影響抽油泵泵效主要因素分析及提高泵效措施

馬玉寧 王小玲 付彥麗

摘要：抽油泵是有桿采油工作方式中最關(guān)鍵的設(shè)備，它的是否正常直接關(guān)系到采油效率的高低。抽油泵在井下工作環(huán)境復(fù)雜，受各種因素影響較多，導(dǎo)致抽油泵出現(xiàn)泵效降低問題，從而直接影響油井產(chǎn)量，降低采油效率。因此，為有效提高抽油泵泵效，本文針對影響抽油泵泵效的各方面因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了相應(yīng)技術(shù)措施以有效提高抽油泵的泵效，進(jìn)而達(dá)到增加油田產(chǎn)量與效益的目的。

關(guān)鍵詞：抽油泵泵效；影響因素；提高泵效措施

前言

游梁式抽油機(jī)-抽油泵采油裝置的應(yīng)用是機(jī)械采油階段的主力采油方式，抽油泵的泵效指的是抽油井的實(shí)際產(chǎn)液量與抽油泵的理論排量的比值。抽油泵泵效的高低直接反映了抽油泵性能的好壞，直接影響著油井產(chǎn)量與效益。而抽油泵作為一種特殊形式的往復(fù)泵，

1.影響抽油泵泵效的因素

抽油泵泵效的高低反映了泵性能的好壞及抽油參數(shù)的選擇是否合適等。影響抽油泵泵效的因素歸納起來有抽油工作參數(shù)、設(shè)備因素、地質(zhì)因素以及其他因素等影響，下面詳細(xì)的展開分析。

1.1地質(zhì)因素影響

1.1.1油井出砂

（1）帶砂子油流沖刷閥球及閥座，破壞泵閥正常工作。

（2）出砂對抽油泵柱塞和襯套有磨損，增加了漏失量。

（3）嚴(yán)重時泵閥砂卡或砂埋。

1.1.2油井結(jié)蠟

（1）蠟沉積在泵閥上造成油流通道減小，使閥關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏失。

（2）泵入口處及泵內(nèi)結(jié)蠟，使油流阻力增大，泵充不滿。

（3）嚴(yán)重時造成蠟卡。

1.1.3原油粘度高

（1）油流阻力大，固定閥和游動閥不易打開和關(guān)閉。

（2）抽油桿不易下行，影響泵的沖程。

（3）油流進(jìn)泵阻力大，降低泵的充滿系數(shù)，使泵效降低。

1.1.4井內(nèi)液體含有腐蝕性物質(zhì)

（1）腐蝕閥球及閥座，造成漏失。

（2）腐蝕使閥的材料變脆，易毀壞。

（3）腐蝕油管及抽油桿，使油管漏失、抽油桿斷脫。

1.1.5氣體的影響

（1）在抽汲過程中是氣和液兩相同時進(jìn)泵。

由于氣體進(jìn)泵，占據(jù)泵筒中部分容積，降低了泵中液體的充滿程度而使泵效降低。氣體影響嚴(yán)重時，甚至可能形成泵的“氣鎖”。所謂氣鎖是指大量氣體進(jìn)入泵內(nèi)后，柱塞在上、下沖程中僅對泵內(nèi)氣體起壓縮和膨脹作用，固定閥打不開，油不能進(jìn)泵，出現(xiàn)抽不出油來的現(xiàn)象。

（2）抽油井在正常生產(chǎn)時，抽油泵余隙容積的存在。

由于余隙容積的存在，減少了進(jìn)油過程中進(jìn)入泵筒內(nèi)的油量，而使泵效降低。

1.2采油工作參數(shù)的影響

如果抽油泵的抽油參數(shù)選擇不當(dāng)，會降低泵效。

1.2.1抽油參數(shù)過大的影響

如果抽汲參數(shù)增大就表示理論排量增大，而如果抽油泵的理論排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油層供液能力，造成供液不足，泵效自然很低。

1.2.2柱塞移動速度的影響

當(dāng)柱塞移動速度提高到一定程度后就會出現(xiàn)：

（1）原油來不及充滿柱塞所讓出的空間，泵的充滿系數(shù)減小，使泵效下降。

（2）產(chǎn)生沖擊載荷，促使抽油桿更快的損壞。

1.2.3沉沒度的影響

從液體流動的阻力看，抽油泵的沉沒度受液體粘度、泵的結(jié)構(gòu)尺寸影響很大。在油井生產(chǎn)時，由于靜液面高度確定不合理（過?。?，出現(xiàn)泵不能及時被液體充滿的現(xiàn)象，使泵的充滿系數(shù)降低，導(dǎo)致泵效降低。

1.2.4泵掛深度影響

由于上、下沖程過程中桿、管承受交變載荷而產(chǎn)生彈性伸縮，使柱塞沖程小于光桿沖程，從而減少了柱塞所讓出的體積，就會形成沖程損失，而泵掛深度過大使沖程損失過大，泵效降低。

