桿式泵采油技術應用效果評價

劉俊芹，馮昆明，徐建新，龐 強

（中國石油長慶油田分公司第九采油廠，寧夏銀川 750005）

桿式抽油泵其整體可隨抽油桿下入油管內的預定位置固定并密封，而進行抽汲工作，因此也稱做“插入式泵”。桿式泵根據其固定位置分為：定筒式頂部固定桿式泵、定筒式底部固定桿式泵，動筒式底部固定桿式泵。其固定裝置又分為機械式、皮碗式。

桿式泵的工作原理與常規管式泵基本等同。下井時，密封支撐座隨油管下入預定位置，泵筒和柱塞隨抽油桿入井，泵筒通過卡簧固定在支撐座上。生產時，柱塞在抽油桿帶動下，實現對井筒內液體的舉升。目前，推廣應用的桿式泵為定筒式頂部固定桿式泵，主要由泵筒總承、柱塞總承、閥總承及固定鎖緊裝置總承幾部分組成。泵筒總承形成泵的油腔，并通過固定鎖緊裝置與油管相連；柱塞總承及閥總承完成抽汲動作、提供油流通道；固定鎖緊裝置總承實現泵與油管連接。

1 桿式泵結構特點

（1）支承密封裝置固定在泵的頂部，排出的液體能夠把頂部與油管間的沉砂及時沖刷干凈，避免砂卡現象的發生，可用于含砂井開采；（2）泵體可以繞頂部固定裝置轉動，在斜井中有較好的自調能力；（3）采用雙支承裝置，錨定力大，密封可靠；在低產井和低液面井中比底部固定更能適應井況；（4）泵筒受油液內漲壓力作用，會增大泵筒與柱塞的間隙，因此不適用于較深油井。

2 桿式泵的應用情況及效果

2.1 桿式泵應用概況

圖1 定筒式頂部固定

圖2 定筒式底部固定

圖3 動筒式底部固定

表1 桿式泵檢泵原因統計表

2012年將耿271定為桿式泵推廣示范區，并根據油田公司要求，在全廠進行推廣桿式泵采油，全年共計入井153臺，其中新井入井66臺，老井入井87臺。主要應用山東威馬桿式泵（76臺）、長慶機械廠桿式泵（61臺）和渤海新世紀桿式泵（16臺）。2011年本廠進行桿式泵采油實驗入井29臺，均為渤海新世紀桿式泵。目前本廠共計在用桿式泵157臺。

2.2 桿式泵檢泵上修情況

2012年桿式泵采油井維護性作業共47井次，其中，泵故障46井次，占97.9%；桿柱故障1井次，占2.1%；管柱故障和正常生產安排0井次。油井維護性作業主要以泵故障為主。通過對泵故障的46井次進行分析統計，其主要原因為座封不到位、泵閥漏失、和易解封等，檢泵原因統計（見表1）。

圖4 桿式泵故障分類餅狀圖

2.3 故障主要原因分析

（1）修井隊伍對桿式泵結構、原理不了解，施工不當導致座封不到位。

（2）井筒臟，投產前井筒未處理干凈，導致桿式泵故障不出液。

（3）密封部位偏磨、機械卡抓斷脫、松脫的問題，導致座封失效。

一是由于頂部支撐的雙卡桿式泵，僅以上端支撐部位將整個抽油泵與油管固定，支撐部位以下的泵體始終處于自由懸空狀態，泵在工作中，會隨這個支點擺動，造成密封部位偏磨、機械卡抓斷脫或松脫；二是部分出現桿式泵卡爪薄，僅2.4 mm厚，生產一段時間后出現卡爪斷裂、松脫，導致密封失效；三是由于入井操作不當，桿柱下井速度快造成軟密封環磨損。

（4）油井結蠟結垢導致桿式泵卡泵、造成凡爾失靈、泵閥漏失。

由于井下工況復雜，砂卡、垢卡、蠟卡問題比較普遍，再加之桿式泵均為單根泵筒的整筒泵結構，使用中容易受到井斜度的影響，出現卡泵。

2.4 桿式泵應用效果評價

2.4.1 產液量、油量保持平穩 通過對78口可對比老井下入桿式泵前后生產情況的對比發現，下入桿式泵后，在平均泵徑、抽吸參數不變的情況下，平均日產液量、日產油量保持平穩。

2.4.2 減少維護作業成本 由于桿式泵檢泵時不起油管：（1）可有效縮短作業占井時間，降低作業費用。2012年除人為操作不當造成的檢泵井次以外，共計進行桿式泵檢泵作業47井次，管式泵檢泵作業1.45萬元/井次（老井按平均泵掛1 900 m），桿式泵檢泵作業0.85萬元/井次，每井次檢泵作業節約費用0.6萬元，2012年桿式泵檢泵作業累計節約28.2萬元；（2）能減少起下油管時對絲扣的損傷，延長油管的使用壽命，減少因油管絲扣漏失造成的檢泵井次，可產生隱形效益。

