螺桿泵洗井器的研制與應用

張宗霖

摘 要：螺桿泵洗井器的研制并應用于螺桿泵的油井生產。安裝于螺桿泵筒上部，提供了反洗井通道。在螺桿泵停井后，開井之前采用熱洗泵車熱水清洗井的措施，將泵上死油、稠油、沉砂清洗干凈后，能夠順利開井，解決了螺桿泵采油井不能重新開井的問題。降低螺桿泵生產時油流阻力，提高了泵效。能有效地解決螺桿泵采油井蠟卡、砂卡事故。能夠不影響采油井的產量，盡快恢復正常生產，提高單井生產時率和原油產量。延長了油井的檢泵周期，解決施工作業安全隱患，并且降低原油的生產成本。

關鍵詞：螺桿泵;洗井器;研制與應用;泵效

螺桿泵采油廣泛地應用于油井輕度出砂和地下原油粘稠的油井，更好地適應了井下要求。螺桿泵采油也暴露出來一些問題，桿柱故障、作業洗井不通等問題增加了原油生產成本，影響了原油生產。

螺桿泵采油井事故停井后，原油停止流動后粘度增大，流動性變差，重新開井后抽油桿柱扭矩大，造成抽油桿過載，常出現抽油桿斷脫和螺紋損壞等問題。致使螺桿泵采油井正常生產時間短，需要頻繁作業維修，導致采油井的時率低。螺桿泵油井洗井比較困難，目前洗井方法主要有兩種：第一種方法是用吊車吊起抽油桿柱將轉子提出泵筒進行洗井，由于動用吊車設備，洗井費時費力，并存在安全隱患，而且熱洗后螺桿泵定子膠質熱脹，洗井后轉子很難再下到定子中，直接影響了螺桿泵的生產;第二種方法是在螺桿泵正常運轉時洗井，其洗井排量達不到規定的要求，洗井質量差，不能有效地解決蠟堵、砂卡等問題。

針對這種現狀，螺桿泵洗井器的研制并應用于螺桿泵的油井生產，安裝于螺桿泵筒上部，提供了反洗井通道。在螺桿泵停井后，開井之前采用泵車熱水清洗井措施（ 無需上提泵掛） ，將泵上死油、稠油、沉砂清洗干凈后，然后能夠順利開井，解決了螺桿泵采油井不能重新開井的問題。降低螺桿泵生產時油流阻力，提高泵效。

1 工藝管柱原理及特點

1.1 工藝管柱

工藝管柱如圖1所示：圖1：螺桿泵洗井工藝管柱示意圖。

螺桿泵洗井器工藝管柱結構由上而下為螺桿泵洗井器、螺桿泵、油管錨、篩管及絲堵等所組成。

1.2 工藝原理及技術特點

（1）洗井器的工作原理：

反洗井時，由于套管內的壓力高于油管柱內的壓力，在內外壓力差的作用下，洗井活塞克服彈簧及密封的阻力上行，露出洗井通道，洗井液進入油管柱內，實現反向循環洗井。洗井結束后，油套內外壓力平衡，在彈簧力的作用下，洗井活塞復位，油套內外不再連通。生產時油壓大于套壓使洗井活塞關閉，雙套保險確保生產時洗井開關不漏失。洗井可在生產過程中進行，無需停泵

（2）技術特點：

A、承內壓高，反洗井結束后，洗井活塞復位及密封可靠。

B、在反洗井過程中，洗井活塞在內部阻尼環的作用下，低頻往復運動，彈簧及密封件使用壽命得到保證。

2 工藝參數的確定

2.1洗井器洗井排量的確定。

現吉林油田新木采油廠采用冷輸無熱管伴隨，所以螺桿泵的清洗普遍采用熱洗泵清洗。在熱洗泵車機體不產生高溫的情況下，熱洗車排量控制在15m3/h，此時熱洗泵出口壓力為5-7 MPa，出口溫度70-80 ℃，可以滿足井下清蠟要求，而且節能。因此上設定洗井器的最大洗井排量設定為15m3/h，能夠完全滿足洗井的需要。

2.2 洗井器開啟壓力的確定：

洗井時要控制壓力，熱洗液返出液井口時的壓力為0.5—1MPa。根據熱洗泵車出口壓力5-7 MPa，加上洗井液的摩阻等，設定洗井器開啟壓力在0.7-1.0MPa左右。