1.3設(shè)備因素的影響

1.3.1泵的制造質(zhì)量。

1.3.2泵的安裝質(zhì)量。

1.3.3襯套與柱塞間隙配合選擇不當(dāng)，或閥球與閥座不嚴(yán)等都會使泵效降低。

2.提高抽油泵效的措施

2.1提高油層供液能力

主要是提高和保持油層壓力，采用進(jìn)攻性的增產(chǎn)增注措施，來提高油層的供液能力。

2.2合理選擇抽油泵，提高泵的質(zhì)量（檢修），保證泵的配合間隙及閥不漏

（1）選擇泵型：選擇依據(jù)：根據(jù)原油產(chǎn)量、含砂、含水、氣油比、下泵深度及抽油機(jī)型號等因素來決定。

（2）選定泵徑：選擇依據(jù)：在抽油機(jī)負(fù)荷允許的范圍內(nèi)選定泵徑，主要是根據(jù)產(chǎn)量大小及泵徑、沖程、沖數(shù)的關(guān)系來確定。

（3）選擇抽油泵的間隙：選擇依據(jù)：要考慮漏失量、泵的機(jī)械磨損情況。泵的間隙大小要根據(jù)井中原油粘度、井溫、含砂量等資料來選。

2.3合理選擇抽油井工作參數(shù)（工作方式）

抽油井設(shè)備選定后，在保證產(chǎn)量的前提下，應(yīng)以獲得最高的泵效為基本出發(fā)點(diǎn)來調(diào)整抽汲參數(shù)。確定選擇抽汲參數(shù)組合的一般原則：

（1）對于粘度不太大的常規(guī)抽油機(jī)井，在確定泵徑、沖程、沖數(shù)的配合時，一般應(yīng)堅(jiān)持長沖程、慢沖數(shù)、小泵徑的原則。

（2）對于原油比較稠的油井，在確定泵徑、沖程、沖數(shù)的配合時，一般應(yīng)堅(jiān)持長沖程、慢沖數(shù)、大泵徑的原則。

（3）對于連噴帶抽抽油機(jī)井，在確定泵徑、沖程、沖數(shù)的配合時，一般應(yīng)堅(jiān)持長沖程、快沖數(shù)、大泵徑的原則。

2.4確定合理的下泵深度和合理的沉沒度

（1）由沖程損失的計(jì)算可知，下泵深度越小，沖程損失越小，泵效越高。（需精確計(jì)算）

（2）根據(jù)充滿系數(shù)的計(jì)算及氣體的影響原理可知，沉沒度越大即下泵深度越大，泵吸入口處的沉沒壓力越高，氣體影響越小。（需精確計(jì)算）

2.5減少沖程損失

由于沖程損失是由彈性變形產(chǎn)生的，是抽油桿柱、油管柱彈性變形的總和。

（1）采用油管錨使油管柱下部固定，以減少由于油管柱變形而引起的沖程損失。

（2）采用高強(qiáng)度的抽油桿，以減少由于抽油桿柱柱變形而引起的沖程損失。

2.6減少氣體影響

通過對泵的兩相抽汲過程分析可知，氣體對抽油泵泵效的影響進(jìn)行分析，可以看出泵的充滿系數(shù)越大→泵的充滿程度越高→泵效越高。因此：

2.6.1β與K有關(guān)，K值越小→β值越大→泵效越高。

減小K值途徑：

（1）在保證柱塞不撞擊固定閥前提下，盡量減小防沖距。

（2）在滿足排量要求前提下，盡量采用慢沖數(shù)、長沖程的組合方法。

2.6.2β與R有關(guān)，R值越小→β值越大→泵效越高。

減小R值途徑：

（1）在保證柱塞不撞擊固定閥前提下，盡量減小防沖距。

（2）加大泵掛深度。

（3）安裝氣錨（井下油氣分離器）。為提高高氣液比井泵筒的充滿系數(shù)，研究了螺旋氣錨、多杯等流型氣錨等防氣技術(shù)。

2.7防止砂、蠟、水及腐蝕介質(zhì)對泵的侵害

采用清防砂方法、清防蠟方法、堵水方法、使用特種泵等來防止砂、蠟、水及腐蝕介質(zhì)對泵的侵害，提高抽油泵的泵效。

2.8改善抽油泵的材料

采用耐磨材料加工成的泵可減輕砂磨引起的漏失；采用耐腐蝕材料加工成的泵防止泵受腐蝕引起的漏失和破壞。

2.9加強(qiáng)抽油井的維修作業(yè)，提高泵效

確定抽油井的合理修井周期，使油井、抽油泵保持正常的工作狀態(tài)。

3.結(jié)束語

泵效是反應(yīng)抽油設(shè)備工作效率及管理水平的重要指標(biāo)。通過分析得出影響抽油機(jī)泵效的主要因素有抽油工作參數(shù)、設(shè)備因素、地質(zhì)因素以及其他因素，在油井的生產(chǎn)過程中，為了能夠有效提高抽油機(jī)的采油效率及油田開發(fā)的整體效益，就要對抽油機(jī)的泵效進(jìn)行改善。而這幾個參數(shù)的選擇和優(yōu)化則直接決定了抽油泵泵效的高低，因此從供液能力、工藝參數(shù)、配套工藝等方面提出技術(shù)改進(jìn)措施，從而找到合理有效的提高泵效措施。

參考文獻(xiàn)

[1]王春江. 抽油泵泵效影響因素分析及治理方法研究[J].石油地質(zhì)與工程.2017，15（3）：103-106.

（作者單位：中國石油長慶油田分公司第一采油廠）