提高抽油泵泵效的途徑

李鵬波，趙艷春，來國榮

（1. 長慶油田分公司第一采油廠， 陜西 延安 716009； 2. 川慶鉆探長慶井下技術(shù)作業(yè)公司， 陜西 西安 710016）

1 泵的工作原理

1.1 泵的抽汲過程[1]

泵的抽汲過程分為上、下沖程，上沖程時(shí)活塞通過抽油桿柱的帶動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)泵內(nèi)壓力下降，固定閥因壓力差的作用被打開，這個(gè)是泵內(nèi)吸入液體及井口排液的過程；下沖程時(shí)活塞通過抽油桿柱向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)泵內(nèi)壓力升高，游動(dòng)閥被頂開，這個(gè)是泵向油管排液的過程。柱塞上下抽汲一次為一個(gè)沖程，在一個(gè)沖程內(nèi)完成進(jìn)油與排油的過程。。

1.2 泵的理論排量

每日排量：

式中：fp—柱塞截面積，fp=πD2/4, m2;

S—光桿沖程，m；

n—沖數(shù)，min-1。

2 影響泵效的因素

2.1 沖程損失對(duì)泵效的影響

在泵的工作過程中，抽油桿柱和油管在工作中由于承受交變載荷,從而發(fā)生彈性伸縮引起沖程損失。由于抽油桿柱與油管柱存在彈性伸縮，會(huì)造成光桿與柱塞的沖程差別也隨之增大，那么泵效就會(huì)降低。

2.2 氣體的影響

氣體影響泵效的原因，一是當(dāng)泵內(nèi)吸入氣液混合物后，柱塞中的部分空間則被氣體充滿；二是泵的排量高于油層的供液能力時(shí)，油層的液體來不及進(jìn)入泵體內(nèi)。

2.3 漏失影響

固定閥、排出閥及其它部分的漏失等因素會(huì)使得泵的實(shí)際產(chǎn)量減少，從而影響到抽油泵效。

2.4 抽油機(jī)井工作參數(shù)的影響

當(dāng)抽油機(jī)的沖程、沖次選擇或調(diào)整的不合理可能會(huì)造成油井的供液不足，從而影響到抽油泵效。泵掛太深，加大了抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮，使沖程損失變大而降低了泵效。

3 提高抽油泵效的措施

3.1 地層方面的措施

（1）在注水開發(fā)油田，加強(qiáng)注水，可補(bǔ)充地層能量，也可提高油井的產(chǎn)量，從而提高抽油泵效。

（2）對(duì)于初期改造程度較低[2]、符合重復(fù)壓裂條件的油井進(jìn)行重復(fù)壓裂，降低井底附近地層中流體的滲流阻力，提高油層的導(dǎo)流能力，使油層的供液能力提高，從而達(dá)到提高泵效的目的。

（3）采取有效措施，如減少砂粒對(duì)泵的磨損，減輕泵漏失影響。

3.2 井筒方面措施

3.2.1 減小沖程損失

（1）優(yōu)化桿柱設(shè)計(jì)，采用合理的桿柱組合，減小桿柱因彈性形變引起的沖程損失。

（2）采用塑料刮蠟片清防蠟工藝技術(shù), 可以清除油管壁上的蠟，降低油桿上下沖程的阻力，從而提高沖程有效率。

（3）對(duì)結(jié)蠟較嚴(yán)重的油井進(jìn)行合理的加藥和定期的熱洗，清理井筒內(nèi)的蠟，對(duì)于含水較大的井，可加入阻垢劑，減少井筒結(jié)垢，來降低井筒內(nèi)的摩擦，提高抽油泵效。

表1 黃陵區(qū)塊部分油井熱洗效果統(tǒng)計(jì)表

從上表可以看出熱洗后抽油機(jī)電流明顯減小，油桿的載荷也明顯降低，減小了沖程損失對(duì)泵效的影響，同時(shí)熱洗能使泵筒與凡爾上的蠟溶解，減小了漏失對(duì)泵效的影響，從而達(dá)到提高泵效的目的。