2.4.3 縮短維護作業時間，提高采油時率 與管式泵檢泵作業相比，桿式泵維護作業因不用起下油管，管式泵檢泵作業需35小時/井次，而桿式泵則需19小時/井次，一個檢泵井次可縮短作業占井時間16 h，按全年47個井次來計算，共計縮短修井占用752 h，提高了采油時率；按照目前本廠平均單井日產油1.23 t計算，可增產原油38.54 t，按照目前市場原油價格4 400元/噸，可產生直接經濟效益16.96萬元。

圖5 桿式泵使用前后效果對比圖

表2 2012年桿式抽油泵使用效果對比

3 存在問題及對策措施

3.1 存在問題

從桿式泵生產情況來看，與管式泵相比，桿式泵在生產過程中主要暴露出異常工況判斷困難、不起管柱判斷不準確、泵質量不穩定等情況。

（1）易造成卡泵。由于桿式泵懸掛在油管預定位置的懸掛器上，而且要求密封性能良好，井筒結垢或者結蠟嚴重都會發生桿式泵在下井過程中遇阻不能下到位或者密封漏失，在起泵時也可能發生卡泵現象。

（2）易解封。一是桿式泵在運行過程中，雜質進入泵筒后，活塞與泵筒間摩擦力增大，最終導致上行解封，皮碗在支撐座臺階處磨損。二是泵筒在油管內不居中，上行時帶動泵筒擺動，使卡爪受力不均，出現解封。

（3）故障判斷困難。由于桿式泵存在檢泵不起油管的特點，一旦油管發生破漏，無法進行試壓，給故障判斷和施工帶來一定的隱患。

（4）井下油管結蠟、垢情況不明了。由于桿式泵檢泵不起油管，而一旦油管結垢、結蠟，特別是懸掛器或防噴泄油器結垢、結蠟將直接影響作業成功率。

（5）主觀因素造成入井不出液。2012年桿式泵入井受主觀可控因素較多，與選井、管理和對桿式泵的結構特點掌握程度有關。一是未按桿式泵入井要求嚴格選井；二是井筒清洗不徹底、配套井筒防范措施未跟上、不及時進行清、防蠟垢藥劑添加；三是對桿式泵結構原理不掌握，操作不當使桿式泵入井未座封不出液。

3.2 對策措施

（1）嚴把桿式泵入井關。一是對照桿式泵入井條件及選井要求，嚴格選井；二是準確丈量下井油管桿數據，嚴格施工工序，確保施工質量，避免井筒沖洗不徹底等造成的無效施工井次；三是現場檢查密封效果，確保密封合格。

（2）強化井筒配套。延長桿式泵生產周期。一是在距井口25、50 m處、造斜點處配套扶正器；造斜點以下全部使用扶正桿；“狗腿度”大（≥ 3°/25m）的井段前后油桿上各接2個扶正器；在滑桿上第一根油桿接2個扶正器；二是選用多沉降旋流氣錨和激光割縫管，滿足桿式泵防氣和防砂需求。另外，選用桿式泵防噴泄油器。

（3）加強桿式泵入井后的管理措施。一是對桿式泵井掛牌管理；二是嚴格清防蠟、垢加藥制度，適當增加加藥頻次，定期進行熱洗；三是制定電流測試制度，及時發現異常；四是根據不同區塊、油藏的結蠟、結垢周期，制定油管強制清蠟、垢檢串制度。

（4）在桿式泵下端增加一個桿式泵的扶正套，減少使用中泵的偏擺，減少偏擺引起的解封。

（5）對進油接頭端面刺漏的問題，可在進油閥密封端面處增加紫銅墊圈或進油閥座外徑表面增加“O”型橡膠密封圈井筒配套方案。

4 結論及認識

（1）通過對比78口老井下入桿式泵前后生產情況，在抽吸參數不變的情況下，單井產液量、產油量、含水均保持平穩。

（2）對比45井次桿式泵檢泵作業，平均單井檢泵占井時間減少16 h，平均單井檢泵費用減少0.6萬元。

（3）根據桿式抽油泵的特點，入井時配套有防噴泄油器，在部分高液面井下泵過程中由于壓差較大，桿式泵坐封困難，可向油管內灌水，平衡壓力后坐封，提高桿式泵坐封成功率；后期在低滲透油田使用桿式泵，可根據液面高低，考慮不下入防噴泄油器。

（4）在低滲透油田上，桿式抽油泵推廣效果較好，可持續推廣使用。

[1]渤海裝備新世紀機械制造公司.長慶油田抽油泵應用效果[G].長慶桿式泵技術交流材料，2011.

[2]長慶油田公司機械制造總廠.桿式泵技術培訓材料[G].長慶桿式泵技術交流材料，2012.

[3]桿式抽油泵定型技術規范[S].中國石油長慶油田分公司設備管理處，2011

[4]長慶油田公司第三采油廠.桿式泵采油技術應用與改進[G].第三采油廠2011年度油田開發技術研討會材料匯編，2012