抽油泵剪切式泄油器的改进与运用探析
泄油器主要是为了防止井场污染，方便修井工人在修井时通过它将油管中的原油排到井中。泄油器安装在抽油泵管柱中与油管连接，在抽油泵正常工作时，泄油口处于关闭状态，当需要修井作业时，则打开泄油孔，排除油管内液体，这样就可以保证起油管时油管内液体排入井中，避免原油溢出地面，污染环境，有利于文明施工。另外，还可以利用油管内的液体压井，减少对油层的污染。
目前，国内外都在完善和发展各种泄油器，总的看来，西方国家大多数井使用杆式泵，不需要专门配备泄油器。即使使用管式泵也多采用打捞固定阀的方式泄油。而我国，因管式泵价格较低，普遍使用，而泄油器的种类较少，且结构非常复杂，采用旋转油管泄油器方式较多。这种泄油器多采用摩擦块方式实现外套和芯管差动打开泄油孔。由于外径过大，堵死了环空测试通道，不适于我国多层开采。井下工具应当遵循在满足性能要求的前提下，结构愈简单愈好的设计原则。
油管泄油器的种类很多，按操作方式可以分为液压式和机械式两类。机械式又可分为一次性开启和重复开关两种，从发展趋势看，已向机械式重复开关的方向发展，以适应多次使用和操作方便的要求。在这里，简单介绍一下同类产品的结构、原理和使用情况以及液压式泄油器和机械式泄油器。
液压式油管泄油器是一次性开启类型，施工中一旦误操作，就必须起出油管柱，而且憋压值随机性很大，不易掌握。目前，液压式油管泄油器种类较多，但都大同小异，主要可以分为爆破式和憋压式两种。
爆破式油管泄油器的结构是在普通泄油器上安装一个金属爆破片，但内外压差达到极限强度时，爆破片爆破将油管内液体泄入井内。在使用中，必须根据油井情况选择爆破片。其计算原理为：泄油器内外压差×爆破片受压面积＝爆破片剪切面积×极限强度。
憋压式油管泄油器的结构是在泄油器外壳装一个用固定销固定的密封套，油管内憋压时形成泄油器内外压差，此压差作用在两个“O”型圈环行面积上的力来剪断销钉，泄油器即打开泄油。
机械式油管泄油器，是目前各油田都在研制抽油杆控制的泄油器，品种繁多，但它们都属于滑套式，其基本结构有三种：一是卡簧式；二是锁球式；三是凸轮式。
目前卡簧式油管泄油器品种繁多，但都大同小异。结合其结构特点可归纳为两种：一种是滑套上下两端都有卡簧，另一种是滑套一端有卡簧。这类泄油器操作简单，安全可靠，并可重复，而且有自锁装置的优点，但由于井下腐蚀和砂、蜡卡等原因，在井下时间久了容易失灵，故现场使用不广泛。
固定阀拨偏式泄油器也具有结构简单、可重复使用、能自锁的优点，但由于换向结构中的弹簧长期在井下腐蚀或砂、蜡卡等原因，在井下时间久了容易失灵，故现场使用不是很多。
一、泄油器的缺点
目前，油田现场使用的泄油器主要有以下几方面的缺点：
1. 泄油器打不开、打开关不上和卡活塞。
2. 污染井面严重，浪费大量原油。
3. 结构复杂，价格昂贵。
4. 通用性差。
5. 难于操作，安装复杂，增加了工人劳动强度。
二、剪切式泄油器的技术性能
鉴于以上方面的不足，新疆油田公司准东采油厂现在使用剪切式泄油器，克服了以上各方面的缺点。下面就这种泄油器的结构、工作原理、特点、规格等逐一加以叙述。
1. 结构。剪切式泄油器结构主要有泄油器主体、泄油塞和O 型圈组成(见图1) 。
（1）油器主体：采用调质45＃ 钢，强度高，内外扣都采用API 标准的油管扣连接，可以接到油井任何部位，而且，其表面经过磷化处理后，耐腐蚀，螺纹表面由于有磷化盐在高挤压力下不容易黏扣，密封效果好。
（2）泄油塞：采用特殊黄钢制作，强度高，耐腐蚀。
（3）O 型圈：采用耐油橡胶制作，不容易老化疲劳，也不容易变形。
2. 工作原理。剪切式泄油器接在管式抽油泵的固定凡尔球上部，在抽油泵正常工作时，随抽油泵一起下井，泄油孔处于关闭状态。当需要修井时，将管式泵的活塞从泵筒中提出，放至井场，这时修井工人将直径为20mm ，长1.5m ～2m 的钢筋投入油管管柱中将泄油塞打断。管柱中的液体则从泄油塞孔流入套管环空中，这时就可以提出油管正常修井。油管内的油也不会流到井场，避免污染环境。
3. 特点。由于泄油器的环保作用，它主要有以下特点：（1）结构简单，价格低廉；（2）由于采用的都是高强度耐腐蚀的材料，不易生锈，发生腐蚀，从而提高了使用寿命；（3）通用性强；（4）采用大斜角引导锥面，绝对不会出现打不开泄油器的现象；（5）操作方便，便于安装。
