桿式泵存在的問(wèn)題及下步改進(jìn)思路

摘要：普通桿式泵在海外河油田應(yīng)用規(guī)模有限，未發(fā)揮出成本優(yōu)勢(shì)。通過(guò)分析桿式泵應(yīng)用中存在的問(wèn)題，提出技術(shù)改進(jìn)和管理提升思路，為桿式泵大規(guī)模推廣應(yīng)用創(chuàng)造條件。

關(guān)鍵詞：桿式泵 泵效 改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TE933? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.05.200

海外河油田為注水開(kāi)發(fā)的普通稠油油藏，動(dòng)用含油面積13.km2，地質(zhì)儲(chǔ)量4438×104t，其中水驅(qū)儲(chǔ)量3766×104t，油藏埋深1400～2350m，儲(chǔ)層膠結(jié)疏松且油稠，油井出砂嚴(yán)重。抽油泵以管式泵為主，檢泵、沖砂作業(yè)時(shí)需起下油管，增加了作業(yè)工作量及費(fèi)用。桿式抽油泵因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一、質(zhì)量不穩(wěn)定、管理難度大等原因僅少量應(yīng)用，未發(fā)揮出成本優(yōu)勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)桿式泵應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題分析，為桿式泵后續(xù)改進(jìn)提供一定的借鑒。

一、桿式泵工作原理

桿式抽油泵具有座封牢固、密封可靠、解卡方便等特點(diǎn)。主要結(jié)構(gòu)包括座封、泵體。泵體部分包括拉桿、柱塞、固定閥、泵筒等。座封部分泵座隨油管一起下到井下預(yù)定位置，泵體在油管內(nèi)隨抽油桿一起下到固定位置，座封穩(wěn)定后即可起抽，起泵時(shí)向上提抽油桿帶動(dòng)閥桿上行，當(dāng)開(kāi)關(guān)節(jié)箍進(jìn)入卡瓦中心位置時(shí)，卡瓦上端收縮脫離泵座環(huán)形溝槽解卡，泵即可提出泵座進(jìn)入油管到地面。

二、技術(shù)參數(shù)

頂部固定桿式抽油泵按柱塞直徑主要分為φ175桿式泵、φ225桿式泵。

三、應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

為降低作業(yè)費(fèi)用，減少占井周期，海外河油田自2017年起實(shí)驗(yàn)推廣應(yīng)用桿式泵，年使用15臺(tái)左右，主要應(yīng)用于檢泵頻次高、沖砂檢泵的井。但在使用過(guò)程發(fā)現(xiàn)故障頻繁，未發(fā)揮出經(jīng)濟(jì)效益。主要存在以下問(wèn)題：

1.卡泵

海外河油田普遍出砂，而目前應(yīng)用的桿式泵采用普通柱塞，沒(méi)有防砂能力，生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)砂卡故障。且由于桿式泵的特殊結(jié)構(gòu)，洗井解卡成功率較低，卡泵后只能把泵取出，重新下入新泵，未能發(fā)揮桿式泵不動(dòng)管柱作業(yè)降低作業(yè)成本的優(yōu)勢(shì)，反而增加了一次作業(yè)費(fèi)用，影響了油田的正常生產(chǎn)。

2.泵效低

海外河油田原油屬于普通稠油，桿式泵采用普通閥球及球座，閥球回落滯后，閥座磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致生產(chǎn)井泵效較低。同時(shí)桿式泵泵筒采用二級(jí)以上配合間隙，在高含水井中使用時(shí)間隙漏失嚴(yán)重，泵效低。

3.桿式泵坐封不到位

桿式泵采用頂部固定、三牙塊鎖緊、金屬密封的設(shè)計(jì)，密封段長(zhǎng)13cm且與泵座密封間隙僅為0.03mm，對(duì)加工的精度要求較高。目前因加工質(zhì)量導(dǎo)致座封不到位返檢3井次/年，故障率占比20%。

4.適用性差

桿式泵因應(yīng)用規(guī)模小，未能像管式泵一樣形成眾多的特種泵體系，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)法根據(jù)油井不同特點(diǎn)優(yōu)選泵型，降低桿式泵的使用效果。

四、下步改進(jìn)思路

結(jié)合目前桿式應(yīng)用存在的問(wèn)題，改進(jìn)桿式泵功能結(jié)構(gòu)，形成稠油、防砂、斜井等系列泵型，提高桿式泵的使用效能。

1.增加防砂柱塞提高防砂能力

桿式泵沖砂檢泵時(shí)可以減少一趟起下管，降低作業(yè)費(fèi)用，因而在出砂井中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。為提高防砂能力，可借鑒管式泵防砂原理，將普通柱塞加裝防砂槽、刮砂環(huán)和柔性柱塞等形式，降低砂卡故障。

