泵況常見故障中的診斷方法研究

蓋磊

摘 要：在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，由于機(jī)械設(shè)備的長期磨損，導(dǎo)致機(jī)采井井下故障較多，不同程度地影響油井產(chǎn)量，最終必須進(jìn)行作業(yè)處理。而正確的抽油機(jī)井泵況診斷有利于及時發(fā)現(xiàn)問題，提高診斷符合率，避免誤報、錯報作業(yè)，并可通過采取適當(dāng)措施來降低維護(hù)作業(yè)比率，作到有的放矢，切實(shí)解決油井生產(chǎn)中的實(shí)際問題。對于深井泵發(fā)生的幾種常見故障結(jié)合抽油機(jī)井生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行了重點(diǎn)分析，給出了幾種常見故障發(fā)生時的基本示功圖形狀、現(xiàn)場憋泵表現(xiàn)及電流特征。在實(shí)際判斷中，必須結(jié)合各方面資料以及現(xiàn)場發(fā)生的各種實(shí)際現(xiàn)象，同時結(jié)合單井實(shí)際情況，具體分析，不能一概而論，盡量減少判斷誤差。

關(guān)鍵詞：泵況;故障;診斷方法

目前，大部分油井采用有桿泵作業(yè)，因各類故障，造成檢泵井井?dāng)?shù)逐年增加，影響原油生產(chǎn)任務(wù)的完成。深井泵常見故障主要有桿管斷脫、漏失、卡泵等情況，如何準(zhǔn)確判斷深井泵故障，成為制定切實(shí)可行的措施、降低油井檢泵率的重要課題。對于深井泵發(fā)生的幾種常見故障，從示功圖形來看表現(xiàn)各有不同，但又比較接近，因而給現(xiàn)場判斷造成一定的困難。如何準(zhǔn)確判斷本文提到的深井泵的幾種常見故障，有待于認(rèn)真研究、摸索，找到其中的規(guī)律。

1 問題的提出

油井在正常生產(chǎn)過程中，井下工具隨著工作時間的延長會出現(xiàn)各種故障，如何利用各項(xiàng)資料正確分析故障原因，采取有效治理措施解決井下故障，對維護(hù)油井生產(chǎn)起到重要作用。

抽油機(jī)井平穩(wěn)、高效運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)有：抽油泵工作正常，抽油效率應(yīng)達(dá)到45%以上;油井沉沒度在150～200m左右;油井生產(chǎn)流壓應(yīng)控制在3～4Mpa左右;油井回壓和套壓應(yīng)控制在0.8Mpa以下;舉升系統(tǒng)平衡率應(yīng)在85%～100%;系統(tǒng)效率應(yīng)達(dá)到30%以上;注采單元油水井注采平衡穩(wěn)定;檢泵周期應(yīng)高于全廠平均水平;設(shè)備“五率”達(dá)標(biāo);皮帶，盤根等消耗低于廠水平。抽油機(jī)井故障是指抽油泵、管、桿和其它附屬工具在工作中發(fā)生損壞，以及受采出液物性井況等因素影響，使井下工具運(yùn)轉(zhuǎn)失常、磨損失效，導(dǎo)致油井產(chǎn)液量下降，抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)失衡等現(xiàn)象，統(tǒng)稱為井下發(fā)生故障。當(dāng)抽油機(jī)井發(fā)生井下故障時，會改變地面舉升設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。利用示功圖、井口產(chǎn)液、油套壓和上下行電流等數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合分析診斷出井下故障原因。

2 診斷方法

2.1 地面功圖“+”字診斷法

利用該井桿管泵深度數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行參數(shù)繪制出理論示功圖，并用“+”字線將圖形分成四等份。然后對比觀察實(shí)測示功圖各部分的缺失情況。“+”字分

析法，對于沖次較低，泵深較淺的井，可以得出較準(zhǔn)確的泵況診斷。光桿“示功圖”是判斷抽油泵工作狀況好與壞最直接和最有效的方法，分析和判中，必須與當(dāng)前液面測試數(shù)據(jù)、井口憋壓、產(chǎn)量、電流以及油套壓等生產(chǎn)數(shù)據(jù)相結(jié)合，才能準(zhǔn)確判斷井下故障原因，并有針對性地制定治理措施。

2.2 井口憋壓診斷法

利用井口憋壓數(shù)據(jù)，繪制壓力與時間關(guān)系曲線，分析判斷井下抽油泵工

2.3 “M”圖表診斷法

首先計(jì)算油井ΔP和M數(shù)值，再利用ΔP和M值的對應(yīng)關(guān)系圖，判斷出抽油泵的工作狀況。圖1中，ΔP：游動閥上下壓差，反應(yīng)地層供液能力;M：實(shí)際泵效與理論泵效比值，反應(yīng)抽油泵的工作效率;P1、P2：作用在游動閥下面和上面的壓力;η、η0：抽油機(jī)井實(shí)際泵效和理論泵效。

