提高抽油機(jī)泵效技術(shù)改進(jìn)與應(yīng)用

馬進(jìn)

摘 要：2017年興隆臺(tái)采油廠開井741口，抽油機(jī)舉升的核心部件就是抽油泵，目前我廠平均泵效為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)，為我廠低效油井的高效開采提供了技術(shù)思路和治理手段。

關(guān)鍵詞：抽油泵;漏失;泵效

1前言

油田在開發(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)行開采，抽油機(jī)舉升是目前最常見的人工舉升方式。2017年興隆臺(tái)采油廠開井741口，抽油機(jī)舉升的核心部件就是抽油泵，目前我廠平均泵效為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)，為我廠低效油井的高效開采提供了技術(shù)思路和治理手段。

2抽油泵漏失原因分析

針對(duì)泵效低于20%的油井，對(duì)其進(jìn)行分析。造成抽油泵泵效低的因素有：漏失的影響、氣體的影響、沖程損失和供液不足的影響。抽油泵的漏失主要是由柱塞與泵筒的間隙漏失、泵閥的密封件漏失導(dǎo)致的。從抽油泵的工作原理可以看出閥球是抽油泵的主要部件，抽油泵中控制油液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)的部件，承受著來(lái)自井底流壓、液柱重力、桿管重力等多方向的壓力作用，同時(shí)受到含油腐蝕性介質(zhì)及砂粒的原油沖刷，且閥球與閥座以一定的頻率相互撞擊，其密封性能很容易遭到破壞。

2.1磁性吸附漏失

普通抽油泵閥和硬質(zhì)合金泵閥因其不具有抗磁性，在井下工作時(shí)，由于抽油泵受到地磁場(chǎng)的影響，極易導(dǎo)致泵閥磁化，致使金屬碎屑、含金屬成分的微粒吸附在泵閥密封面上，使抽油泵閥關(guān)閉不嚴(yán)，產(chǎn)生漏失 。隨著大斜度井和水平井的不斷增加，桿管磨損突顯，由磁性吸附引起的泵漏、閥刺壞的現(xiàn)象越來(lái)越多，造成油井頻繁檢泵作業(yè)。

2.2磨損性漏失

普通四孔式固定閥罩過(guò)流時(shí)，液流阻力大，閥球起跳高、油流通道面積等都不盡合理，對(duì)密封面沖刷力大，對(duì)抽油泵密封器件磨損較大。

油田開發(fā)中后期，油井的水、氣、砂等較多，加上結(jié)蠟、膠質(zhì)瀝青、腐蝕性介質(zhì)的綜合作用，泵閥啟閉時(shí)段高速液流通過(guò)時(shí)，產(chǎn)生較大的水力切割作用，表面會(huì)形成方向性的沖刷痕跡，因普通泵閥硬度較低，耐磨性能差，易造成泵閥組件嚴(yán)重破壞。遇到高含砂井，固定閥關(guān)閉時(shí)，由于砂粒墊在密封面上，導(dǎo)致泵閥密封面嚴(yán)重磨損。除密封不好外，頻繁開啟、關(guān)閉，密封面容易損壞，加劇了漏失和刺壞。

對(duì)于一些有斜度的油井，固定閥關(guān)閉滯后或閥座偏磨導(dǎo)致漏失。大斜度井泵掛處井斜角大，閥球和閥座線型接觸不均，閥關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)時(shí)間與一側(cè)接觸面單一碰撞，使得最后接觸的切面出現(xiàn)刺漏。

2.3腐蝕性漏失

油井進(jìn)行酸化解堵、壓裂措施后，因井液中含有殘余酸使抽油泵零部件受到腐蝕，含氣高的油井氣體易對(duì)抽油泵零件腐蝕，特別是抽油泵閥球和閥座密封面腐蝕嚴(yán)重，使抽油泵產(chǎn)生腐蝕性漏失，嚴(yán)重時(shí)無(wú)法正常抽油。

隨著油田開發(fā)，酸化解堵、壓裂、防砂等措施的實(shí)施，加上氣體的影響，抽油泵的使用壽命受到影響，增加抽油泵零件的抗腐蝕性能能夠減少抽油泵的漏失，延長(zhǎng)泵的檢泵周期。

3技術(shù)改進(jìn)

針對(duì)影響抽油泵漏失的因素，我廠對(duì)常規(guī)抽油泵進(jìn)行了一系列技術(shù)改進(jìn)，提高了抽油泵的技術(shù)性能，達(dá)到提高抽油泵泵效的目的，并在一定程度上延長(zhǎng)檢泵周期。

3.1游動(dòng)閥、固定閥材質(zhì)采用了無(wú)磁硬質(zhì)合金

無(wú)磁硬質(zhì)合金WC-Ni與普通硬質(zhì)合金WC-Co、高鉻不銹鋼相比，因化學(xué)組成不同，其物理性能有較大的區(qū)別，在WC-Ni硬質(zhì)合金中，采用常規(guī)硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝，以不同的VC（碳化釩）添加量進(jìn)行試驗(yàn)。加入適量的VC可以使合金在常溫下由鐵磁性變?yōu)轫槾判?，同時(shí)硬度也有一定的提高，抗彎程度在VC加入量較少時(shí)（<1.0%）基本維持不變。添加VC使合金發(fā)生磁性轉(zhuǎn)變的機(jī)理，主要在VC溶入Ni中形成鼓溶體，擴(kuò)大了Ni的晶格常數(shù)，減弱了電子間的交換作用，從而實(shí)現(xiàn)抗磁、無(wú)磁。

使用無(wú)磁硬質(zhì)合金材質(zhì)制造游動(dòng)閥、固定閥，無(wú)磁硬質(zhì)合金沒有磁性和吸磁性，不會(huì)造成金屬鐵屑、金屬微粒吸附在閥球上，能顯著降低或克服磨損刺壞而引起的漏失，延長(zhǎng)抽油泵的使用壽命。

3.2固定閥、游動(dòng)閥采用鈍化膜保護(hù)

普通硬質(zhì)合金WC-Co的粘結(jié)劑CO使WC具有適當(dāng)?shù)目蓾裥约拜^好的韌性;但由于硬質(zhì)相WC不容易形成穩(wěn)定粘著的高熔點(diǎn)氧化層，因此，普通硬質(zhì)合金WC-Co相對(duì)容易被腐蝕，或者容易被加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱碎片溶解。

4現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

2017年至今，我廠共應(yīng)用了改進(jìn)后的抽油泵48井次，實(shí)施后油井累計(jì)增油1.19×104t，累計(jì)增氣289×104m3，平均泵效由21.2%提高到38.9%，提高了17.7%，平均正常生產(chǎn)天數(shù)達(dá)216天。

5結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1、通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)抽油泵的改進(jìn)，對(duì)提高泵效，延長(zhǎng)油井檢泵周期有一定作用。

2、對(duì)常規(guī)泵進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，抗磁化、防腐、耐磨、防漏，適用于高含砂、含腐蝕介質(zhì)及桿管磨損井。

3、使用改進(jìn)的抽油泵，成本相對(duì)較低，降低了開采成本。

4、對(duì)傳統(tǒng)抽油泵的改進(jìn)，減少了檢泵次數(shù)，降低了開采成本。

5、通過(guò)對(duì)抽油機(jī)提高泵效的技術(shù)改進(jìn)與實(shí)施，起到了良好的降本增效的效果，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。