油田开发防砂防腐耐高温的新型抽油泵

    为了提高抽油泵的使用寿命，已有各种技术应用于抽油泵中，这包括采用长柱塞短泵筒结构、增加刮砂槽、螺旋槽、旋转柱塞、双游动阀、端面加O型圈密封等结构方面的改进以及柱塞采用碳钢电镀铬、碳钢喷焊、泵筒采用碳氮共渗、氮化、渗硼、阀座采用WC硬质合金等材质方面的改进。 

    结构的改进在减少泵部件与砂粒接触几率和结垢几率等方面起到了一定的效果，但是泵体材料无时不在、无处不在的磨损和腐蚀问题还不能根本消除。对柱塞和泵筒等金属材料所进行的各种表面措施也因为金属材料本身在耐高温、耐砂粒磨损、耐腐蚀等方面的局限性而作用有限。在这种情况下，选择一种比金属材料更耐磨、耐腐蚀、耐高温的新型材料用以制造抽油泵的各种部件，成为解决以上抽油泵失效问题的根本途径。 

    陶瓷材料是一种由粉状原料成形后在高温作用下硬化而成的制品，是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。陶瓷材料是无机非金属材料中一个重要部分，由于具有耐高温、耐腐蚀、高强度、多功能等多种优异性能，得到了越来越广泛的应用。 

    高刚度：刚度用弹性模量来衡量，弹性模量反映结合键的强度，所以具有强结合力化学键的陶瓷都有很高的弹性模量，陶瓷的弹性模量是各类材料中最高的。比金属高若干倍，比高聚物高2－3个数量级。
    高硬度：硬度和刚度一样，也取决于化学键的强度，所以陶瓷材料也是各类材料中硬度最高的。如各种陶瓷的硬度多为1000－5000Hv，淬火钢的硬度为500－800Hv，高聚物最硬不超过20Hv。 

    高强度：陶瓷的抗弯强度较高，抗压强度则非常高，一般比抗拉强度高1个数量级。通过减少材料组织内部的缺陷，陶瓷的强度将会进一步提高1－2个数量级。 

    耐高温性：陶瓷材料具有比金属材料和高分子材料高得多的熔点，决定了陶瓷材料优异的耐高温性。 

    高化学稳定性：陶瓷对酸、碱、盐等腐蚀性很强的介质均有较强的抗侵蚀能力，是化学稳定性很高的材料。 

    正是具有以上一系列的优点，陶瓷材料在一些场合可以替代金属材料来制造抽油泵。从这个思路出发，安东石油技术有限公司自主设计研发了AOM特种陶瓷抽油泵系列产品，其中AOM特种陶瓷防腐泵适用于原油中含H2S、CO2以及其他腐蚀介质的油井，避免了常规抽油泵由于腐蚀造成的涂层剥落、点蚀。AOM特种陶瓷抽油泵主要适用于注蒸气驱稠油开采高温井中，具有使用寿命长、在长时间内保持高泵效等优点。 

    AOM特种陶瓷抽油泵在辽河油田欢喜岭采油厂蒸气区块现场使用，共使用7井次，成功率100％，耐高温达279℃，对比井平均提高泵效15%。在克拉玛依重油公司六东稠油区块现场使用，顺利下入2口严重出砂井，这两口井下泵前启抽3天就卡泵，AOM特种陶瓷抽油泵下井至今已有102天，生产正常。