淺析油田井下作業(yè)抽油泵現(xiàn)實(shí)狀況

周恒倉 李海波 賈洪躍 李洪亮

摘要：從地層中開采石油的方法可分為以下幾種況：一是自噴開采，利用地層本身的能量來舉升原油，稱為自噴采油法；二是流體驅(qū)動(dòng)開采，向地層注入流體或蒸汽，使地下原油產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)能量，達(dá)到開采條件，稱為流體驅(qū)動(dòng)采油法；三是機(jī)械開采，由于地層本身能量不足，人為地用機(jī)械設(shè)備給井內(nèi)液體補(bǔ)充能量，將原油舉升到地面，稱為人工舉升采油法或機(jī)械采油法。目前，油田人工舉升方式主要有氣舉采油、有桿泵采油和無桿泵采油。

關(guān)鍵詞：檢泵、下泵、結(jié)構(gòu)

有桿泵包括抽油機(jī)有桿泵和地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵。無桿泵包括電動(dòng)潛油泵、水力柱塞泵、射流泵等。無論采用什么舉升采油方式，由于油田開發(fā)方案調(diào)整、設(shè)備故障等原因，都可能需要進(jìn)行檢泵作業(yè)。

常用的有桿泵采油方式包括抽油機(jī)有桿泵采油方式和地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油方式。目前抽油機(jī)有桿泵采油方式占主導(dǎo)地位，約占人工舉升井?dāng)?shù)的90%。抽油機(jī)有桿泵采油是將抽油機(jī)懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過抽油桿傳遞給抽油泵，抽油泵柱塞上下運(yùn)動(dòng)帶出井內(nèi)液體的采油方式，主要由抽油機(jī)、抽油泵、抽油桿及配套工具等組成。其優(yōu)點(diǎn)是：由于這種方式發(fā)展時(shí)間長，技術(shù)成熟，工藝配套，設(shè)備裝置耐用，故障率低，其抽深和排量能適用大多數(shù)油井。其缺點(diǎn)是：抽深和排量都不如水力柱塞泵和射流泵，單獨(dú)排量不如電動(dòng)潛油泵；對(duì)于出砂、高氣油比、結(jié)蠟或流體中含有腐蝕性物質(zhì)的井，都會(huì)降低容積效率和使用壽命；整個(gè)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)是抽油桿，它在腐蝕環(huán)境中承受交變載荷，會(huì)產(chǎn)生腐蝕、磨損和疲勞，會(huì)使故障率升高。有桿抽油泵是有桿泵抽油系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，安裝在油管底部，沉沒在井內(nèi)液體之中，通過抽油機(jī)、抽油桿傳遞的動(dòng)力抽汲井內(nèi)的液體。有桿抽油泵可分為管式泵、桿式泵和螺桿泵。桿式泵又分為定筒式桿式泵和動(dòng)筒式桿式泵。定筒式桿式泵分為頂部固定式和底部固定式。對(duì)于符合抽油泵標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和制造的抽油泵，稱為常規(guī)抽油泵；對(duì)具有專門用途的抽油泵如防氣泵、防砂泵、防腐泵、耐磨泵、稠油抗砂泵、稠油強(qiáng)閉泵、稠油注蒸汽轉(zhuǎn)抽一次管柱管式泵、稠油注蒸汽轉(zhuǎn)抽一次管柱桿式泵、稠油環(huán)流泵和稠油陶瓷泵等，統(tǒng)稱為特殊抽油泵。

地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵是一種近幾年發(fā)展起來的容積式泵，其抽深可達(dá)1700m，最高日排液可達(dá)250m3，適用于高產(chǎn)淺井。其優(yōu)點(diǎn)是地面設(shè)備體積小，對(duì)砂、氣不敏感，能適應(yīng)高氣油比出砂井，也適應(yīng)黏度不高的油井。缺點(diǎn)是泵的壽命短。

管式泵的工作原理：上沖程時(shí)，抽油桿柱帶動(dòng)活塞上行，游動(dòng)閥（排出閥）受自重和油管內(nèi)液柱壓力的作用而關(guān)閉，并提升柱塞上部的液體。與此同時(shí)，柱塞下面的泵筒空間里的壓力降低，當(dāng)其壓力低于套管壓力時(shí)，該空間的液體將頂開固定閥（吸入閥）而進(jìn)入抽油泵活塞上沖程所讓開的泵筒空間。當(dāng)柱塞下行時(shí)，固定閥靠自重下落而關(guān)閉，泵筒內(nèi)的液體受到壓縮，在柱塞繼續(xù)下行過程中，泵內(nèi)的壓力不斷升高，當(dāng)泵內(nèi)壓力增至超過油管內(nèi)液柱壓力時(shí)，將頂開游動(dòng)閥使泵筒內(nèi)的液體進(jìn)入油管內(nèi)。柱塞在抽油機(jī)的帶動(dòng)下，連續(xù)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因而固定閥和游動(dòng)閥也將交替地關(guān)閉與打開，將井內(nèi)液體源源不斷地抽到地面。管式泵的基本技術(shù)參數(shù)，管式泵有整筒泵和組合泵之分，整筒泵的泵筒是由一個(gè)整體的無縫鋼管加工而成，組合泵是由泵筒內(nèi)裝有許多節(jié)襯套組成。整筒泵有許多優(yōu)點(diǎn)，制造工藝簡(jiǎn)單，維修成本低，是國內(nèi)外抽油泵的發(fā)展方向。