3.2.2 減小氣體對(duì)泵效的影響

（1）在深井泵下部安裝氣錨, 可減少進(jìn)入泵內(nèi)的氣體，從而達(dá)到提高泵效的目的。

（2）定期放套管氣，有利于油套環(huán)空間原油中溶解氣的分離, 降低進(jìn)入泵前的油氣比, 從而提高泵效。

（3）控制合理的沉沒度，可以減少泵吸入口氣量，從而提高泵筒的充滿程度。

（4）選擇合理的工作制度。當(dāng)抽油機(jī)在選定合理工作制度的前提下，并且設(shè)備的選型合理，在確保設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行的前提下，以獲得最高泵效為出發(fā)點(diǎn)來調(diào)整設(shè)備合理的工作參數(shù)。

4 黃陵區(qū)塊提高泵效效果評(píng)價(jià)

4.1 抽汲參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整

對(duì)于地層供液能力低的井，調(diào)小抽汲參數(shù)對(duì)油井產(chǎn)量影響不大，可安排調(diào)參，其有利于提高抽汲效率，降低桿柱斷脫頻率，保證供排匹配。通過對(duì)抽吸參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，泵率有了較明顯的提高。

從表2、表3的數(shù)據(jù)可以看出，調(diào)小沖程，沖次日產(chǎn)液基本不變，而泵效有了較明顯的提高。在黃陵區(qū)塊一般采用大沖程、小沖次來提高抽吸效率，這樣可降低抽油桿斷脫頻率，延長油井生產(chǎn)周期。

4.2 井下防氣工具的應(yīng)用

本區(qū)塊目前減少氣體對(duì)泵工作影響的有效措施是在泵的入口處安裝氣錨將油流中的自由氣在進(jìn)泵前分離出來，通過油套管環(huán)形空間排到地面，從而提高液體在泵筒內(nèi)的充滿系數(shù)，使泵效得到提高。截止2017年3月，黃陵區(qū)塊目前使用普通氣錨12臺(tái)，其使用效果對(duì)比如表4。

表2 調(diào)小沖程后效果對(duì)比

表3 調(diào)小沖次后效果對(duì)比

表4 油井氣錨使用效果統(tǒng)計(jì)表

從表中可以看出，使用氣錨會(huì)使日產(chǎn)液、泵效有所上升。

4.3 ?28mm深井泵的應(yīng)用

黃陵區(qū)塊油井普遍都為低液面，供液不足井，當(dāng)下入? 28 mm深井泵時(shí)，有助于恢復(fù)液柱高度，使油井保持合理的沉沒度[3-4]，這樣可以減少泵內(nèi)的進(jìn)氣量，抑制了氣體對(duì)泵工作的影響，增加油井日產(chǎn)液能力，這樣從兩方面提高了采油井的泵效。

從下表中可以看出，除個(gè)別井外，其余油井的日產(chǎn)液、泵效都有比較明顯的上升。

表5 ? 28 mm深井泵下入前后動(dòng)態(tài)比較

5 認(rèn)識(shí)及建議

（1）選擇合理工作方式，在保證產(chǎn)量的前提下，應(yīng)以獲得最高泵效為基本出發(fā)點(diǎn)來調(diào)整參數(shù)。

（2）確定合理的沉沒度[5]，選擇合理的下泵深度。合理的的沉沒度，能降低泵口氣液比，減少泵內(nèi)的進(jìn)氣量，從而提高泵的充滿程度。

（3）在泵下面安裝氣錨，減少進(jìn)入泵內(nèi)的氣體，從而達(dá)到提高泵效的目的[6]。

（4）下入? 28 mm深井泵，可恢復(fù)液柱高度，使油井保持合理的沉沒度，減少氣體對(duì)泵正常工作的影響，同時(shí)可使油井日產(chǎn)液有所上升，從而提高油井泵效。

[1]張琪.采油工程原理與設(shè)計(jì)[M].山東東營:中國石油大學(xué)出版社，2006.

[2]焦小妮. 抽油機(jī)井提高泵效技術(shù)研究[J]. 石油化工應(yīng)用，2009，28（2）：60-62.

[3]譚多鴻.抽油機(jī)井合理沉沒度的確定[J]. 石油天然氣學(xué)報(bào),2007,29(1):147-148.

[4]林日億,李松巖.有桿抽油泵沉沒度的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào),2005,29(4):87-90.

[5]狄敏燕,張格. YA油田抽油泵泵效影響因素分析及改進(jìn)措施[J].石油地質(zhì),2009(5):105,133.

[6]狄敏燕,李漢周.江蘇油田抽油泵泵效影響因素分析[J]. 復(fù)雜油氣藏2009,2(2):68-71.