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開采稠油的油桶泵常暴露的問題是兩漏現(xiàn)象，即抽取的井液易從固定

閥和游動閥處漏失。對勝利石油管理局樂安油田的稠油開采而言，固

定閥的泄漏是影響泵效的主要因素(占檢泵井的1／3以上)。通過現(xiàn)場

分析和理論推測認為，現(xiàn)有在用的普通型固定閥對抽直井和斜井內(nèi)的

稠油顯得很不適應，客觀上需求一種改進型固定閥，以一改固定閥關

閉滯后及偏磨等現(xiàn)象，達到提高泵效的目的。

    1　快速復位固定閥的工作原理
    稠油用油桶泵的活塞上行時，快速復位固定閥主要是依靠地層壓力去

克服微弱的彈力和泵筒液柱產(chǎn)生的壓力，從而使地層的稠油流入泵筒

；同時，當稠油用泵的活塞下行時，泵筒壓力增大，其閥芯在彈力和

重力的作用下迅速關閉泵筒，從而提高泵的充滿系數(shù)，達到提高泵效

的目的。

    2　快速復位固定閥與現(xiàn)有固定閥的力學對比分析
    快速復位固定閥開啟、關閉時閥芯瞬間受力方程式為：
    開啟瞬間　F1-FW．sinβ-F2-F3＞0；                      

           (1)
    關閉瞬間　F3+FW．sinβ+F2-F1＞0。                      

           (2)
    現(xiàn)有在用固定閥開啟、關閉時閥芯瞬間受力方程式為：
    開啟瞬間　F1-FW．sinβ-F2＞0；                         

           (3)
    關閉瞬間　FW．sinβ+F2-F1-ΔAp1＞0。                   

            (4)
    從式(4)可知，活塞下行關閉瞬間F2=F1，則可簡化為
    FW．sinβ-ΔAp1＞0，                                   

           (5)
    式中，F(xiàn)1為地層壓力，N；F2為泵筒壓力，N；F3為彈簧彈力，N

；FW為閥的重力，N；β為井斜角度，0°；p1為地層流壓，Pa；ΔA

為閥球與擋板膠聯(lián)面積，m2。
    閥球質(zhì)量m為
   m=Vρ=4R3ρ／3，kg，                                    

           (6)
    式中，R為閥球半徑，mm；ρ為閥球體積密度，kg/m3。
    當p1在8.5～15.5 MPa范圍內(nèi)；ΔA＞1 mm2時，則式(5)不成立，

即現(xiàn)有在用的固定閥漏失嚴重或滯后。
    由式(2)可知，活塞下行關閉瞬間，F(xiàn)2=F1，則式(2)恒成立，即

快速復位固定閥不存在滯后或漏失現(xiàn)象。
    快速復位固定閥在開啟瞬間所增加的壓力差Δp為：Δp≥F3/ΔA

。

    當取F310～20 N時，則Δp=350～700 Pa。
    從計算結(jié)果表明，快速復位固定閥所施加的彈力對閥的開啟影響

是微乎其微的。

    3　結(jié)構(gòu)組成
    快速復位固定閥由上、下接箍、短接、定位銷、閥芯、彈簧、擋

板等組成。
    改進的固定閥與在用的普通固定閥結(jié)構(gòu)比較有如下改進，即閥球

改為球閥芯，增大了過流通道；自由回落改為彈力輔助回落。

    4　現(xiàn)場試驗
    1997年2月開始投向現(xiàn)場試驗共7口井，平均泵效提高28%，增產(chǎn)

油780 t，平均延長生產(chǎn)周期21 d。

    5　特點
    快速復位固定閥比在用的普通固定閥在稠油開采中具有如下特點

：
    a)　閥球回落速度比普通型快1.5倍。
    b)　底座過流面積比普通型大，是在用同型號的1.44倍。
    c)　泵效平均值和平均生產(chǎn)周期比普通型都有大幅度提高。

    由于快速復位固定閥明顯地解決關閉滯后和漏失問題，上海正奧泵業(yè)制造有限公司可適用

于現(xiàn)有的各種油桶泵中。