管式泵的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，承載能力大，在同等油管尺寸條件下，可安裝的泵徑比桿式泵大。對(duì)于產(chǎn)液量更大的油井，還可通過脫接器安裝泵徑大于油管內(nèi)徑的管式抽油泵，使泵徑大于油管柱直徑，達(dá)到增大排量的目的，管式泵在我國得到了廣泛的應(yīng)用。

缺點(diǎn)：起泵和下泵都必須通過起下油管來完成，起、下工作量大，油管上、卸次數(shù)多，油管螺紋易磨損，容易造成油管漏失。管式泵一般適用于油井產(chǎn)量高、含氣量少、含砂量少的油井。定筒式底部固定桿式泵的結(jié)構(gòu)：定筒式底部固定桿式泵的結(jié)構(gòu)由卡簧、密封件、固定閥、游動(dòng)閥、柱塞、泵筒、柱塞限位套、拉桿和泵座等組成。整個(gè)結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)部分。一部分是泵座，泵座內(nèi)有卡套，上、下有油管螺紋。卡簧和卡套組成固定鎖緊裝置。泵座連接在管柱上下入井內(nèi)。另一部分是泵筒總成，泵筒總成連接抽油桿下入井內(nèi)，使其坐在泵座上，底部鎖緊裝置（卡簧、卡套）將泵筒固定在油管內(nèi)的預(yù)定位置上。密封件可使泵筒和泵座密封。

定筒式底部固定桿式泵的工作原理：抽油桿帶動(dòng)柱塞上、下運(yùn)動(dòng)：當(dāng)柱塞上行時(shí)，游動(dòng)閥關(guān)閉，固定閥打開，液體進(jìn)入泵筒。柱塞到達(dá)沖程上死點(diǎn)時(shí)下行，游動(dòng)閥打開，固定閥關(guān)閉，液體排出泵筒進(jìn)入油管。柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將液體不斷地抽到地面。當(dāng)需要起出抽油泵時(shí)，上提抽油桿，柱塞至柱塞限位套時(shí)帶動(dòng)泵筒；拉力超過固定鎖緊裝置解鎖負(fù)荷時(shí)，鎖緊裝置解鎖，使泵筒和泵座脫開。定筒式底部固定桿式泵的特點(diǎn)：底部固定桿式泵應(yīng)用比較廣，它具有泵筒不會(huì)因液柱作用而伸長、只受外壓、間隙不會(huì)增大的特點(diǎn)，適合在深井中使用，泵筒可繞底部鎖緊裝置這個(gè)支點(diǎn)擺動(dòng)，在斜井中也可使用。但在其固定支承套和底部鎖緊裝置（卡簧、卡套）的環(huán)形空間處極易沉積砂粒，使起泵作業(yè)困難，不宜在含砂井中使用。底部固定又使工作中的泵筒擺動(dòng)大，加劇了抽油桿、柱塞限位套的磨損，故不宜用作長沖程泵。

桿式抽油泵的特點(diǎn)是：作業(yè)時(shí)不需要泄油器，泵筒隨抽油桿離開泵座時(shí)，油管內(nèi)、外流體連通平衡，對(duì)于熱采井可以實(shí)現(xiàn)下一次管柱完成注汽、下泵作業(yè)。注汽時(shí)上提抽油桿柱，泵座和泵筒分離，蒸汽從油管內(nèi)（隔熱油管）注入油層。注完蒸汽后下放抽油桿柱使泵筒坐在泵座上，底部鎖緊裝置鎖緊，直接掛抽采油，達(dá)到減少作業(yè)次數(shù)，保持注蒸汽效果的目的。桿式泵的總體特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：檢泵方便，不起油管就可以換泵；不用專門的泄油裝置，而且比管式泵余隙容積小，有利于泵的充滿；在下井過程中，可使泵的所有精密部件不受機(jī)械磨損。

缺點(diǎn)：由于工作筒需要下在油管內(nèi)，所以在同等條件下，能下入井內(nèi)的桿式泵直徑比管式泵小，排量也比管式泵小；內(nèi)外工作筒之間易沉砂，在油井出砂和結(jié)蠟較嚴(yán)重的井中容易卡泵。