提高抽油機泵效技術改進與應用

馬進

摘 要：2017年興隆臺采油廠開井741口，抽油機舉升的核心部件就是抽油泵，目前我廠平均泵效為41.86%，據統計低于平均泵效的井有347口，占總開井數的47%，其中泵效低于20%的井有219口。這些低泵效油井嚴重制約了油井的產能，降低了系統效率，增加了開采成本。為了提高油井產能，提高抽油泵的泵效，對抽油泵進行一系列技術改進將技術研究與現場實施相結合，起到了提高泵效的作用，并逐步形成了技術規模，取得了經驗認識，為我廠低效油井的高效開采提供了技術思路和治理手段。

關鍵詞：抽油泵;漏失;泵效

1前言

油田在開發生產過程中，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行開采，抽油機舉升是目前最常見的人工舉升方式。2017年興隆臺采油廠開井741口，抽油機舉升的核心部件就是抽油泵，目前我廠平均泵效為41.86%，據統計低于平均泵效的井有347口，占總開井數的47%，其中泵效低于20%的井有219口。這些低泵效油井嚴重制約了油井的產能，降低了系統效率，增加了開采成本。

為了提高油井產能，提高抽油泵的泵效，對抽油泵進行一系列技術改進將技術研究與現場實施相結合，起到了提高泵效的作用，并逐步形成了技術規模，取得了經驗認識，為我廠低效油井的高效開采提供了技術思路和治理手段。

2抽油泵漏失原因分析

針對泵效低于20%的油井，對其進行分析。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，抽油泵中控制油液單向流動的部件，承受著來自井底流壓、液柱重力、桿管重力等多方向的壓力作用，同時受到含油腐蝕性介質及砂粒的原油沖刷，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合金泵閥因其不具有抗磁性，在井下工作時，由于抽油泵受到地磁場的影響，極易導致泵閥磁化，致使金屬碎屑、含金屬成分的微粒吸附在泵閥密封面上，使抽油泵閥關閉不嚴，產生漏失 。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、閥刺壞的現象越來越多，造成油井頻繁檢泵作業。

2.2磨損性漏失

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

油田開發中后期，油井的水、氣、砂等較多，加上結蠟、膠質瀝青、腐蝕性介質的綜合作用，泵閥啟閉時段高速液流通過時，產生較大的水力切割作用，表面會形成方向性的沖刷痕跡，因普通泵閥硬度較低，耐磨性能差，易造成泵閥組件嚴重破壞。遇到高含砂井，固定閥關閉時，由于砂粒墊在密封面上，導致泵閥密封面嚴重磨損。除密封不好外，頻繁開啟、關閉，密封面容易損壞，加劇了漏失和刺壞。

對于一些有斜度的油井，固定閥關閉滯后或閥座偏磨導致漏失。大斜度井泵掛處井斜角大，閥球和閥座線型接觸不均，閥關閉時長時間與一側接觸面單一碰撞，使得最后接觸的切面出現刺漏。

2.3腐蝕性漏失

油井進行酸化解堵、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抽油泵零件腐蝕，特別是抽油泵閥球和閥座密封面腐蝕嚴重，使抽油泵產生腐蝕性漏失，嚴重時無法正常抽油。

隨著油田開發，酸化解堵、壓裂、防砂等措施的實施，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，延長泵的檢泵周期。

3技術改進

針對影響抽油泵漏失的因素，我廠對常規抽油泵進行了一系列技術改進，提高了抽油泵的技術性能，達到提高抽油泵泵效的目的，并在一定程度上延長檢泵周期。

3.1游動閥、固定閥材質采用了無磁硬質合金

無磁硬質合金WC-Ni與普通硬質合金WC-Co、高鉻不銹鋼相比，因化學組成不同，其物理性能有較大的區別，在WC-Ni硬質合金中，采用常規硬質合金生產工藝，以不同的VC（碳化釩）添加量進行試驗。加入適量的VC可以使合金在常溫下由鐵磁性變為順磁性，同時硬度也有一定的提高，抗彎程度在VC加入量較少時（<1.0%）基本維持不變。添加VC使合金發生磁性轉變的機理，主要在VC溶入Ni中形成鼓溶體，擴大了Ni的晶格常數，減弱了電子間的交換作用，從而實現抗磁、無磁。

使用無磁硬質合金材質制造游動閥、固定閥，無磁硬質合金沒有磁性和吸磁性，不會造成金屬鐵屑、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，延長抽油泵的使用壽命。

3.2固定閥、游動閥采用鈍化膜保護

普通硬質合金WC-Co的粘結劑CO使WC具有適當的可濕性及較好的韌性;但由于硬質相WC不容易形成穩定粘著的高熔點氧化層，因此，普通硬質合金WC-Co相對容易被腐蝕，或者容易被加工過程中產生的熱碎片溶解。

4現場實施情況

2017年至今，我廠共應用了改進后的抽油泵48井次，實施后油井累計增油1.19×104t，累計增氣289×104m3，平均泵效由21.2%提高到38.9%，提高了17.7%，平均正常生產天數達216天。

5結論與認識

1、通過對傳統抽油泵的改進，對提高泵效，延長油井檢泵周期有一定作用。

2、對常規泵進行技術改進，結構設計簡單合理，抗磁化、防腐、耐磨、防漏，適用于高含砂、含腐蝕介質及桿管磨損井。

3、使用改進的抽油泵，成本相對較低，降低了開采成本。

4、對傳統抽油泵的改進，減少了檢泵次數，降低了開采成本。

5、通過對抽油機提高泵效的技術改進與實施，起到了良好的降本增效的效果，創造了一定的經濟效益。