抽油泵快速固定閥的改進設(shè)計通過對改進的抽稠油用泵快速復位固定閥與在用固定閥的力學分析，結(jié)合現(xiàn)場試用情況，認為改進的固定閥確實具有防漏、防滯后動作的功能，泵效也隨之有所提高。開采稠油的抽油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(guān)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(guān)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(guān)閉時閥芯瞬間受力方程式為：
    開啟瞬間　F1-FW．sinβ-F2-F3＞0；                                  (1)
    關(guān)閉瞬間　F3+FW．sinβ+F2-F1＞0。                                  (2)
    現(xiàn)有在用固定閥開啟、關(guān)閉時閥芯瞬間受力方程式為：
    開啟瞬間　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＞1mm2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(guān)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F3=10～20 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，如圖3所示。
   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780t，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(guān)閉滯后和漏失問題，它可適用于現(xiàn)有的各種抽油泵中。