馬玉寧 王小玲 付彥麗
摘要:抽油泵是有桿采油工作方式中最關(guān)鍵的設備,它的是否正常直接關(guān)系到采油效率的高低。抽油泵在井下工作環(huán)境復雜,受各種因素影響較多,導致抽油泵出現(xiàn)泵效降低問題,從而直接影響油井產(chǎn)量,降低采油效率。因此,為有效提高抽油泵泵效,本文針對影響抽油泵泵效的各方面因素進行了詳細分析,并提出了相應技術(shù)措施以有效提高抽油泵的泵效,進而達到增加油田產(chǎn)量與效益的目的。
關(guān)鍵詞:抽油泵泵效;影響因素;提高泵效措施
前言
游梁式抽油機-抽油泵采油裝置的應用是機械采油階段的主力采油方式,抽油泵的泵效指的是抽油井的實際產(chǎn)液量與抽油泵的理論排量的比值。抽油泵泵效的高低直接反映了抽油泵性能的好壞,直接影響著油井產(chǎn)量與效益。而抽油泵作為一種特殊形式的往復泵,
1.影響抽油泵泵效的因素
抽油泵泵效的高低反映了泵性能的好壞及抽油參數(shù)的選擇是否合適等。影響抽油泵泵效的因素歸納起來有抽油工作參數(shù)、設備因素、地質(zhì)因素以及其他因素等影響,下面詳細的展開分析。
1.1地質(zhì)因素影響
1.1.1油井出砂
(1)帶砂子油流沖刷閥球及閥座,破壞泵閥正常工作。
(2)出砂對抽油泵柱塞和襯套有磨損,增加了漏失量。
(3)嚴重時泵閥砂卡或砂埋。
1.1.2油井結(jié)蠟
(1)蠟沉積在泵閥上造成油流通道減小,使閥關(guān)閉不嚴,造成漏失。
(2)泵入口處及泵內(nèi)結(jié)蠟,使油流阻力增大,泵充不滿。
(3)嚴重時造成蠟卡。
1.1.3原油粘度高
(1)油流阻力大,固定閥和游動閥不易打開和關(guān)閉。
(2)抽油桿不易下行,影響泵的沖程。
(3)油流進泵阻力大,降低泵的充滿系數(shù),使泵效降低。
1.1.4井內(nèi)液體含有腐蝕性物質(zhì)
(1)腐蝕閥球及閥座,造成漏失。
(2)腐蝕使閥的材料變脆,易毀壞。
(3)腐蝕油管及抽油桿,使油管漏失、抽油桿斷脫。
1.1.5氣體的影響
(1)在抽汲過程中是氣和液兩相同時進泵。
由于氣體進泵,占據(jù)泵筒中部分容積,降低了泵中液體的充滿程度而使泵效降低。氣體影響嚴重時,甚至可能形成泵的“氣鎖”。所謂氣鎖是指大量氣體進入泵內(nèi)后,柱塞在上、下沖程中僅對泵內(nèi)氣體起壓縮和膨脹作用,固定閥打不開,油不能進泵,出現(xiàn)抽不出油來的現(xiàn)象。
(2)抽油井在正常生產(chǎn)時,抽油泵余隙容積的存在。
由于余隙容積的存在,減少了進油過程中進入泵筒內(nèi)的油量,而使泵效降低。
1.2采油工作參數(shù)的影響
如果抽油泵的抽油參數(shù)選擇不當,會降低泵效。
1.2.1抽油參數(shù)過大的影響
如果抽汲參數(shù)增大就表示理論排量增大,而如果抽油泵的理論排量遠遠大于油層供液能力,造成供液不足,泵效自然很低。
1.2.2柱塞移動速度的影響
當柱塞移動速度提高到一定程度后就會出現(xiàn):
(1)原油來不及充滿柱塞所讓出的空間,泵的充滿系數(shù)減小,使泵效下降。
(2)產(chǎn)生沖擊載荷,促使抽油桿更快的損壞。
1.2.3沉沒度的影響
從液體流動的阻力看,抽油泵的沉沒度受液體粘度、泵的結(jié)構(gòu)尺寸影響很大。在油井生產(chǎn)時,由于靜液面高度確定不合理(過?。霈F(xiàn)泵不能及時被液體充滿的現(xiàn)象,使泵的充滿系數(shù)降低,導致泵效降低。
1.2.4泵掛深度影響
由于上、下沖程過程中桿、管承受交變載荷而產(chǎn)生彈性伸縮,使柱塞沖程小于光桿沖程,從而減少了柱塞所讓出的體積,就會形成沖程損失,而泵掛深度過大使沖程損失過大,泵效降低。
1.3設備因素的影響
1.3.1泵的制造質(zhì)量。
1.3.2泵的安裝質(zhì)量。
1.3.3襯套與柱塞間隙配合選擇不當,或閥球與閥座不嚴等都會使泵效降低。
2.提高抽油泵效的措施
2.1提高油層供液能力