2.4 聲波診斷法

該方法是用聲波記錄儀器，采集井下設(shè)備工作中的振動聲音信號，以此來判斷油井工作狀況。由于該方法是靠聲音來判斷泵況，所以要求井下無刮碰、地面光桿不能碰驢頭，否則多種聲音混雜在一起，給診斷帶來困難。目前該方法仍在研究之中。

2.5 組合診斷法

從上述幾種泵況診斷方法來看，各種方法都有一定的優(yōu)、缺點(diǎn)和局限性。因此，現(xiàn)場通常的做法是，對于難以判斷的帶噴井或示功圖奇特復(fù)雜的井，多采用組合式診斷井下抽油泵工作狀況。現(xiàn)場判斷抽油機(jī)井井下故障方法較多，大家可根據(jù)現(xiàn)場條件靈活采用目前多采用光桿功圖+憋壓法+生產(chǎn)數(shù)據(jù)+經(jīng)驗(yàn)判斷。

2.6漏失判斷

抽油機(jī)井漏失，按部位分主要有井口漏失、管體漏失、泵固定凡爾漏失、游動凡爾漏失、活塞間隙漏失5種情況。

（1）井口漏失

井口漏失主要是油管掛、盤根密封不嚴(yán)，需要更換盤根。主要表現(xiàn)在上、下沖程時壓力均增大，證明泵無問題，但是壓力穩(wěn)不住，降壓較快。

（2）管體漏失

管體漏失與井口漏失特性相近，只是在降壓速度上根據(jù)漏失深度及漏失面積而決定。常見的管體漏失有刺漏和滲漏，有時管壁也會有砂眼或裂口。刺漏、砂眼或裂口降壓較快，一般僅限于一兩根油管。起管時可根據(jù)存水位置找到漏失部位。由于油管漏失不是深井泵裝置本身所致，所以示功圖形本身不發(fā)生變異，與正常出油的示功圖一樣。只是當(dāng)漏失嚴(yán)重，油井不出油時，示功圖的最大負(fù)荷線可能較最大理論負(fù)荷線為低，所低的這段長度（L）相當(dāng)于漏失處至井口這段液柱在光桿處所產(chǎn)生的負(fù)荷;若漏失處離井口很近，L將趨于零。其中最大載荷下降，最小載荷上升。地面判斷油管漏失，主要表現(xiàn)在地面憋泵時，能憋起壓力，但穩(wěn)壓時壓力下降較快，一般在30～60s內(nèi)下降到原值。

（3）固定凡爾漏失

固定凡爾與凡爾座配合不嚴(yán)、凡爾座錐體裝配不緊，凡爾罩內(nèi)落入臟物或結(jié)蠟，卡住凡爾球座等原因，都會造成深井泵部分漏失。比較固定凡爾漏失時的示功圖和正常示功圖，可以看出二者的區(qū)別。首先，理論卸載線為一直線段，而吸入部分漏失的卸載線為一向上的凹的曲線，其傾角（∠CD′D）比理論卸載線的傾角要小，且漏失愈大，其傾角越比理論卸載線傾角小。其次，由于吸入部分漏失，使卸載時間延長，延長的時間相當(dāng)于活塞走完DD′這段直線所需的時間。卸載時間延遲的結(jié)果使圖形右上角變尖、右下角變圓。且漏失越嚴(yán)重，右上角就越尖銳，右下角就越圓潤。此時，與正常時相比，示功圖的最大載荷和最小載荷均應(yīng)減小。地面判斷固定凡爾漏失，主要表現(xiàn)為地面憋壓時，上沖程時能起壓，但下沖程時壓力下降。而且，下沖程時壓力值下降越大，說明漏失量越嚴(yán)重。通常，漏失量的多少用漏失程度來衡量。漏失程度是一個比值或百分?jǐn)?shù)，它是示功圖中漏失面積和理論示功圖面積的比值。

3認(rèn)識與結(jié)論

①深井泵常見故障主要有桿管斷脫、漏失、卡泵等情況，如何準(zhǔn)確判斷深井泵故障，成為制定切實(shí)可行的措施、降低油井檢泵率的重要課題。

②通過功圖判斷和油井憋泵情況對比，可以判斷出深井泵特殊故障原因。

③在實(shí)際判斷中，必須結(jié)合各方面資料以及現(xiàn)場發(fā)生的各種實(shí)際現(xiàn)象，同時結(jié)合單井實(shí)際情況，具體分析，不能一概而論，盡量減少判斷誤差。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭寶迎.螺桿泵井綜合診斷方法及應(yīng)用[J].長江大學(xué)學(xué)報（自科版），2014，11（14）：115-117.

[2]梁華.有桿抽油系統(tǒng)故障遞階診斷的故障分辨研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，36（05）：169-175.

[3]于泳澎.抽油機(jī)井示功圖自動診斷方法的改進(jìn)[J].化學(xué)工程與裝備，2017（07）：96-98+124.