4. 规格。规格系列化，连接螺纹有2″TBG，2″UPTBG ，27/8″TBG ，27/8″UPTBG ，3″UPTBG，油管扣螺纹执行标准GB/T9253.2。
三、改进后的剪切式泄油器与同类产品的比较
新式剪切式泄油器是笔者设计的第二代产品，经过无数次的现场使用，经过不断克服现场不足而来的。
在产品开发前，现场使用剪切式泄油器的引棒倾角为120°时，经常存在打不开泄油器的情况。通过现场反映和我们的不断努力研究发现，主要是由于它的倾角太大的缘故。当在修井时，使用的撞击棒在投下的过程中，由于种种原因，使撞击棒和泄油器的对中性不好，从而造成撞击棒在下落的过程中，当棒到达最底部的倾角处时，与倾斜面发生碰撞，从而使棒的冲击速度减小很多，当撞击棒到达泄油器的保险销处时，速度就不是很大了，撞不断保险销，因而无法打开泄油器。
经过不断现场实验，笔者设计出第二代泄油器。改进后的剪切式泄油器，它的倾角为60°，克服了打不开泄油器的现象。大倾角引导锥面，使撞击棒到达保险销处时，保证了它的冲击能量，从而有足够大的力来撞断保险销，打开泄油器。
笔者设计的第二代剪切式泄油器，采用大锥面斜面打孔的办法，从而克服了卡活塞的现象。通过反复碰泵实践，抽油泵活塞再没有发生卡在泄油器上的事故。
四、实际开发与运用情况
笔者从2003 年6 月份成功研制第二代剪切式泄油器以来，在加工中，由于锥面较大，在其上面钻孔比较困难，便采用了淬火导套的办法，分两次钻孔。第一次钻孔采用特殊钻头防止侧滑，第二次钻孔采用加长钻头，解决了斜面钻孔的问题。我们使用数控车床加工油管内扣和外扣，采用标准油管环规塞规加工检验泄油器油管扣，解决了批量生产，并且产品质量稳定。
五、结论
自从第二代泄油器投入使用以来，抽油泵没有因为泄油器问题返工，深受现场操作人员欢迎。现在产品在油田使用8 年，用户反映良好。第二代泄油器克服了过去泄油器存在的种种不足，为现场文明施工和保护环境，提供了有力保障，而且，它的结构简单，便于操作与安装，大大减少了工人的劳动强度。
抽油泵剪切式泄油器的改进与运用探析
泄油器主要是为了防止井场污染，方便修井工人在修井时通过它将油管中的原油排到井中。泄油器安装在抽油泵管柱中与油管连接，在抽油泵正常工作时，泄油口处于关闭状态，当需要修井作业时，则打开泄油孔，排除油管内液体，这样就可以保证起油管时油管内液体排入井中，避免原油溢出地面，污染环境，有利于文明施工。另外，还可以利用油管内的液体压井，减少对油层的污染。
目前，国内外都在完善和发展各种泄油器，总的看来，西方国家大多数井使用杆式泵，不需要专门配备泄油器。即使使用管式泵也多采用打捞固定阀的方式泄油。而我国，因管式泵价格较低，普遍使用，而泄油器的种类较少，且结构非常复杂，采用旋转油管泄油器方式较多。这种泄油器多采用摩擦块方式实现外套和芯管差动打开泄油孔。由于外径过大，堵死了环空测试通道，不适于我国多层开采。井下工具应当遵循在满足性能要求的前提下，结构愈简单愈好的设计原则。
油管泄油器的种类很多，按操作方式可以分为液压式和机械式两类。机械式又可分为一次性开启和重复开关两种，从发展趋势看，已向机械式重复开关的方向发展，以适应多次使用和操作方便的要求。在这里，简单介绍一下同类产品的结构、原理和使用情况以及液压式泄油器和机械式泄油器。
液压式油管泄油器是一次性开启类型，施工中一旦误操作，就必须起出油管柱，而且憋压值随机性很大，不易掌握。目前，液压式油管泄油器种类较多，但都大同小异，主要可以分为爆破式和憋压式两种。
爆破式油管泄油器的结构是在普通泄油器上安装一个金属爆破片，但内外压差达到极限强度时，爆破片爆破将油管内液体泄入井内。在使用中，必须根据油井情况选择爆破片。其计算原理为：泄油器内外压差×爆破片受压面积＝爆破片剪切面积×极限强度。
憋压式油管泄油器的结构是在泄油器外壳装一个用固定销固定的密封套，油管内憋压时形成泄油器内外压差，此压差作用在两个“O”型圈环行面积上的力来剪断销钉，泄油器即打开泄油。
机械式油管泄油器，是目前各油田都在研制抽油杆控制的泄油器，品种繁多，但它们都属于滑套式，其基本结构有三种：一是卡簧式；二是锁球式；三是凸轮式。
