论文部分内容阅读
摘要：一般情况下，抽油机井由于受设备、流压变化、振动载荷、液体体积效应系数及抽油泵摩擦副等因素的影响，部分抽油机井出现产液缓慢下降、沉没度缓慢上升，泵况逐渐变差，影响了油井的正常生产。本文通过对抽油机井泵效率下降的原因进行深入分析，提出相应科学、合理的改进措施，促使抽油机以最低能耗，产出较高的液量路。
关键词：抽油机;泵效率下降;原因分析;改進措施
1. 概述
就目前而言影响抽油机井泵效率的主要因素有：沉没度;含气量含气液体的体积收缩;漏失;油层性质;油井工作制度、管理制度。
据不完全统计，某厂某管理区2016年这类问题井就有17口，2017年1-12月有10口，这些井由于泵况逐渐变差，产量下降缓慢从降低“两率”角度出发暂时又不具备检泵条件，然而此类问题的出现影响了油井的正常生产，增大了杆管偏磨强度，影响区块系统压力的平衡。为此，从影响抽油机井泵效原因入手，对泵况变差原因进行了分析，并提出了相应的措施及对策。
2. 抽油机井泵效率下降的原因分析
2.1 沉没度对抽油机井泵效率的影响
沉没度要根据油井的产量和动液面来确定，是影响抽油机井泵效率的重要参数之一。在一定范围内，沉没度升高，井泵入口压力增大，滤头载荷减少，在一定程度上降低井泵油管漏失和泵能漏失，因而可以提高抽油机井泵效率。沉没度过多或者过低都会降低抽油机井泵效率。
当沉没度过高时，抽油机内的充满系数与沉没度成正比，同时增大，致使抽油井的流压增大，当达到抽油井流压的安全范围以后，流压过大引发部分薄差的油层不出液，致使产液层层间压力过大，导致油井产量下降。
当沉没度过低时，由于井泵口气体分离较多，抽油机内的充满系数会很小，引发抽油机上冲程液体不能将工作筒充满。下冲程选点载荷过大，产生较大冲击载荷，致使减载线变陡。
2.2 抽油机井泵漏失引起井泵效率下降
抽油机井泵漏失主要包括两种：分油管漏失;抽油机泵内漏失。井泵漏失不仅造成环境污染，增加工人作业量，同时加速抽油机光杆磨损，大大降低井泵效率。
抽油机分油管漏失：（1）分油管螺纹损坏;（2）分油管螺纹连接不紧密;（3）分油管管体破裂;（4）抽油机泄油器误开等原因均会造成油管漏事故，引起井泵效率下降。
抽油机泵内漏失：（1）抽油机井泵内的部分零部件破损;（2）抽油机活塞与衬套之间间隙过大;（3）砂、蜡卡使阀密封不严等泵内漏失造成效率下降。
2.3 井下泵深度以及地面参数对泵效的影响
抽油机井泵效率与设备实际参数有关，当抽油机井泵直径越大、上下冲程越大、冲程冲次越大、井泵效率越低。
当相同沉没度时，抽油机井泵下井深度不同，也会影响井泵效率、通常下泵深度越深，冲程实际效率越低，损失增加溶解气含气量增高，抽油机井泵效率下降。
2.4 施工因素的影响
作业施工时，在油管上扣过程中，由于游动滑车上提单根油管时的惯性作用，油管上部将呈不同程度的轻微摆动，使得游动滑车、油管、井口三点不对中，内外螺纹对中性差，同轴度较低，上扣时易对丝扣造成累计损伤，且作业次数越多损害程度越大。此类油管下井后，因涂抹了丝扣密封脂，整体打压时压力不降或下降不明显，但生产一段时间后，由于管柱受载荷和介质的作用，在压差的作用下，井液将沿着丝扣密封能力较差的部位扩散，易造成丝扣处不同程度的漏失。此外，目前施工时对油管丝扣的鉴定仅限于锥度检测，对丝扣的磨损程度尚无准确有效的检测手段，大多仅凭肉眼观察，缺乏一定的科学性，易将一些无明显破损的丝扣下入井内，因涂抹了密封脂，油管打压时也许无明显变化，但生产一段时间后，易使泵效下降，泵况变差。
