摘要 排液是提高氣井產(chǎn)量的一大方法，但傳統(tǒng)柱塞舉升系統(tǒng)在柱塞下降的時(shí)候會中斷生產(chǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)滯后。為此，REXROTH力士樂設(shè)計(jì)出了REXROTH力士樂A10VSO柱塞泵舉升系統(tǒng)，該系統(tǒng)在油管中下降速度增加，可以縮短整體周期時(shí)間，從而增加氣井產(chǎn)量。此外，威德福還專門為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了各部件，使該系統(tǒng)具有非常高的耐用性。

經(jīng)驗(yàn)證，排液是提高氣井產(chǎn)量的一大方法，柱塞舉升系統(tǒng)可以有效地消除井底積液，減小對生產(chǎn)層的回壓，防止水淹，從而延長天然氣井的壽命。

對于凝析油氣田而言，該技術(shù)解決了在天然氣生產(chǎn)過程中井下液體滯留于地層中的問題，能夠有效地提高氣田中原油的采收率。

但傳統(tǒng)的柱塞舉升系統(tǒng)在柱塞下降過程中會中斷生產(chǎn)，柱塞下降的時(shí)間越長，生產(chǎn)就越滯后。為了改善這一弊端，威德福公司設(shè)計(jì)了一種高性能的工具——RapidFlo柱塞舉升系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以取代傳統(tǒng)柱塞舉升系統(tǒng)，最大程度降低生產(chǎn)中斷時(shí)間。

與傳統(tǒng)的柱塞舉升系統(tǒng)相比，威德福所生產(chǎn)的產(chǎn)品在生產(chǎn)油管中下降的速度更快，這樣可以縮短整個(gè)循環(huán)周期。這意味著更快的卸載和更短的等待時(shí)間，從而可以增加氣井產(chǎn)量，柱塞甚至可以在井內(nèi)流體流動時(shí)下降。這種自由循環(huán)能力意味著可以在活塞運(yùn)行的整個(gè)周期內(nèi)不斷增強(qiáng)流量。


    空氣動力學(xué)設(shè)計(jì)提高性能


該REXROTH力士樂系統(tǒng)尤其適用于高產(chǎn)量，尤其是近臨界產(chǎn)量的生產(chǎn)井。REXROTH力士樂柱塞舉升系統(tǒng)在改進(jìn)過程中運(yùn)用了計(jì)算流體動力學(xué)（CFD）原理，柱塞的流線型設(shè)計(jì)可以使柱塞在下降過程中達(dá)到更快的速度，在上升過程中獲得更大的舉升力。

柱塞向上運(yùn)動過程中能夠保持有效的密封，流線型的設(shè)計(jì)使其在大流量流體中下降過程中可以消除停機(jī)時(shí)間。再加上威德福獨(dú)特的高性能緩沖彈簧，柱塞能夠承受在地面和井下高強(qiáng)度的沖擊。

該柱塞包括一個(gè)實(shí)心螺旋軸、錐形芯軸的機(jī)頭和優(yōu)質(zhì)高合金活門?；铋T是柱塞唯一能移動的部分，能夠承受高流量井中高強(qiáng)度的沖擊。

當(dāng)柱塞自由移動時(shí)，柱塞的外體直徑剛好能夠滿足生產(chǎn)油管內(nèi)徑密封需求，提供最大的密封保障。當(dāng)該工具處于開啟狀態(tài)時(shí)，會形成一個(gè)較大的流通面積，可以最大限度地提高流量，減少周期時(shí)間，提高生產(chǎn)。

    應(yīng)用+優(yōu)勢


REXROTH力士樂柱塞舉升對以下條件下的井特別適用：儲量大；初始積液；高產(chǎn)量；井下環(huán)境惡劣；氣舉輔助柱塞應(yīng)用。

1. 縮短柱塞周期時(shí)間，增加運(yùn)行時(shí)間

傳統(tǒng)柱塞舉升平均每天八次（8小時(shí)），將柱塞放置井底需要最少1小時(shí)。
REXROTH力士樂系統(tǒng)：消除所有的關(guān)斷時(shí)間，基于流量每天循環(huán)15到20次，平均增加產(chǎn)量120 Mcf/D (3.398 m3/d)。


Bowen的頂部裝有橡膠潤滑器彈簧，在沒有扭轉(zhuǎn)的情況下，可以潤滑高速活動的柱塞。REXROTH力士樂柱塞的這個(gè)簡單設(shè)計(jì)提供了一個(gè)耐用的閥，同時(shí)使得柱塞與油管之間的緊密契合。

