抽油泵保護(hù)裝置的研制及現(xiàn)場應(yīng)用

陳剛 孫建勇 崔霞

【摘要】抽油泵保護(hù)裝置主要由上接頭、外管、內(nèi)管、橡膠帽和下接頭等組成。其主要作用是將抽油井生產(chǎn)中、停井或作業(yè)時(shí)抽油泵上的銹、垢、泥砂等各類雜物都收集到一個(gè)容器內(nèi)，防止其進(jìn)入泵筒危害抽油泵，從而提高泵效、延長檢泵周期。

【關(guān)鍵詞】抽油泵保護(hù)裝置；雜物；抽油泵；檢泵周期

一、前言

濱南采油廠采油二礦位于東營和濱州兩市交界處，管理著560口油井和270口水井。隨著油田開發(fā)的不斷深入，目前在有桿抽油泵開采石油過程中，生產(chǎn)周期60天至150天的油井約占20%，維護(hù)工作量主要來源于這部分油井。有桿抽油泵是石油開采中的精密部件，工作環(huán)境惡劣，如油層產(chǎn)出的泥沙，抽油桿偏磨產(chǎn)生的鐵屑，油管、抽油桿因腐蝕產(chǎn)生的水銹、水垢及修井過程中油管、抽油桿帶的泥沙、雜物等，在液柱壓力的作用下進(jìn)入泵筒，輕者使泵磨損，降低泵效，縮短生產(chǎn)周期；重者使活塞卡泵，抽油桿拉斷，造成油井停產(chǎn)。所以針對這一情況，研制出了“抽油泵保護(hù)裝置”。該裝置的應(yīng)用，有效提高了抽油井的泵效，延長了檢泵周期，取得了好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、檢泵周期短的原因分析

2013年，濱南采油廠采油二礦油井的檢泵周期縮短為107天，造成維護(hù)作業(yè)大幅增加，嚴(yán)重地影響了抽油井的管理水平和采油礦的開發(fā)效果。通過對全礦作業(yè)井原因的分類調(diào)查顯示，開采環(huán)境惡劣是影響抽油泵正常工作的主要因素，其中包括：一）開采時(shí)地層產(chǎn)出的泥沙進(jìn)入泵上油管內(nèi)； 二）油管、抽油桿會(huì)因地層液腐蝕生銹、結(jié)垢；三）油管、抽油桿因偏磨產(chǎn)生鐵屑；四）修井過程中油管、桿帶的泥沙等雜物。這些因素會(huì)造成抽油泵工作時(shí)，雜物落在抽油泵活塞上端，在井內(nèi)液柱壓力作用下進(jìn)入活塞與泵筒之間，影響泵的正常工作，出現(xiàn)泵漏、卡泵、抽油桿拉斷等情況，造成油井減產(chǎn)甚至停產(chǎn)從而縮短生產(chǎn)周期。

三、抽油泵保護(hù)裝置的提出

為了能較好的解決如上問題，改善油井的生產(chǎn)狀況，提出了研制抽油泵保護(hù)裝置。具體方案是由內(nèi)、外管組成一個(gè)環(huán)形容器，將抽油井生產(chǎn)中、停井或作業(yè)時(shí)抽油泵上的銹、垢、泥砂等各類雜物都收集到容器內(nèi)，防止其進(jìn)入泵筒危害抽油泵。

四、抽油泵保護(hù)裝置的工作原理及結(jié)構(gòu)圖

（一）工作原理：該裝置是采用雙筒環(huán)形空間沉積原理，利用內(nèi)管上的橡膠帽將油井生產(chǎn)過程中或中途停抽時(shí)抽油泵上的銹、垢、泥砂等各類雜物收集到一個(gè)內(nèi)外管環(huán)行空間內(nèi)，防止其進(jìn)入泵筒影響抽油泵正常生產(chǎn)。

（二）結(jié)構(gòu)原理：該裝置主要由上接頭、外管、內(nèi)管、橡膠帽和下接頭等組成。其結(jié)構(gòu)為一個(gè)雙層鋼管，內(nèi)外管間隙是儲(chǔ)存沉積雜物的空間，內(nèi)管上端裝有橡膠做成的錐形帽，錐形帽頂端開口為抽油桿通道，上部割縫是活塞和油流通道。油井生產(chǎn)時(shí)雜質(zhì)落在錐形帽上落入由內(nèi)外管形成的環(huán)形空間并儲(chǔ)存。

五、抽油泵保護(hù)裝置的試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)結(jié)構(gòu)圖，捕集器加工好后，進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)：

通過實(shí)驗(yàn)可以看出，下入捕集器后油井的檢泵周期延長了，但是還有個(gè)別油井檢泵周期較短，如濱156井，檢泵周期只有89天。通過對作業(yè)起出的抽油泵和捕集器檢查和分析研究，發(fā)現(xiàn)主要原因在于捕集器的橡膠帽是用普通橡膠材料制成的，時(shí)間長了容易壞，再就是橡膠帽頂端有一個(gè)20mm的孔，在作業(yè)時(shí)少量雜物還可落入泵內(nèi)，對泵造成危害。針對以上調(diào)查分析出的問題，對內(nèi)管上端的錐形橡膠帽進(jìn)行了改進(jìn)，橡膠帽改造前有20mm的孔；改造后全封閉，由下至上厚度越來越薄。

六、抽油泵保護(hù)裝置的使用效果

（一）應(yīng)用情況：該裝置自2013年3月開始在全礦推廣應(yīng)用，至2015年3月共使用54井次， 減少作業(yè)26井次，檢泵周期平均由107天延長至268天，提高了2.5倍。

（二）經(jīng)濟(jì)效益核算：1、一年共實(shí)施54口井，單井平均日產(chǎn)油為3.1t/d，減少作業(yè)26井次，平均每次作業(yè)時(shí)間為3d，則累計(jì)增產(chǎn)原油為：242t累計(jì)增油量*噸油價(jià)格=242*（1000-570）=10.4（萬元）；2、減少作業(yè)26井次，平均每次作業(yè)費(fèi)用為3萬元，則共節(jié)約作業(yè)費(fèi)用78萬元；3、單套裝置費(fèi)用為0.3萬元，共投資16.2萬元；4、年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益為：10.4+78-16.2=72.2（萬元）

七、結(jié)論

抽油泵保護(hù)裝置裝置經(jīng)應(yīng)用后說明，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，延長了檢泵周期，提高了泵效，取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。具有以下特點(diǎn)：一）結(jié)構(gòu)簡單，取材方便，推廣性極強(qiáng)。二）錐形橡膠帽使用壽命長，成本低。三）采用雙筒環(huán)形空間沉積原理，能有效的收集銹、垢、砂等各類雜物。

參考文獻(xiàn)

[1]機(jī)械工程師手冊編寫組.機(jī)械工程師手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002.01.