长柱塞式防砂抽油泵具有以下性能特点:

① 防砂埋、防砂卡、防砂磨、耐腐蚀。该泵能防止在停泵时砂埋抽油杆,在工作时防止砂卡柱塞, 特别是能有效地防止砂粒进入柱塞与泵筒之间的密封间隙, 造成对泵筒及柱塞的强烈磨损。由于磨损减轻, 柱塞及泵筒的表面强化层不易被破坏, 保证基体不会直接与腐蚀介质接触, 故采用同样的表面处理工艺,其耐腐蚀性能要优于常规泵。

② 寿命长。在含砂油井上使用的抽油泵, 其损坏形式均为阀或间隙漏失过大的主要原因,该泵能有效地防止砂磨, 减轻腐蚀, 故泵的使用寿命将大大延长。

③减轻杆管偏磨。由于该泵出油阻力小, 下行时无阻卡, 故下部杆柱不易弯曲, 杆管偏磨现象得到改善。

④ 使用维修方便。该泵使用过程中无特殊要求, 所有的阀及阀罩均采用标准件, 拆装也十分方便, 各采油厂的工具队均有能力维修。

(1) 改进型长柱塞防砂泵结构特点。原长柱塞防砂泵具有两大特点: 一是设计有环空沉砂装置; 二是设计有长柱塞短泵筒一对合理的摩擦副, 所以在应用中有效延长了油井的免修期。但该泵设计为侧向进油, 且泵的外径较大(114 mm) , 往往在该部位形成砂桥,砂卡泵及尾管。1999 年有7 口井解卡作业, 一口井交大修。因此东辛采油厂对该泵结构进行了技术改进。

(2) 改进型长柱塞防砂泵工作原理。下行程时, 柱塞上部的浮砂一部分被排到地面,一部分通过外管与泵筒之间的环空沉砂通道沉到下部沉砂环空中。由于进油通道由侧向改为底部进油, 防止了浮砂卡管、卡泵事故的发生, 延长生产周期。

长柱塞式防砂抽油泵采用长柱塞、短泵筒及泵下沉砂、侧向进油结构。主要由: 长柱塞、短泵筒、双通接头、沉砂外筒、进出油阀、水力连通式泵挡砂圈等零部件组成(右图)。

其防砂卡、砂磨的工作原理就是借助挡砂圈及漏失液的共同作用, 阻止砂粒进入柱塞与泵筒之间的密封间隙, 从而杜绝了砂卡、减轻了泵筒与柱塞的磨损, 使表面强化层得以保护。当油井停抽时, 下沉的砂粒又会沿沉砂环空沉入泵下尾管, 不会像常规泵那样在泵上聚积, 避免了砂埋抽油杆。

长柱塞防砂泵自1996 年7 月开始应用以来, 先后在胜利油区、中原油田及青海油田的各类出砂抽油井上推广应用1600 多台。防砂卡、防砂埋的成功率均为100% , 与常规泵相比, 平均泵效提高10%以上, 且保持高泵效的生产时间长。

典型井例: 胜坨油39221 井。该井上次作业原因是泵漏。该井原用常规泵生产, 开井仅6 个月泵效就由71 . 1%下降为33 . 8%。起出管柱后, 可见柱塞两端10 cm 段有明显划痕, 下部接箍均有磨损痕迹, 其中第7、10、11、14、17、20 根杆的接箍磨至与墩粗处平, 甚至磨穿。1999 年7 月22 日, 改下长柱塞防砂泵, 配合等直径加重杆, 并进行了杆柱优化设计, 该井正常生产了347 天, 最终于2000 年7 月3 日因出砂多停井作业, 泵效平均为63 . 8% , 且泵效下降趋势较常规泵平缓。