目前卡簧式油管泄油器品种繁多，但都大同小异。结合其结构特点可归纳为两种：一种是滑套上下两端都有卡簧，另一种是滑套一端有卡簧。这类泄油器操作简单，安全可靠，并可重复，而且有自锁装置的优点，但由于井下腐蚀和砂、蜡卡等原因，在井下时间久了容易失灵，故现场使用不广泛。
固定阀拨偏式泄油器也具有结构简单、可重复使用、能自锁的优点，但由于换向结构中的弹簧长期在井下腐蚀或砂、蜡卡等原因，在井下时间久了容易失灵，故现场使用不是很多。
一、泄油器的缺点
目前，油田现场使用的泄油器主要有以下几方面的缺点：
1. 泄油器打不开、打开关不上和卡活塞。
2. 污染井面严重，浪费大量原油。
3. 结构复杂，价格昂贵。
4. 通用性差。
5. 难于操作，安装复杂，增加了工人劳动强度。
二、剪切式泄油器的技术性能
鉴于以上方面的不足，新疆油田公司准东采油厂现在使用剪切式泄油器，克服了以上各方面的缺点。下面就这种泄油器的结构、工作原理、特点、规格等逐一加以叙述。
1. 结构。剪切式泄油器结构主要有泄油器主体、泄油塞和O 型圈组成(见图1) 。
（1）油器主体：采用调质45＃ 钢，强度高，内外扣都采用API 标准的油管扣连接，可以接到油井任何部位，而且，其表面经过磷化处理后，耐腐蚀，螺纹表面由于有磷化盐在高挤压力下不容易黏扣，密封效果好。
（2）泄油塞：采用特殊黄钢制作，强度高，耐腐蚀。
（3）O 型圈：采用耐油橡胶制作，不容易老化疲劳，也不容易变形。
2. 工作原理。剪切式泄油器接在管式抽油泵的固定凡尔球上部，在抽油泵正常工作时，随抽油泵一起下井，泄油孔处于关闭状态。当需要修井时，将管式泵的活塞从泵筒中提出，放至井场，这时修井工人将直径为20mm ，长1.5m ～2m 的钢筋投入油管管柱中将泄油塞打断。管柱中的液体则从泄油塞孔流入套管环空中，这时就可以提出油管正常修井。油管内的油也不会流到井场，避免污染环境。
3. 特点。由于泄油器的环保作用，它主要有以下特点：（1）结构简单，价格低廉；（2）由于采用的都是高强度耐腐蚀的材料，不易生锈，发生腐蚀，从而提高了使用寿命；（3）通用性强；（4）采用大斜角引导锥面，绝对不会出现打不开泄油器的现象；（5）操作方便，便于安装。
4. 规格。规格系列化，连接螺纹有2″TBG，2″UPTBG ，27/8″TBG ，27/8″UPTBG ，3″UPTBG，油管扣螺纹执行标准GB/T9253.2。
三、改进后的剪切式泄油器与同类产品的比较
新式剪切式泄油器是笔者设计的第二代产品，经过无数次的现场使用，经过不断克服现场不足而来的。
在产品开发前，现场使用剪切式泄油器的引棒倾角为120°时，经常存在打不开泄油器的情况。通过现场反映和我们的不断努力研究发现，主要是由于它的倾角太大的缘故。当在修井时，使用的撞击棒在投下的过程中，由于种种原因，使撞击棒和泄油器的对中性不好，从而造成撞击棒在下落的过程中，当棒到达最底部的倾角处时，与倾斜面发生碰撞，从而使棒的冲击速度减小很多，当撞击棒到达泄油器的保险销处时，速度就不是很大了，撞不断保险销，因而无法打开泄油器。
经过不断现场实验，笔者设计出第二代泄油器。改进后的剪切式泄油器，它的倾角为60°，克服了打不开泄油器的现象。大倾角引导锥面，使撞击棒到达保险销处时，保证了它的冲击能量，从而有足够大的力来撞断保险销，打开泄油器。
笔者设计的第二代剪切式泄油器，采用大锥面斜面打孔的办法，从而克服了卡活塞的现象。通过反复碰泵实践，抽油泵活塞再没有发生卡在泄油器上的事故。
四、实际开发与运用情况
笔者从2003 年6 月份成功研制第二代剪切式泄油器以来，在加工中，由于锥面较大，在其上面钻孔比较困难，便采用了淬火导套的办法，分两次钻孔。第一次钻孔采用特殊钻头防止侧滑，第二次钻孔采用加长钻头，解决了斜面钻孔的问题。我们使用数控车床加工油管内扣和外扣，采用标准油管环规塞规加工检验泄油器油管扣，解决了批量生产，并且产品质量稳定。
五、结论
自从第二代泄油器投入使用以来，抽油泵没有因为泄油器问题返工，深受现场操作人员欢迎。现在产品在油田使用8 年，用户反映良好。第二代泄油器克服了过去泄油器存在的种种不足，为现场文明施工和保护环境，提供了有力保障，而且，它的结构简单，便于操作与安装，大大减少了工人的劳动强度。