杜森 何成海 張小軍

摘要：在油田開采的過(guò)程中，卡泵現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，使得油井作業(yè)不能正常運(yùn)行。為了改善這一問(wèn)題，引入了一種抽油泵保護(hù)裝置，該裝置可有效防止泵缸和柱塞的泵送現(xiàn)象，提高泵的使用壽命，延長(zhǎng)檢測(cè)周期。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)在泵上安裝保護(hù)裝置，對(duì)比未安裝保護(hù)裝置的抽油泵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該裝置可以有效地防止由于泵缸中產(chǎn)生的流體雜質(zhì)的沉積而引起的泵卡和桿卡等現(xiàn)象、減緩油井的打蠟和結(jié)垢；對(duì)于壓裂后井筒中殘留砂和泥漿含量高的油井，雜質(zhì)收集效果明顯，裝置可長(zhǎng)期在井下隨抽油桿舉升自動(dòng)張介，隨時(shí)防止泵卡和極卡，釋放油井堵塞，延長(zhǎng)泵檢查周期；對(duì)于扶余油層井深產(chǎn)量低的油井，這種裝置具有顯著收集涌入整筒泵內(nèi)雜質(zhì)提高泵效的能力可作為扶余層低產(chǎn)井的一種輔助增產(chǎn)手段。

關(guān)鍵詞：抽油泵；油井；油田；保護(hù)裝置

引言：

在石油開發(fā)過(guò)程中，油田開采面臨的環(huán)境越來(lái)越惡劣，諸多油井的產(chǎn)量不斷下降，同時(shí)，伴隨油井吐砂、卡泵等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響油井的生產(chǎn)能力，減少了油井的維護(hù)期，制約了油田的發(fā)展。有的油田部分地質(zhì)為砂巖地層，在石油開采過(guò)程中，很容易造成泵漏現(xiàn)象，導(dǎo)致油井不能正常生產(chǎn)，特別是當(dāng)油井停產(chǎn)時(shí)，沙子會(huì)迅速沉淀，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致卡泵和砂埋等現(xiàn)象[1，2]。同時(shí)，在油田開發(fā)后期，由于油井桿和管偏磨，井筒中存在大量油井桿管磨損碎屑。由于重力和其他原因，井筒中的碎屑雜質(zhì)落入泵中，并且也容易引起卡泵現(xiàn)象。頻繁的卡泵嚴(yán)重影響油井的正常生產(chǎn)，這可能導(dǎo)致油井停產(chǎn)和停抽；它還增加了泵的檢查周期和修井次數(shù)，直接增加了原油的開采成本。

1抽油泵保護(hù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)

抽油泵保護(hù)裝置是自接連在抽油泵上端在作業(yè)下油管和抽油桿時(shí)安裝于井筒內(nèi)，它主要由兩部分組成，分別為上保護(hù)裝置和下保護(hù)裝置。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括游動(dòng)關(guān)閉閥、收集空間、閉介器、內(nèi)管外管等組成，如圖1所示：

1.2 工作原理

（1）抽油泵上保護(hù)裝置工作原理

油泵上的保護(hù)裝置直接連接在油泵的聯(lián)軸器和油管柱之間，并收集落在管柱中的油砂，部分磨屑等。作業(yè)下管柱時(shí)，抽油泵上保護(hù)裝置處于關(guān)閉狀態(tài)，管柱內(nèi)壁銹皮等雜物順著開啟器的半球面進(jìn)入收集腔內(nèi)[3，4]。抽油機(jī)上行時(shí)柱塞向上運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)油液向上，將開合器及游動(dòng)閥打開，油液順利進(jìn)入管柱抽出地面管匯。當(dāng)抽油機(jī)下降或停止時(shí)，開啟器關(guān)閉，游動(dòng)閥下行以覆蓋開啟器（雙重保護(hù)），并且碎屑或油砂從游泳閥和開口錐轉(zhuǎn)移到收集腔。當(dāng)收集室中的碎屑超過(guò)開啟器的高度時(shí)，開合器將其與油泵分離，并且油泵正常工作，并且溢出部分通過(guò)油液脈沖動(dòng)力排出管柱。由于上保護(hù)裝置收集室的功能，油泵的泵缸始終處于清潔狀態(tài)，有效地防止了泵缸和柱塞的泵送現(xiàn)象。泵的使用壽命增加，泵檢查周期延長(zhǎng)。

