提高抽油泵泵效的技術措施

張德龍 姚偉健 徐彤

摘要：機械采油階段的主要采油方法，是游梁式抽油機-抽油泵采油裝置的使用，為了提高抽油泵的效率，充分分析影響抽油泵效率的因素，并采取相應的有效的解決方法，提高抽油泵的效率，保證抽油系統的高效率，以達到提高油田的經濟效益的目的。

關鍵詞：抽油泵;漏失;泵效

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。2018年某采油廠開井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，為低效油井的高效開采提供了技術思路和治理手段。

1抽油泵的泵效

機械效率是人們在生產過程中十分重視的關鍵因素，決定了生產效率與經濟效益。井下抽油泵也有泵效，此泵效的定義為抽油泵的實際體積排量與理論排量體積得比值。抽油泵的工作原理是活塞的上下往復運動來不斷的吸入、排出液體，井下油液可以抽及到地面上是依賴著活塞往復運動和三抽設備的協力運行配合達成的。此三抽設備則是指抽油系統的三部分：地面抽油機、中間抽油桿與井下抽油泵。首先，施加動力向地面抽油機，中間抽油桿則是作為動力的中間傳輸設備，將動力傳下井下抽油泵的活塞，作往復運動直至將液體抽至地面。綜上可見，抽油泵的泵效與地面抽油機、中間抽油桿、油管與活塞的工作均有關系，提高泵效的同時應進行多方考慮，技術改革時應從多角度出發，但基于液體產量受多因素影響的實際情況，一般井下抽油泵的泵效達80%，即可滿足油田生產需要。

2影響井下抽油泵泵效的因素

2.1抽油桿柱和油管柱的彈性變形

作為抽油設備組成部分的抽油桿、抽油柱、油管柱均為抽油過程中動力傳遞的系統，所以在抽油過程中，長時受力、承受交變載荷的作用，向作用力方向發生形變，受到拉力作用則會伸長，受到壓力作用則會縮短。若是處于彈性限度中的形變，伸長與縮短是可恢復原狀的，若是超出彈性限度發生的形變是無法恢復的，會導致抽油桿、抽油柱因受拉伸或擠壓而破裂，無法將液體抽至地面，其修復方法也必須于井下進行維護后才可以繼續抽油工程。

除上述部位的破損影響泵效外，活塞的工作也會影響泵效。井下抽油泵排除液體的體積計算原理為泵筒的截面積與活塞行程的乘積，所活塞受損會影響其彈性伸縮，進而影響活塞的作業行程，活塞的行程變短則會導致抽取液體體積減少，泵效顯著降低。

2.2氣體和充不滿的影響

在抽油過程中，由于密封措施不完善，會導致有大量氣體進入抽油泵中，這部分氣體會占據抽油泵的一部分體積，使得液體無法進入，而且會產生氣壓，加大液體進入難度，導致進入泵中的液體明顯減少，而且稠油的流動速度緩慢，在進泵之前便已進入抽油泵的排出過程，顯然導致井下抽油泵泵效降低。

2.3泵漏失的影響

井下抽油泵的密封性較差，不僅可以進入氣體影響泵效，甚至可以在抽油過程中出現漏油現象。依據漏油部位與機理可分為泵吸入端漏失、泵排出端漏失、泵排出閥漏失、活塞與泵缸間隙漏失等。泵的吸入端與排出端漏失會影響液體的吸入體積與排出體積，均會較明顯降低泵的泵效。泵的排出閥或泄油器不嚴也會影響體積，進而影響泵效。除液體體積造成的影響外，泵效的降低也可能是由于抽油泵本身質量不合格導致的，如活塞與泵缸間隙漏失這類情況。

2.4地質因素影響泵效

井下抽油泵的泵效除于其自身有關外，還與施工開采處的地質地理情況有著密不可分的關系。若是油層結構過于堅硬，會導致抽油泵的沉沒度較低，影響液體的進入;若是油層結構松軟且多砂質，有可能會導致抽油泵下泵的過程中，油層受到水力的沖擊，出現油層混合砂質，可能會導致大量砂石顆粒倒灌入抽油泵中，影響抽油的壓力，更為嚴重者則會造成砂石顆粒將抽油泵堵塞，使抽油泵無法正常工作。

3提高泵效的技術措施

當今社會注重經濟效益與工作效率，在與油井相關的工作中也有所體現。將抽油泵泵效作為評價機械采油效率的重要指標之一，此標準也可作為衡量抽油設備管理水平的指標，所以，在抽油機井的生產過程中產生了系列提高井下抽油泵效的技術措施，旨在確保油層的供液能力可滿足需求，將油井的開采量不斷提升，完善抽油系統的功能，將機械采油的經濟效益達到最大化。但在提高井下抽油泵泵效的同時，也應注重抽油設備的質量維護，控制對抽油機設備產生不利影響的情況出現，如抽油機井的低泵效，采取有效保護維修措施延長抽油系統的使用壽命，創造更多經濟效益。

