抽油泵快速固定閥的改進(jìn)設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)改進(jìn)的抽稠油用泵快速?gòu)?fù)位固定閥與在用固定閥的力學(xué)分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試用情況，認(rèn)為改進(jìn)的固定閥確實(shí)具有防漏、防滯后動(dòng)作的功能，泵效也隨之有所提高。開(kāi)采稠油的抽油泵常暴露的問(wèn)題是兩漏現(xiàn)象，即抽取的井液易從固定閥和游動(dòng)閥處漏失。對(duì)勝利石油管理局樂(lè)安油田的稠油開(kāi)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析和理論推測(cè)認(rèn)為，現(xiàn)有在用的普通型固定閥對(duì)抽直井和斜井內(nèi)的稠油顯得很不適應(yīng)，客觀上需求一種改進(jìn)型固定閥，以一改固定閥關(guān)閉滯后及偏磨等現(xiàn)象，達(dá)到提高泵效的目的。

1　快速?gòu)?fù)位固定閥的工作原理
稠油用泵的活塞上行時(shí)，快速?gòu)?fù)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(shí)，當(dāng)稠油用泵的活塞下行時(shí)，泵筒壓力增大，其閥芯在彈力和重力的作用下迅速關(guān)閉泵筒，從而提高泵的充滿(mǎn)系數(shù)，達(dá)到提高泵效的目的。

2　快速?gòu)?fù)位固定閥與現(xiàn)有固定閥的力學(xué)對(duì)比分析
快速?gòu)?fù)位固定閥開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)閥芯瞬間受力方程式為：
開(kāi)啟瞬間　F1-FW．sinβ-F2-F3＞0； (1)
關(guān)閉瞬間　F3+FW．sinβ+F2-F1＞0。 (2)
現(xiàn)有在用固定閥開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)閥芯瞬間受力方程式為：
開(kāi)啟瞬間　F1-FW．sinβ-F2＞0； (3)
關(guān)閉瞬間　FW．sinβ+F2-F1-ΔAp1＞0。 (4)
從式(4)可知，活塞下行關(guān)閉瞬間F2=F1，則可簡(jiǎn)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(dāng)p1在8.5～15.5 MPa范圍內(nèi)；ΔA＞1mm2時(shí)，則式(5)不成立，即現(xiàn)有在用的固定閥漏失嚴(yán)重或滯后。
由式(2)可知，活塞下行關(guān)閉瞬間，F(xiàn)2=F1，則式(2)恒成立，即快速?gòu)?fù)位固定閥不存在滯后或漏失現(xiàn)象。
快速?gòu)?fù)位固定閥在開(kāi)啟瞬間所增加的壓力差Δp為：Δp≥F3/ΔA。
當(dāng)取F3=10～20 N時(shí)，則Δp=350～700 Pa。
從計(jì)算結(jié)果表明，快速?gòu)?fù)位固定閥所施加的彈力對(duì)閥的開(kāi)啟影響是微乎其微的。

3　結(jié)構(gòu)組成
快速?gòu)?fù)位固定閥由上、下接箍、短接、定位銷(xiāo)、閥芯、彈簧、擋板等組成，如圖3所示。
改進(jìn)的固定閥與在用的普通固定閥結(jié)構(gòu)比較有如下改進(jìn)，即閥球改為球閥芯，增大了過(guò)流通道；自由回落改為彈力輔助回落。

4　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
1997年2月開(kāi)始投向現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)共7口井，平均泵效提高28%，增產(chǎn)油780t，平均延長(zhǎng)生產(chǎn)周期21 d。

5　特點(diǎn)
快速?gòu)?fù)位固定閥比在用的普通固定閥在稠油開(kāi)采中具有如下特點(diǎn)：
a)　閥球回落速度比普通型快1.5倍。
b)　底座過(guò)流面積比普通型大，是在用同型號(hào)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?gòu)?fù)位固定閥明顯地解決關(guān)閉滯后和漏失問(wèn)題，它可適用于現(xiàn)有的各種抽油泵中。