張德龍 姚偉健 徐彤

摘要：機(jī)械采油階段的主要采油方法，是游梁式抽油機(jī)-抽油泵采油裝置的使用，為了提高抽油泵的效率，充分分析影響抽油泵效率的因素，并采取相應(yīng)的有效的解決方法，提高抽油泵的效率，保證抽油系統(tǒng)的高效率，以達(dá)到提高油田的經(jīng)濟(jì)效益的目的。

關(guān)鍵詞：抽油泵;漏失;泵效

油田在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中，隨著地層壓力下降，油井失去自噴能力需要人工舉升的方式進(jìn)行開(kāi)采，抽油機(jī)舉升是目前最常見(jiàn)的人工舉升方式。2018年某采油廠(chǎng)開(kāi)井741口，抽油機(jī)舉升的核心部件就是抽油泵，目前我廠(chǎng)平均泵效為41.86%，據(jù)統(tǒng)計(jì)低于平均泵效的井有347口，占總開(kāi)井?dāng)?shù)的47%，其中泵效低于20%的井有219口。這些低泵效油井嚴(yán)重制約了油井的產(chǎn)能，降低了系統(tǒng)效率，增加了開(kāi)采成本。為了提高油井產(chǎn)能，提高抽油泵的泵效，對(duì)抽油泵進(jìn)行一系列技術(shù)改進(jìn)將技術(shù)研究與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施相結(jié)合，起到了提高泵效的作用，并逐步形成了技術(shù)規(guī)模，取得了經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)，為低效油井的高效開(kāi)采提供了技術(shù)思路和治理手段。

1抽油泵的泵效

機(jī)械效率是人們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中十分重視的關(guān)鍵因素，決定了生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。井下抽油泵也有泵效，此泵效的定義為抽油泵的實(shí)際體積排量與理論排量體積得比值。抽油泵的工作原理是活塞的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)不斷的吸入、排出液體，井下油液可以抽及到地面上是依賴(lài)著活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)和三抽設(shè)備的協(xié)力運(yùn)行配合達(dá)成的。此三抽設(shè)備則是指抽油系統(tǒng)的三部分：地面抽油機(jī)、中間抽油桿與井下抽油泵。首先，施加動(dòng)力向地面抽油機(jī)，中間抽油桿則是作為動(dòng)力的中間傳輸設(shè)備，將動(dòng)力傳下井下抽油泵的活塞，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)直至將液體抽至地面。綜上可見(jiàn)，抽油泵的泵效與地面抽油機(jī)、中間抽油桿、油管與活塞的工作均有關(guān)系，提高泵效的同時(shí)應(yīng)進(jìn)行多方考慮，技術(shù)改革時(shí)應(yīng)從多角度出發(fā)，但基于液體產(chǎn)量受多因素影響的實(shí)際情況，一般井下抽油泵的泵效達(dá)80%，即可滿(mǎn)足油田生產(chǎn)需要。

2影響井下抽油泵泵效的因素

2.1抽油桿柱和油管柱的彈性變形

作為抽油設(shè)備組成部分的抽油桿、抽油柱、油管柱均為抽油過(guò)程中動(dòng)力傳遞的系統(tǒng)，所以在抽油過(guò)程中，長(zhǎng)時(shí)受力、承受交變載荷的作用，向作用力方向發(fā)生形變，受到拉力作用則會(huì)伸長(zhǎng)，受到壓力作用則會(huì)縮短。若是處于彈性限度中的形變，伸長(zhǎng)與縮短是可恢復(fù)原狀的，若是超出彈性限度發(fā)生的形變是無(wú)法恢復(fù)的，會(huì)導(dǎo)致抽油桿、抽油柱因受拉伸或擠壓而破裂，無(wú)法將液體抽至地面，其修復(fù)方法也必須于井下進(jìn)行維護(hù)后才可以繼續(xù)抽油工程。

除上述部位的破損影響泵效外，活塞的工作也會(huì)影響泵效。井下抽油泵排除液體的體積計(jì)算原理為泵筒的截面積與活塞行程的乘積，所活塞受損會(huì)影響其彈性伸縮，進(jìn)而影響活塞的作業(yè)行程，活塞的行程變短則會(huì)導(dǎo)致抽取液體體積減少，泵效顯著降低。