2.改進(jìn)雙閥結(jié)構(gòu)提高泵效

采用“碳化鎢球+鉆鉻鎢座”閥副進(jìn)行固定，由于閥副具有耐腐蝕、抗沖擊，以及耐磨損這些優(yōu)勢(shì)，此外由于碳化鎢球密比較高，約為不銹鋼的1.9 倍，其泵的效率得到了特別明顯的提升。采用雙固定閥設(shè)計(jì)，將固定閥、游動(dòng)閥改進(jìn)成強(qiáng)開(kāi)強(qiáng)閉結(jié)構(gòu)，減緩回落滯后矛盾，延長(zhǎng)固定閥使用壽命，降低泵的漏失。

3.采用分體式凡爾罩

為了讓凡爾球在起跳過(guò)程中，不進(jìn)入到凡爾罩的出油腔內(nèi)，采用分體式凡爾罩，將出油腔和游動(dòng)凡爾罩的閥球腔進(jìn)行有效地分離。同時(shí)增加游動(dòng)閥閥罩厚度2-3mm，提高閥罩強(qiáng)度，降低凡爾罩故障。

4.增加管柱試壓裝置

管式泵在管柱到位后，通過(guò)對(duì)管柱打壓，可檢驗(yàn)管柱是否漏失。桿式泵的管柱結(jié)構(gòu)無(wú)法進(jìn)行試壓，因此也無(wú)法判斷抽油管柱是否漏失，易造成作業(yè)返工，反復(fù)起下管柱，影響油井有效生產(chǎn)時(shí)間，增加作業(yè)成本。下步可根據(jù)單井需要增加泵下定壓試壓閥，下入泵筒前試壓至3Mpa，驗(yàn)證管柱漏失情況。當(dāng)需要正沖砂時(shí)增壓至4Mpa時(shí)沖砂通道開(kāi)啟，正常沖砂。

5.研制一體化泵座裝置

化學(xué)驅(qū)區(qū)塊油井采出液量波動(dòng)大，同時(shí)受地質(zhì)認(rèn)識(shí)影響部分措施井產(chǎn)量預(yù)測(cè)與實(shí)際往往有出入，泵徑參數(shù)設(shè)計(jì)難度大;采取泵座一體化設(shè)計(jì)的桿式泵，液量變化后需換泵作業(yè)時(shí)不需更換泵座，可以減少作業(yè)工序。

6.質(zhì)量保障

一是細(xì)化選井選型辦法，根據(jù)我廠目前不同區(qū)塊油品性質(zhì)、生產(chǎn)特點(diǎn)、井身結(jié)構(gòu)等情況，優(yōu)選適合推廣桿式泵的井號(hào)及泵型，提高方案符合率及桿式泵的使用效果。

二是完善操作規(guī)程及管理制度;完善作業(yè)起下泵、坐封、試壓、校距、解卡等操作規(guī)程，提高桿式泵作業(yè)質(zhì)量及采油站員工技能;制定桿式泵日常管理制度，確保應(yīng)用效果。

三是加強(qiáng)加工環(huán)節(jié)質(zhì)量管控、出廠檢測(cè)，提高桿式泵出廠質(zhì)量，返檢井由廠家免費(fèi)更換。

五、結(jié)論

海外河油田年作業(yè)450井次，而桿式泵占比僅為15井次，應(yīng)用規(guī)模僅為3%，未發(fā)揮出規(guī)模效益。主要原因：一是桿式泵技術(shù)上具有極限性，還不具備大規(guī)模推廣的條件;二是管理上還未做到一井一策選井，使用效果較差;三是基層人員還未熟悉桿式泵操作及故障處理，對(duì)桿式泵不信任。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和管理提升，實(shí)行“一塊一法”，提高桿式泵的適用性，實(shí)行“一井一策”的精細(xì)化管理，可以提高桿式泵的使用效能，桿式泵在海外河油田還有非常大的應(yīng)用空間，提質(zhì)提效潛力巨大。

參考文獻(xiàn)：

[1]張余川. 桿式泵應(yīng)用前景分析[J].科技論壇，2011：4.

[2]楊 浩. 桿式泵應(yīng)用效果分析[J].化學(xué)工程與裝備，2016，6：121-128.

[3]王進(jìn)，于宏超，張耀輝. 桿式泵采油工藝技術(shù)的優(yōu)化策略[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019，45（9）：31-33.

作者簡(jiǎn)介：韓有祥（1983-），男，工程師，2007年本科畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）船舶與海洋工程專業(yè)，現(xiàn)從事井下作業(yè)管理工作。

（中油遼河油田分公司? 遼寧盤錦? 124010）