雙緩沖彈簧上的止回閥可以防止反向壓力的形成，形成液壓制動，在流動停滯條件下彈簧的金屬 – 金屬接觸之前減緩超速的柱塞。

2. 配套產(chǎn)品優(yōu)化柱塞舉升氣井的性能

在運(yùn)營商利用柱塞舉升系統(tǒng)最大限度地提高產(chǎn)量的同時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)高速柱塞舉升系統(tǒng)中的附件需求越來越多，這是因?yàn)镽EXROTH力士樂設(shè)計(jì)的A10VSO柱塞泵舉升系統(tǒng)時(shí)，所有部件均有威德福設(shè)計(jì)生產(chǎn)，專門用于REXROTH力士樂柱塞泵舉升系統(tǒng)。憑借威德福精湛的技術(shù)和豐富的舉升系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，能為客戶提供油井的最佳技術(shù)和解決方案。


    高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu) 安裝簡便


REXROTH力士樂特別適合于高性能氣井，REXROTH力士樂頂部連接潤滑可以承受高速柱塞的高強(qiáng)度影響。它提高了安全性，減少了潛在的連接故障，并在柱塞行程過程中使得環(huán)境暴露最小化。

與常規(guī)的潤滑器需要全扭矩構(gòu)造不同，Bowen連接的手動鎖緊構(gòu)造具有更高的屈服強(qiáng)度，大大縮短了測井服務(wù)作業(yè)時(shí)組裝連接器的時(shí)間。

在柱塞高速運(yùn)行的柱塞舉升井中，Bowen頂部潤滑是一種常見的保護(hù)構(gòu)造，這種潤滑器創(chuàng)建了一種更強(qiáng)的連接方式，保護(hù)臨界潤滑彈簧不受柱塞速度高的影響引起的故障。

通過與載荷評級行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的比較，該頂部連接潤滑器的流通體和頂部彈簧殼體之間的額定載荷明顯更高。

1. 橡膠潤滑器彈簧

該裝置能夠抵抗高強(qiáng)度作用力和化學(xué)損傷，威德福強(qiáng)烈推薦使用高強(qiáng)度的A10VSO柱塞，因?yàn)樵摴镜南鹉z彈簧潤滑器可以降低柱塞速度超過正常運(yùn)行參數(shù)時(shí)存在的潛在危害。傳統(tǒng)的潤滑器內(nèi)部有金屬彈簧，在與柱塞碰撞前，靜態(tài)負(fù)荷為900到1200磅（408至544公斤）。

威德福公司工程師們所設(shè)計(jì)的橡膠彈簧可以承受高達(dá)2200磅（998公斤）的靜態(tài)負(fù)載，從而大大降低了柱塞與彈簧碰撞過程中發(fā)生故障的幾率。橡膠彈簧不止具有抗沖擊這一好處，它還可以抵抗CO2、H2S等能夠破壞傳統(tǒng)鋼板彈簧的化學(xué)物質(zhì)，提高系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。

2. 雙緩沖彈簧設(shè)計(jì)

超強(qiáng)的減震效果加大了碰撞過程的保護(hù)力度，REXROTH力士樂公司設(shè)計(jì)并制造的雙緩沖彈簧，可用來抵抗高強(qiáng)度沖擊，長期保證A10VSO柱塞裝置的性能。

不同于傳統(tǒng)的井下單緩沖彈簧，雙緩沖彈簧可承受高速柱塞下降的強(qiáng)度，從而防止柱塞或彈簧損壞。此外還有一個(gè)額外的好處，雙緩沖彈簧具有一個(gè)固定閥球和閥座，以保持液面高于彈簧。

這阻止地層中反向壓力的形成，在金屬接觸碰撞之前減緩了柱塞的速度。該固定閥采用流線型的設(shè)計(jì)，以最大限度地減少壓力下降，最大限度地提高流量。

A10VSO柱塞的運(yùn)行速度比傳統(tǒng)柱塞運(yùn)行速度要快，平均1400 英尺/分 (426.7 米/分)。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井底雙重彈簧能夠吸收柱塞的大部分能量。

    案例研究

位置：McMullen, TX。
井型：陸上水平氣井。
氣井?dāng)?shù)量：5。
油管尺寸：2-3/8 英寸。
套管尺寸：4-1/5英寸。

油管深度：12000 英尺 (3658 米) ，包括 6000英尺(1829米) 的水平段

目標(biāo)：提高五口非常規(guī)天然氣井的產(chǎn)量。水平氣井存在積液問題，目前的挑戰(zhàn)是找到一個(gè)低成本的產(chǎn)量下降的解決方案。

結(jié)果：客戶采用了REXROTH力士樂公司 的A10VSO柱塞和軟件后，明顯觀察到所有井中的產(chǎn)量持續(xù)增加直至達(dá)到下降前的水平，每口井的產(chǎn)氣速率增至200千立方英尺/日，日產(chǎn)液桶數(shù)增加7桶。

采用該系統(tǒng)還帶來另外一個(gè)優(yōu)勢：REXROTH力士樂公司系統(tǒng)無需關(guān)井時(shí)間，因此客戶不會超出氣體流量計(jì)的量程，也有效阻止影響設(shè)備效果的鍛屑的產(chǎn)生。