2.5 振动载荷的影响
在正常工作状态下，油管螺纹处于弹塑性工作状态，主要承受轴向拉伸力、径向挤压应力和环向应力的作用。在弹塑性工作状态下，油管螺纹牙塑性变形会随着应变载荷的增加而增大，在动载荷的作用下，牙塑变形会随着负荷的增减呈交替变化，正常状态下的螺纹丝扣，每天都要承受上万次交变载荷的作用。为减缓交变载荷的影响，我们对部分抽油机井采取了锚定措施，但抽油杆在运行过程中易产生弹性振动，在一个冲程中单程振动3-4次，其弯曲一次将对油管产生一次冲击。对于冲次较高的抽油机井，其振动载荷较大，对油管及丝扣的冲击力较强。从井口至一千多m深度的管柱被悬挂着，每个接箍都必须支撑下面悬挂管柱的重量，由于振动载荷、交变载荷等各种因素的影响，会对螺纹丝扣产生一定程度的冲击，此类井生产一段时间后，对于螺纹偏差较大或丝扣泄漏通道不严的联接部位，易造成漏失。振动载荷随冲次的增加而增大，这也是冲次较高井泵况易变差的主要原因。对于老井油管来说，生产一段时间后，丝扣产生不同程度的漏失是一种较常见的现象，但现场很难确定油管的漏失状态，其通常的表现是随着生产时间的延长，泵效逐渐下降，沉没度逐渐上升，功图无明显漏失显示，蹩泵时压力可蹩至3Mpa左右，但压降通常大于0.9Mpa。
3. 提高抽油机井泵效率的具体改进措施
3.1 确立合理的沉没度，提高井泵效率
根据相关调查当沉没度相同时，抽油井的效率跟含水量有关，随着含水量的变化而不断变化，因此将抽油井产出的水进行科学、合理的分类。
推广运用超低冲刺皮带轮技术，这种装置将抽油机电机和减速机之间由原来的1级减速设置为2级减速，切实有效降低抽油机冲次、进而提高抽油机井泵工作效率。
对于任意含水油井，通常沉没度的增加，井泵效率增幅都会减少。一般情况，含水量超过百分八十时，沉没度在200-350米，油井含水量低于百分之八十，沉没度在300-400米之间，不同油井沉没度选择不同，科学判断沉没度，有助于有效提高井泵效率。
3.2 利用先进的测算方法科学确立下泵深度
科学的下泵深度，与油井井泵参数、抽油井系统设计相关。将抽油井系统排量或者经济效益等选择目标函数、通过优化设计进而确定合理的下泵深度。
当液充和动液面也较深时，这类油井下井深度可以根据抽油井系统效率确定，将其设定为目标函数进而有效提高井泵工作效率。
自喷转抽井。此类井根据油井地质环境、井下油藏分布情况确立下泵深度。自喷转抽井地层能量一般很高，动液面在油井进口附近，油井系统效率不高，故选择油井产量为目标函数，确定下井深度。
对间抽井，目标函数的选取应以液量和经济效益选择合适的下井深度，保证井泵效率。
3.3 选择合理管材、制定详细管理制度减少漏失现象
根据油田地质特征、油藏分布、各类物质腐蚀因素、预计油田储量及未来开采时间，树立科学的发展观，对油管数量、管材类型、核函数、参数进行全面分析，选择强度高、质量好的管材，避免因管材质地不佳引起的漏失现象。
要采取精细化管理的措施，精细除油、过滤工艺，对油管进行定期检测维修，建立长效机制，对漏失原因进行详细记录，并列出重点、难点进行全面监管。
4. 结束语
本文通过对抽油机井泵效率下降的原因以及改进措施进行全面研究，仔细分析了井泵效率下降源于沉没度确立不科学、井泵存在漏失现象、不能根据地质特点确定下泵深度选择合适的井泵等因素，明确选择安全范围内的沉没度、科学确定下泵深度，才能切实提高井泵效率，提高油田开发的经济效益。
参考文献：
[1] 罗辉.抽油机井系统效率的影响因素及提高讨论[J].内蒙古石油化工，2010.