2.3 根據螺桿泵洗井周期：

螺桿泵洗井周期為泵效降低10%兩個時間點之間的天數為最佳的合理洗井周期。螺桿泵井平均熱洗周期80天，檢泵周期240天。在一個檢泵周期內需要洗井3.0次。洗井器在室內進行疲勞試驗達100次以上，工具仍能開啟順利，活塞復位可靠，無漏失現象，完全滿足螺桿泵洗井的需要。

3 螺桿泵洗井器的技術參數

總長：630mm;最大外徑：Φ89mm;最小內徑：Φ62mm;承內壓：20MPa;洗井活塞開啟壓差：0.7-1.0MPa;工作溫度：90℃;連接扣型：27/8”TBG。

4 現場應用

目前，螺桿泵洗井器已經應用在螺桿泵生產井上。從目前使用情況分析，洗井時返液情況較好，起到很好的清蠟清砂作用;洗井后洗井閥能較好的關閉，正洗打壓不存在漏失現象，很好地解決了常規螺桿泵洗井時需上提下放泵掛，以及不能有效地洗井的技術難題。

4.1 螺桿泵洗井解卡

采用螺桿泵洗井器洗井后，其螺桿泵的扭矩下降。若當螺桿泵出現電流偏大和扭矩增加時，應立即反洗井，如果發生砂卡事故，采用安裝螺桿泵洗井器可以采用60-75℃的洗井液直接反洗井，能有效地解決螺桿泵采油井蠟卡、砂卡事故。

4.2 采用螺桿泵洗井不影響采油井的產量，盡快恢復正常生產，提高單井生產時率和原油產量。

4.3 使用螺桿泵洗井器經濟效益評價

（ 1 ） 螺桿泵洗井器可與現有地面驅動裝置配套使用，增加成本不多（每套約0.4萬元），不增加作業工序，使用簡單，便于現場推廣應用。

（ 2 ） 螺桿泵洗井器，無需吊車配合上提、下放泵掛，即可實現螺桿泵洗井，是螺桿泵洗井工藝的重大突破。節約了吊車的運轉費用，和影響生產井生產時率的降產費用。

（ 3 ） 螺桿泵洗井裝置能有效地解決螺桿泵采油井砂卡事故，盡快恢復正常生產，提高單井生產效率和原油產量。

（4）與前期螺桿泵相比使用螺桿泵洗井器的螺桿泵井采油，在延長檢泵周期方面有明顯的效果，平均每口螺桿泵井在使用螺桿泵洗井器后直接節約成本 2.34萬元以上，取得了良好的經濟與社會效益。

（5）投入產出比的計算：

按上述統計，投入費用0.4萬元;產出費用3.09萬元計算，采用螺桿泵洗井器的投入產出比為7.43。

詳見計算實例：

螺桿泵成本費用為0.4萬元;

產出費用：即節約的成本費用：2.97萬元。

洗井費用：每洗一次螺桿泵井的吊車運轉費用0.5萬元，影響產量費用按每口井影響8小時計算，每小時生產0.1噸油，8小時影響原油生產0.8噸，而每噸原油0.3萬元計算。每洗一次就可以節省費用就達0.74萬元。按螺桿泵在檢泵周期內洗井3.0次計算，則可以節省2.22萬元的費用。

作業費用：按每口井年可以節約0.5作業井次，每口井檢泵作業費用1.5萬元計算，則可節省作業費用0.75萬元。

合計節省費用為2.97萬元。

（6）安全環保方面[1]

螺桿泵生產井結蠟日趨嚴重，油套無通道，洗井洗不通，井底壓力聚集，井下作業施工過程中，甚至個別井用液壓拔卡機解卡，起原井油管和抽油桿時易造成油管上頂，抽油桿飛出，尤其抽油桿出現斷脫時，起到斷脫抽油桿時，易發生飛桿現象，辨識很難，無法有效控制措施，易造成傷人事故。增加了作業的施工難度，給環保工作帶來了困難、給安全工作帶來了隱患。

5 結論

（1）采用螺桿泵洗井器洗井能有效地解決螺桿泵采油井蠟卡、砂卡事故。

（2）采用螺桿泵洗井不影響采油井的產量，盡快恢復正常生產，提高單井生產時率和原油產量。

（3）采用螺桿泵洗井能夠取得了良好的經濟效益。

參考文獻：

[1]崔嘯龍.中國石油和化工標準與質量.探討治理螺桿泵井蠟堵飛桿的有效措施.2013，（4）：91.