3.1優化油井工作制度

油田開采也應需要制定詳細的工作制度，不斷完善工作制度后依照制度進行施工，確保工程的質量與效率。而井下抽油的工作制度要點則應包括生產壓差、泵的直徑、沖程與沖次，對其進行合理的規劃與確定，確保可以高效配合進行施工。但依據實際生產規律，長沖程、慢充次、小泵徑的配合屬于較高效的硬件設備組合，可以較好的達到高泵效。但之后也應及時、周期性對設備進行維護、檢修與保養，確保抽油泵在最佳狀態下運行，延長設備的使用年限。若在制定工作計劃前已選定抽油機，所以應在滿足抽油機的正常運行的情況下選擇最合理的抽汲參數，提高井下抽油泵的泵效。

3.2減少氣體的影響

減少氣體對于抽油泵的影響則是對抽油泵進行完善的密封處理，防治氣體進入抽油泵中導致泵效降低。其中可以采取的方式有較為直接的在抽油泵的進口處安裝油氣分離器，一方面將在泵內的氣體分離出去，另一方面則是防止氣體進入抽油泵中，雙管齊下減少氣體對于抽油泵體積的占有情況，將氣體對于液體進入與排出的影響降至最低，防止影響泵效。除上述方法外，還可以選擇氣錨分氣法，在井口處安裝氣錨與氣閥，可以增強對氣體的控制力，有效防止氣體進入抽油泵中，提高抽油泵泵效。

3.3油管錨的使用

正確有效地使用油管錨，若是使用不當，將會導致油管柱在抽油的過程中伸長或縮短，一旦油管發生了彈性形變，便有可能出現因油管柱變形導致的沖程損失問題，使井下抽油泵泵效降低。所以為保障抽油設備的正常運作，應使用油管錨將油管柱下端進行固定，防止發生形變，有效提高泵效與生產效率。

3.4延長抽油泵的檢泵周期

井下抽油泵也如其他消耗品相同，隨使用年限的的增加，機器性能也會受到影響，所以應定期對抽油泵進行檢查，延長使用壽命。油泵的檢查項目可包括調整油泵的間隙，防止出現活塞與泵缸間隙漏失而導致泵效降低，而且應用小間隙運行可提高泵效;也應對抽油泵的檢泵周期進行延長，降低成本來提高經濟效益。若抽油泵使用過程中出現問題，應及時交與相關檢修部門進行檢泵維修，以便盡早可重新投入使用，滿足生產需求，提高生產效率。

3.5提高油層的供液能力

提高井下抽油泵泵效除從抽油設備技術的改進考慮外，應從本質的油層儲油供液方面進行考慮。只有保持油層的油量與能量充足，抽油泵才可以持續工作。補充油層能量的優先方法即為向油層中加強注水，注入水后油層的能量充足，供液能力則會相對加強，若油層無及時的能量補充，會導致能量過低，油層供應不足，泵的沉沒度也隨之加大，下泵的深度過大會導致抽油泵泵效顯著降低，甚至會影響抽油系統的正常運作，無法滿足油田開采的生產需求。

4結論

此文從井下抽油泵的泵效定義入手，分析了影響泵效的相關因素。可得出結論，抽油泵的泵效受多方因素影響，有器械設備自身因素，有外界環境干擾因素、有地質因素，甚至還有人為因素。人為因素則如器械經銷商生產制作過程中出現紕漏，導致抽油泵質量有損，或是相關部門對抽油泵的定期維修、日常管理不善，使得抽油泵的泵效降低。加大對抽油泵有效改進的技術措施的研究力度，采取最適宜的技術方案，有效提高泵效。除從內部因素進行技術改良外，還應從開采地的地質因素考慮，采取有效的措施，控制抽油泵的人供液能力，選取合適的抽油泵的泵徑，合理高效的開采抽油，保證油田的順利開采，高效滿足生產需求，達到油田的生產目標，是經濟利益達到最大化。

參考文獻：

[1]王平.抽油泵泵效影響因素分析及治理方法[J].化工管理，2018（09）：196-197.

[2]譚麗杰.關于提高抽油泵泵效的技術探討[J].化學工程與裝備，2018（02）：131-132.

（作者單位：1大慶油田有限責任公司第五采油廠第二油礦測試隊;2大慶油田有限責任公司第四采油廠第一油礦測試隊;3大慶油田有限責任公司第二采油廠作業大隊16隊）