[2] 李士红.提高油田机采系统用能效率的措施[J].中外能源，2009.
关键词：抽油机;泵效率下降;原因分析;改進措施
1. 概述
就目前而言影响抽油机井泵效率的主要因素有：沉没度;含气量含气液体的体积收缩;漏失;油层性质;油井工作制度、管理制度。
据不完全统计，某厂某管理区2016年这类问题井就有17口，2017年1-12月有10口，这些井由于泵况逐渐变差，产量下降缓慢从降低“两率”角度出发暂时又不具备检泵条件，然而此类问题的出现影响了油井的正常生产，增大了杆管偏磨强度，影响区块系统压力的平衡。为此，从影响抽油机井泵效原因入手，对泵况变差原因进行了分析，并提出了相应的措施及对策。
2. 抽油机井泵效率下降的原因分析
2.1 沉没度对抽油机井泵效率的影响
沉没度要根据油井的产量和动液面来确定，是影响抽油机井泵效率的重要参数之一。在一定范围内，沉没度升高，井泵入口压力增大，滤头载荷减少，在一定程度上降低井泵油管漏失和泵能漏失，因而可以提高抽油机井泵效率。沉没度过多或者过低都会降低抽油机井泵效率。
当沉没度过高时，抽油机内的充满系数与沉没度成正比，同时增大，致使抽油井的流压增大，当达到抽油井流压的安全范围以后，流压过大引发部分薄差的油层不出液，致使产液层层间压力过大，导致油井产量下降。
当沉没度过低时，由于井泵口气体分离较多，抽油机内的充满系数会很小，引发抽油机上冲程液体不能将工作筒充满。下冲程选点载荷过大，产生较大冲击载荷，致使减载线变陡。
2.2 抽油机井泵漏失引起井泵效率下降
抽油机井泵漏失主要包括两种：分油管漏失;抽油机泵内漏失。井泵漏失不仅造成环境污染，增加工人作业量，同时加速抽油机光杆磨损，大大降低井泵效率。
抽油机分油管漏失：（1）分油管螺纹损坏;（2）分油管螺纹连接不紧密;（3）分油管管体破裂;（4）抽油机泄油器误开等原因均会造成油管漏事故，引起井泵效率下降。
抽油机泵内漏失：（1）抽油机井泵内的部分零部件破损;（2）抽油机活塞与衬套之间间隙过大;（3）砂、蜡卡使阀密封不严等泵内漏失造成效率下降。
2.3 井下泵深度以及地面参数对泵效的影响
抽油机井泵效率与设备实际参数有关，当抽油机井泵直径越大、上下冲程越大、冲程冲次越大、井泵效率越低。
当相同沉没度时，抽油机井泵下井深度不同，也会影响井泵效率、通常下泵深度越深，冲程实际效率越低，损失增加溶解气含气量增高，抽油机井泵效率下降。
2.4 施工因素的影响
作业施工时，在油管上扣过程中，由于游动滑车上提单根油管时的惯性作用，油管上部将呈不同程度的轻微摆动，使得游动滑车、油管、井口三点不对中，内外螺纹对中性差，同轴度较低，上扣时易对丝扣造成累计损伤，且作业次数越多损害程度越大。此类油管下井后，因涂抹了丝扣密封脂，整体打压时压力不降或下降不明显，但生产一段时间后，由于管柱受载荷和介质的作用，在压差的作用下，井液将沿着丝扣密封能力较差的部位扩散，易造成丝扣处不同程度的漏失。此外，目前施工时对油管丝扣的鉴定仅限于锥度检测，对丝扣的磨损程度尚无准确有效的检测手段，大多仅凭肉眼观察，缺乏一定的科学性，易将一些无明显破损的丝扣下入井内，因涂抹了密封脂，油管打压时也许无明显变化，但生产一段时间后，易使泵效下降，泵况变差。
2.5 振动载荷的影响
