 47-50.
[3] 马春成，王兆元，张国春 .有杆抽油机井口光杆密封及其发展 [J] . 钻采工艺，1999， 22 (5) : 50 -51，58.
[4] 李枫，刘彩玉. 游梁式抽油机光杆密封装置的改造[J] .润滑与密封，2005 ( 4) : 177，206.
[5] 程正全 .超长冲程杆式抽油泵的研制与应用 [J] .石油机械，2009，39 (7) : 52 - 53.
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