（2）抽油泵下保護(hù)裝置工作原理

下部保護(hù)裝置直接連接到泵的固定泵端。液體通過(guò)保護(hù)裝置的排孔進(jìn)入內(nèi)腔，順著螺旋形螺旋葉片向下形成渦流。在離心力的作用下，相關(guān)的氣體，油，油砂等最初被分離。伴生氣通過(guò)上排孔溢流進(jìn)入套管，油砂沉入尾管，實(shí)現(xiàn)了分離過(guò)濾的功能。由于進(jìn)入泵筒的油是干凈的，柱塞和泵管在良好的潤(rùn)滑工作狀態(tài)下，有效防止了泵缸和柱塞的泵送現(xiàn)象，提高了泵的工作壽命，延長(zhǎng)了泵的檢查周期。

2保護(hù)裝置使用效果分析

在西部某油田選取55個(gè)抽油泵進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用保護(hù)裝置，其中檢泵井50口，壓裂井5口，所有井均正常生產(chǎn)。措施后平均生產(chǎn)數(shù)據(jù)如表1所示。

通過(guò)上邊的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，可以知道：

（1）可看出措施井在安裝完后該裝置平均日產(chǎn)液、平均日產(chǎn)油有小幅增加；油井沉沒度上升62米，為沉沒度介理區(qū)間內(nèi)理想值，使井筒與油層壓力平衡關(guān)系更趨于介理，抽油機(jī)工況得到改善，泵效有所提高，減緩抽油泵的剛性損傷。

（2）為防比間抽井頻繁起機(jī)，導(dǎo)致停機(jī)時(shí)油管內(nèi)雜物回落泵筒卡死活塞，共安裝巧日間抽井，根據(jù)前線班報(bào)表起、關(guān)井記錄，在起機(jī)時(shí)未出現(xiàn)一起泵卡現(xiàn)象，延長(zhǎng)了洗井周期。

以上數(shù)據(jù)說(shuō)明，抽油泵防卡保護(hù)裝置應(yīng)用效果良好。

3結(jié)論

（1）該裝置可以避免地層中沙子和各種固相物質(zhì)吸入油泵，完全防止從采油管中脫落各種銹塊，扶正器件、垢塊和油桿，以及定向井偏磨鐵削掉入泵筒中。

（2）在保護(hù)器有效期內(nèi)，不影響油井產(chǎn)量和其他措施的實(shí)施，減少了修井停采次數(shù)，抽油泵損耗。相對(duì)達(dá)到了增產(chǎn)、增效、節(jié)能的目的。

（3）對(duì)于壓裂措施井，該裝置可有效避免從炮眼涌入井筒內(nèi)的殘砂落入泵筒，從而避免泵的剛性損傷，延長(zhǎng)壓裂井有效期，使之成為高產(chǎn)油井的有效保護(hù)工具。

參考文獻(xiàn)

[1] 李泉富.抽油泵防卡保護(hù)裝置在外圍油田的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[J].化學(xué)工程與裝備，2018（06）：132-134.

[2] 賀雪紅.多功能抽油泵保護(hù)裝置在靖邊油田的應(yīng)用[J]. 遼寧化工，2016（8）：1017-1018.

[3] 陳建民.油泵保護(hù)裝置[J].機(jī)械工人：冷加工，1989（10）：41.

[4] 鐘新蘭.抽油泵保護(hù)裝置的研究與應(yīng)用[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2012（7）：48-48.

作者簡(jiǎn)介：杜森，1980年11月生，漢族，本科，畢業(yè)于西安石油大學(xué)，工程師，主要從事油田開發(fā)方面的工作。

（作者單位：延長(zhǎng)油田股份有限公司靖邊采油廠）