在正常工作状态下，油管螺纹处于弹塑性工作状态，主要承受轴向拉伸力、径向挤压应力和环向应力的作用。在弹塑性工作状态下，油管螺纹牙塑性变形会随着应变载荷的增加而增大，在动载荷的作用下，牙塑变形会随着负荷的增减呈交替变化，正常状态下的螺纹丝扣，每天都要承受上万次交变载荷的作用。为减缓交变载荷的影响，我们对部分抽油机井采取了锚定措施，但抽油杆在运行过程中易产生弹性振动，在一个冲程中单程振动3-4次，其弯曲一次将对油管产生一次冲击。对于冲次较高的抽油机井，其振动载荷较大，对油管及丝扣的冲击力较强。从井口至一千多m深度的管柱被悬挂着，每个接箍都必须支撑下面悬挂管柱的重量，由于振动载荷、交变载荷等各种因素的影响，会对螺纹丝扣产生一定程度的冲击，此类井生产一段时间后，对于螺纹偏差较大或丝扣泄漏通道不严的联接部位，易造成漏失。振动载荷随冲次的增加而增大，这也是冲次较高井泵况易变差的主要原因。对于老井油管来说，生产一段时间后，丝扣产生不同程度的漏失是一种较常见的现象，但现场很难确定油管的漏失状态，其通常的表现是随着生产时间的延长，泵效逐渐下降，沉没度逐渐上升，功图无明显漏失显示，蹩泵时压力可蹩至3Mpa左右，但压降通常大于0.9Mpa。
3. 提高抽油机井泵效率的具体改进措施
3.1 确立合理的沉没度，提高井泵效率
根据相关调查当沉没度相同时，抽油井的效率跟含水量有关，随着含水量的变化而不断变化，因此将抽油井产出的水进行科学、合理的分类。
推广运用超低冲刺皮带轮技术，这种装置将抽油机电机和减速机之间由原来的1级减速设置为2级减速，切实有效降低抽油机冲次、进而提高抽油机井泵工作效率。
对于任意含水油井，通常沉没度的增加，井泵效率增幅都会减少。一般情况，含水量超过百分八十时，沉没度在200-350米，油井含水量低于百分之八十，沉没度在300-400米之间，不同油井沉没度选择不同，科学判断沉没度，有助于有效提高井泵效率。
3.2 利用先进的测算方法科学确立下泵深度
科学的下泵深度，与油井井泵参数、抽油井系统设计相关。将抽油井系统排量或者经济效益等选择目标函数、通过优化设计进而确定合理的下泵深度。
当液充和动液面也较深时，这类油井下井深度可以根据抽油井系统效率确定，将其设定为目标函数进而有效提高井泵工作效率。
自喷转抽井。此类井根据油井地质环境、井下油藏分布情况确立下泵深度。自喷转抽井地层能量一般很高，动液面在油井进口附近，油井系统效率不高，故选择油井产量为目标函数，确定下井深度。
对间抽井，目标函数的选取应以液量和经济效益选择合适的下井深度，保证井泵效率。
3.3 选择合理管材、制定详细管理制度减少漏失现象
根据油田地质特征、油藏分布、各类物质腐蚀因素、预计油田储量及未来开采时间，树立科学的发展观，对油管数量、管材类型、核函数、参数进行全面分析，选择强度高、质量好的管材，避免因管材质地不佳引起的漏失现象。
要采取精细化管理的措施，精细除油、过滤工艺，对油管进行定期检测维修，建立长效机制，对漏失原因进行详细记录，并列出重点、难点进行全面监管。
4. 结束语
本文通过对抽油机井泵效率下降的原因以及改进措施进行全面研究，仔细分析了井泵效率下降源于沉没度确立不科学、井泵存在漏失现象、不能根据地质特点确定下泵深度选择合适的井泵等因素，明确选择安全范围内的沉没度、科学确定下泵深度，才能切实提高井泵效率，提高油田开发的经济效益。
参考文献：
[1] 罗辉.抽油机井系统效率的影响因素及提高讨论[J].内蒙古石油化工，2010.
[2] 李士红.提高油田机采系统用能效率的措施[J].中外能源，2009.