抽砂泵失效原因分析及應對措施

劉書濤+王文鵬+曾恒英

摘 要：抽砂泵是機械撈砂的重要工具。在目前臨盤采油廠漏失井井筒清砂工序中有廣泛的應用。但在抽砂過程中，由于油管漏失，無法形成有力的抽汲；抽砂泵進出液閥機構(gòu)失靈，不能構(gòu)成井內(nèi)液體循環(huán)；人為操作延誤、井下情況多樣性等原因造成抽砂失效。在此我從以上幾方面的影響進行分析并提出相應措施。

關(guān)鍵詞：抽砂泵；撈砂；失效；分析；處理

0前言

由于油層膠結(jié)疏松或油井工作制度不合理，以及措施不當造成油井出砂。出砂會導致油井減產(chǎn)、停產(chǎn)，甚至損壞井下設備造成砂卡事故[1]。對于地層漏失或水敏井施工常選機械撈砂法。

1抽砂泵失效分析

機械撈砂不用通過循環(huán)就可以將井內(nèi)沉砂清除。目前廣泛使用的是油管傳輸抽砂泵撈砂。

目前抽砂泵抽砂主要應用在井深2500m以下的井清砂，2500m以上的井施工難度大應用較少。根據(jù)應用情況來看，抽砂施工失效表現(xiàn)形式有：①抽砂管柱卡；②抽砂泵彎曲；③單次抽砂進尺少等[2]。施工中單次抽砂進尺少問題尤為突出。根據(jù)近兩年抽砂井統(tǒng)計，單次抽砂進尺一般在30m左右（見表1）。分析其影響因素主要有抽砂泵、沉砂管、沉沒度、操作延誤、砂橋、套損等。

1.1抽砂泵失效原因分析

（1）沉砂管漏失。抽砂時，井液直接從沉砂管漏失處吸入，造成短路，無法攜帶井底沉砂。

（2）泵上出液口堵。出液口為抽砂泵內(nèi)井液的循環(huán)至油套環(huán)空的通道，一旦被堵住，形不成液流循環(huán)，抽砂失敗。

（3）活塞與泵筒間隙大。目前使用的活塞環(huán)形高效抽砂泵采用活塞與泵筒無間隙配合，保證抽吸壓力。抽砂泵長期工作磨損快，后期抽吸力下降，從而影響抽砂效果。

（4）底球閥卡堵。底球閥打開時，攜砂液進入沉砂管，關(guān)閉時砂子沉積在沉砂管內(nèi)。抽出的油泥砂等將球堵或卡住，造成抽砂失敗。

（5）負沉沒度。液面低，抽砂泵內(nèi)外未形成壓差，砂漿密度大，進入球座以上困難[3]。

（6）操作延誤。在換單根，上行沖程短、沖次慢等砂子沉積堵塞，造成抽吸無法繼續(xù)進行；

（7）井內(nèi)落物。由于井內(nèi)碎膠皮、鐵塊等小件落物影響底球閥正常工作，造成抽砂失敗。

（9）砂橋。油氣井長期生產(chǎn)，由于井筒內(nèi)結(jié)垢、地層無規(guī)律吐砂形成砂橋，在抽砂過程中會造成中斷，攜入沉砂管內(nèi)的沉砂完全沉積造成抽砂不能繼續(xù)[4]。

造成一次抽砂失效的原因可能是一種，也可能是多種，在施工時根據(jù)各井原因采取措施來避免抽砂泵失效。

1.2現(xiàn)場井例分析

（1）臨61井檢泵

該井進行檢泵作業(yè)，并落實砂面。油層1854.0-1904.8m、井底1950m，泵掛深度1200m，動液面756m。起出生產(chǎn)管柱，尾管沉砂8m，探砂面深度為1899m，砂埋油層3m。該井在起生產(chǎn)管柱前洗井時漏失嚴重，出口始終未能返液，決定用抽砂泵抽砂。抽砂時加重30KN，沖程為6m，沖次4/min，抽下5m后無顯示，立即加下管2根至1919m遇阻繼續(xù)抽砂，此時發(fā)現(xiàn)無進尺，試在下放管柱時加壓至40KN后抽下6m，上行程提管柱時管柱出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，為防止砂卡管柱，增加抽砂沖次到5/min，并增加上提高度至8m，加壓由40KN降至30KN，經(jīng)過多個沖程活動抽砂正常，直至抽砂到1942m后無進尺。