2.2氣體和充不滿(mǎn)的影響

在抽油過(guò)程中，由于密封措施不完善，會(huì)導(dǎo)致有大量氣體進(jìn)入抽油泵中，這部分氣體會(huì)占據(jù)抽油泵的一部分體積，使得液體無(wú)法進(jìn)入，而且會(huì)產(chǎn)生氣壓，加大液體進(jìn)入難度，導(dǎo)致進(jìn)入泵中的液體明顯減少，而且稠油的流動(dòng)速度緩慢，在進(jìn)泵之前便已進(jìn)入抽油泵的排出過(guò)程，顯然導(dǎo)致井下抽油泵泵效降低。

2.3泵漏失的影響

井下抽油泵的密封性較差，不僅可以進(jìn)入氣體影響泵效，甚至可以在抽油過(guò)程中出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。依據(jù)漏油部位與機(jī)理可分為泵吸入端漏失、泵排出端漏失、泵排出閥漏失、活塞與泵缸間隙漏失等。泵的吸入端與排出端漏失會(huì)影響液體的吸入體積與排出體積，均會(huì)較明顯降低泵的泵效。泵的排出閥或泄油器不嚴(yán)也會(huì)影響體積，進(jìn)而影響泵效。除液體體積造成的影響外，泵效的降低也可能是由于抽油泵本身質(zhì)量不合格導(dǎo)致的，如活塞與泵缸間隙漏失這類(lèi)情況。

2.4地質(zhì)因素影響泵效

井下抽油泵的泵效除于其自身有關(guān)外，還與施工開(kāi)采處的地質(zhì)地理情況有著密不可分的關(guān)系。若是油層結(jié)構(gòu)過(guò)于堅(jiān)硬，會(huì)導(dǎo)致抽油泵的沉沒(méi)度較低，影響液體的進(jìn)入;若是油層結(jié)構(gòu)松軟且多砂質(zhì)，有可能會(huì)導(dǎo)致抽油泵下泵的過(guò)程中，油層受到水力的沖擊，出現(xiàn)油層混合砂質(zhì)，可能會(huì)導(dǎo)致大量砂石顆粒倒灌入抽油泵中，影響抽油的壓力，更為嚴(yán)重者則會(huì)造成砂石顆粒將抽油泵堵塞，使抽油泵無(wú)法正常工作。

3提高泵效的技術(shù)措施

當(dāng)今社會(huì)注重經(jīng)濟(jì)效益與工作效率，在與油井相關(guān)的工作中也有所體現(xiàn)。將抽油泵泵效作為評(píng)價(jià)機(jī)械采油效率的重要指標(biāo)之一，此標(biāo)準(zhǔn)也可作為衡量抽油設(shè)備管理水平的指標(biāo)，所以，在抽油機(jī)井的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了系列提高井下抽油泵效的技術(shù)措施，旨在確保油層的供液能力可滿(mǎn)足需求，將油井的開(kāi)采量不斷提升，完善抽油系統(tǒng)的功能，將機(jī)械采油的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化。但在提高井下抽油泵泵效的同時(shí)，也應(yīng)注重抽油設(shè)備的質(zhì)量維護(hù)，控制對(duì)抽油機(jī)設(shè)備產(chǎn)生不利影響的情況出現(xiàn)，如抽油機(jī)井的低泵效，采取有效保護(hù)維修措施延長(zhǎng)抽油系統(tǒng)的使用壽命，創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

3.1優(yōu)化油井工作制度

油田開(kāi)采也應(yīng)需要制定詳細(xì)的工作制度，不斷完善工作制度后依照制度進(jìn)行施工，確保工程的質(zhì)量與效率。而井下抽油的工作制度要點(diǎn)則應(yīng)包括生產(chǎn)壓差、泵的直徑、沖程與沖次，對(duì)其進(jìn)行合理的規(guī)劃與確定，確?？梢愿咝浜线M(jìn)行施工。但依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)規(guī)律，長(zhǎng)沖程、慢充次、小泵徑的配合屬于較高效的硬件設(shè)備組合，可以較好的達(dá)到高泵效。但之后也應(yīng)及時(shí)、周期性對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、檢修與保養(yǎng)，確保抽油泵在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備的使用年限。若在制定工作計(jì)劃前已選定抽油機(jī)，所以應(yīng)在滿(mǎn)足抽油機(jī)的正常運(yùn)行的情況下選擇最合理的抽汲參數(shù)，提高井下抽油泵的泵效。