主要是提高和保持油層壓力,采用進攻性的增產(chǎn)增注措施,來提高油層的供液能力。
2.2合理選擇抽油泵,提高泵的質(zhì)量(檢修),保證泵的配合間隙及閥不漏
(1)選擇泵型:選擇依據(jù):根據(jù)原油產(chǎn)量、含砂、含水、氣油比、下泵深度及抽油機型號等因素來決定。
(2)選定泵徑:選擇依據(jù):在抽油機負荷允許的范圍內(nèi)選定泵徑,主要是根據(jù)產(chǎn)量大小及泵徑、沖程、沖數(shù)的關(guān)系來確定。
(3)選擇抽油泵的間隙:選擇依據(jù):要考慮漏失量、泵的機械磨損情況。泵的間隙大小要根據(jù)井中原油粘度、井溫、含砂量等資料來選。
2.3合理選擇抽油井工作參數(shù)(工作方式)
抽油井設備選定后,在保證產(chǎn)量的前提下,應以獲得最高的泵效為基本出發(fā)點來調(diào)整抽汲參數(shù)。確定選擇抽汲參數(shù)組合的一般原則:
(1)對于粘度不太大的常規(guī)抽油機井,在確定泵徑、沖程、沖數(shù)的配合時,一般應堅持長沖程、慢沖數(shù)、小泵徑的原則。
(2)對于原油比較稠的油井,在確定泵徑、沖程、沖數(shù)的配合時,一般應堅持長沖程、慢沖數(shù)、大泵徑的原則。
(3)對于連噴帶抽抽油機井,在確定泵徑、沖程、沖數(shù)的配合時,一般應堅持長沖程、快沖數(shù)、大泵徑的原則。
2.4確定合理的下泵深度和合理的沉沒度
(1)由沖程損失的計算可知,下泵深度越小,沖程損失越小,泵效越高。(需精確計算)
(2)根據(jù)充滿系數(shù)的計算及氣體的影響原理可知,沉沒度越大即下泵深度越大,泵吸入口處的沉沒壓力越高,氣體影響越小。(需精確計算)
2.5減少沖程損失
由于沖程損失是由彈性變形產(chǎn)生的,是抽油桿柱、油管柱彈性變形的總和。
(1)采用油管錨使油管柱下部固定,以減少由于油管柱變形而引起的沖程損失。
(2)采用高強度的抽油桿,以減少由于抽油桿柱柱變形而引起的沖程損失。
2.6減少氣體影響
通過對泵的兩相抽汲過程分析可知,氣體對抽油泵泵效的影響進行分析,可以看出泵的充滿系數(shù)越大→泵的充滿程度越高→泵效越高。因此:
2.6.1β與K有關(guān),K值越小→β值越大→泵效越高。
減小K值途徑:
(1)在保證柱塞不撞擊固定閥前提下,盡量減小防沖距。
(2)在滿足排量要求前提下,盡量采用慢沖數(shù)、長沖程的組合方法。
2.6.2β與R有關(guān),R值越小→β值越大→泵效越高。
減小R值途徑:
(1)在保證柱塞不撞擊固定閥前提下,盡量減小防沖距。
(2)加大泵掛深度。
(3)安裝氣錨(井下油氣分離器)。為提高高氣液比井泵筒的充滿系數(shù),研究了螺旋氣錨、多杯等流型氣錨等防氣技術(shù)。
2.7防止砂、蠟、水及腐蝕介質(zhì)對泵的侵害
采用清防砂方法、清防蠟方法、堵水方法、使用特種泵等來防止砂、蠟、水及腐蝕介質(zhì)對泵的侵害,提高抽油泵的泵效。
2.8改善抽油泵的材料
采用耐磨材料加工成的泵可減輕砂磨引起的漏失;采用耐腐蝕材料加工成的泵防止泵受腐蝕引起的漏失和破壞。
2.9加強抽油井的維修作業(yè),提高泵效
確定抽油井的合理修井周期,使油井、抽油泵保持正常的工作狀態(tài)。
3.結(jié)束語
泵效是反應抽油設備工作效率及管理水平的重要指標。通過分析得出影響抽油機泵效的主要因素有抽油工作參數(shù)、設備因素、地質(zhì)因素以及其他因素,在油井的生產(chǎn)過程中,為了能夠有效提高抽油機的采油效率及油田開發(fā)的整體效益,就要對抽油機的泵效進行改善。而這幾個參數(shù)的選擇和優(yōu)化則直接決定了抽油泵泵效的高低,因此從供液能力、工藝參數(shù)、配套工藝等方面提出技術(shù)改進措施,從而找到合理有效的提高泵效措施。
參考文獻
[1]王春江. 抽油泵泵效影響因素分析及治理方法研究[J].石油地質(zhì)與工程.2017,15(3):103-106.
(作者單位:中國石油長慶油田分公司第一采油廠)