原因分析：①該井有砂橋，導致抽砂中途間斷影響抽砂效果；②抽砂時，上行程高度低、沖次低，油套環(huán)空砂子沉積易造成卡鉆。

經(jīng)驗總結(jié)：探至砂面加壓10-20KN，快抽無明顯進尺時可考慮改變負荷搗碎砂子形成砂漿；上行程應比抽砂泵沖程略大，但不能超過10m，防止卡管柱。

（2）臨41-X30井檢泵

該井2013.3.21檢泵，探砂面位置2382.12m，使用抽砂泵抽砂，通井機為動力，油管帶動抽砂泵，抽砂時加重30KN，沖程為6m，沖次為5/min抽砂20m后無進尺。

原因分析：經(jīng)查地質(zhì)資料并結(jié)合作業(yè)井史發(fā)現(xiàn)該井在抽砂深度井斜超過40°，抽砂泵球座關(guān)閉不嚴導致抽砂不能有效進行。

經(jīng)驗總結(jié)：在選擇使用抽砂泵前要認真查看地質(zhì)資料及近幾次作業(yè)情況，落實井況（井斜、套損、落物等），確保抽砂泵能夠正常進行。

2應對措施

2.1井況及抽砂泵管柱的匹配篩選

（1）施工前認真查看地質(zhì)工藝方案，落實井筒及歷次出砂清砂情況，對于低壓漏失、水敏、井深小于2500m套管無異常的直井，優(yōu)先考慮抽砂泵抽砂。抽砂φ139.7mm套管砂柱不超過100m，φ177.8mm套管砂柱不超過50m。抽砂施工井深2500m內(nèi)，采用Ф70抽砂泵，井深超過2500m，受作業(yè)機功率限制時抽次低，應采用Ф83抽砂泵。

（2）合理確定沉砂管長度。沉砂管太長儲砂能力強，撈砂多，但受井的限制，壓差小，撈砂效率低；長度太短，壓差大，撈砂效率高，但儲砂不夠，砂子易進入泵筒，造成泵的損壞。目前常使用的抽砂泵其撈砂高度可達到沉砂管內(nèi)100-200m，據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，接裝300-400m沉砂管既能保證撈砂順利進行，又能保證沉砂效果，如沉砂太多可分次抽砂以滿足要求。

（3）認真檢查沉砂油管。沉砂油管必須選用清潔，無裂縫、穿孔、刺漏等的合格油管，逐根用通徑規(guī)過管保證通暢便于抽汲砂液及沉砂，沉砂油管上扣時按規(guī)定扭矩上緊油管。

2.2操作參數(shù)優(yōu)選及注意事項

（1）抽汲沖程6m、沖次控制在4/min-5/min。抽砂過程中，搗砂器負荷保持在40-60KN，上行程不大于10m.

（2）抽砂時要保證抽汲速度。速度過慢，沉砂管內(nèi)砂子易沉積堵死底球閥根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗φ70mm抽砂泵抽汲速度不小于20m/min；φ83mm抽砂泵抽汲速度不小于15m/min；每抽十次，搗砂器得離砂面1m一次，防止砂卡。

（3）抽砂施工時各崗配合要密切，快速接換單根，中途間歇時間不要超過2分鐘，沉積時間過長會堵塞底球閥導致抽砂泵失效。

（4）抽砂泵使用前認真檢查，使用后及時清潔保養(yǎng)并及時入庫存放，進一步檢查維護保養(yǎng)。

3建議

（1）起沉砂管前備一方鐵池、回收漏斗及連接管線，用來回收沉砂管內(nèi)的砂漿避免污染施工現(xiàn)場。

（2）建議將泄液孔換成擋砂裝置，避免時間長砂漿返至油管環(huán)空。

參考文獻：

[1]呂廣忠，陸先亮，欒志安，等.油井出砂預測方法研究進展[J].油氣地質(zhì)與采收率，2002，9（6）：55-57.

[2]楊振威，曾凡芝，熊曉波，等.撈砂泵作業(yè)工藝技術(shù)[J].油氣井測試，2005，14（1）：47-48.

[3]孫永壯，杜丙國，邵宣濤，等.機械撈砂工藝研究[J].石油學報，2006，27（6）：125-127.

[4]付強，李英松，李嘯南，等.機械式抽砂管柱結(jié)構(gòu)及作業(yè)工藝改進[J].石油礦場機械，2014（10）：58-60.