3.2減少氣體的影響

減少氣體對(duì)于抽油泵的影響則是對(duì)抽油泵進(jìn)行完善的密封處理，防治氣體進(jìn)入抽油泵中導(dǎo)致泵效降低。其中可以采取的方式有較為直接的在抽油泵的進(jìn)口處安裝油氣分離器，一方面將在泵內(nèi)的氣體分離出去，另一方面則是防止氣體進(jìn)入抽油泵中，雙管齊下減少氣體對(duì)于抽油泵體積的占有情況，將氣體對(duì)于液體進(jìn)入與排出的影響降至最低，防止影響泵效。除上述方法外，還可以選擇氣錨分氣法，在井口處安裝氣錨與氣閥，可以增強(qiáng)對(duì)氣體的控制力，有效防止氣體進(jìn)入抽油泵中，提高抽油泵泵效。

3.3油管錨的使用

正確有效地使用油管錨，若是使用不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致油管柱在抽油的過(guò)程中伸長(zhǎng)或縮短，一旦油管發(fā)生了彈性形變，便有可能出現(xiàn)因油管柱變形導(dǎo)致的沖程損失問(wèn)題，使井下抽油泵泵效降低。所以為保障抽油設(shè)備的正常運(yùn)作，應(yīng)使用油管錨將油管柱下端進(jìn)行固定，防止發(fā)生形變，有效提高泵效與生產(chǎn)效率。

3.4延長(zhǎng)抽油泵的檢泵周期

井下抽油泵也如其他消耗品相同，隨使用年限的的增加，機(jī)器性能也會(huì)受到影響，所以應(yīng)定期對(duì)抽油泵進(jìn)行檢查，延長(zhǎng)使用壽命。油泵的檢查項(xiàng)目可包括調(diào)整油泵的間隙，防止出現(xiàn)活塞與泵缸間隙漏失而導(dǎo)致泵效降低，而且應(yīng)用小間隙運(yùn)行可提高泵效;也應(yīng)對(duì)抽油泵的檢泵周期進(jìn)行延長(zhǎng)，降低成本來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益。若抽油泵使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)交與相關(guān)檢修部門(mén)進(jìn)行檢泵維修，以便盡早可重新投入使用，滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，提高生產(chǎn)效率。

3.5提高油層的供液能力

提高井下抽油泵泵效除從抽油設(shè)備技術(shù)的改進(jìn)考慮外，應(yīng)從本質(zhì)的油層儲(chǔ)油供液方面進(jìn)行考慮。只有保持油層的油量與能量充足，抽油泵才可以持續(xù)工作。補(bǔ)充油層能量的優(yōu)先方法即為向油層中加強(qiáng)注水，注入水后油層的能量充足，供液能力則會(huì)相對(duì)加強(qiáng)，若油層無(wú)及時(shí)的能量補(bǔ)充，會(huì)導(dǎo)致能量過(guò)低，油層供應(yīng)不足，泵的沉沒(méi)度也隨之加大，下泵的深度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致抽油泵泵效顯著降低，甚至?xí)绊懗橛拖到y(tǒng)的正常運(yùn)作，無(wú)法滿(mǎn)足油田開(kāi)采的生產(chǎn)需求。

4結(jié)論

此文從井下抽油泵的泵效定義入手，分析了影響泵效的相關(guān)因素?？傻贸鼋Y(jié)論，抽油泵的泵效受多方因素影響，有器械設(shè)備自身因素，有外界環(huán)境干擾因素、有地質(zhì)因素，甚至還有人為因素。人為因素則如器械經(jīng)銷(xiāo)商生產(chǎn)制作過(guò)程中出現(xiàn)紕漏，導(dǎo)致抽油泵質(zhì)量有損，或是相關(guān)部門(mén)對(duì)抽油泵的定期維修、日常管理不善，使得抽油泵的泵效降低。加大對(duì)抽油泵有效改進(jìn)的技術(shù)措施的研究力度，采取最適宜的技術(shù)方案，有效提高泵效。除從內(nèi)部因素進(jìn)行技術(shù)改良外，還應(yīng)從開(kāi)采地的地質(zhì)因素考慮，采取有效的措施，控制抽油泵的人供液能力，選取合適的抽油泵的泵徑，合理高效的開(kāi)采抽油，保證油田的順利開(kāi)采，高效滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，達(dá)到油田的生產(chǎn)目標(biāo)，是經(jīng)濟(jì)利益達(dá)到最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1]王平.抽油泵泵效影響因素分析及治理方法[J].化工管理，2018（09）：196-197.

[2]譚麗杰.關(guān)于提高抽油泵泵效的技術(shù)探討[J].化學(xué)工程與裝備，2018（02）：131-132.

（作者單位：1大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠(chǎng)第二油礦測(cè)試隊(duì);2大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠(chǎng)第一油礦測(cè)試隊(duì);3大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠(chǎng)作業(yè)大隊(duì)16隊(duì)）