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摘 要:抽油泵属于一种特殊形式的往复泵。针对生产中受砂、气、高矿化度水等因素影响 ,抽油泵“泵效低、检泵周期短”等问题,本文就油田抽油泵泵效影响因素进行了深入分析 ,并结合实例进行分析,具有一定的参考价值。
关键词:抽油泵;泵效;影响因素;对策
中图分类号: TE933
引 言
抽油泵属于一种特殊形式的往复泵 ,动力从地面经抽油杆传递到井下 ,使抽油泵的柱塞作上下往复运动,将油井中石油沿油管举升到地面上,完成人工举升采油。随着油田的不断开发 ,井筒流体日益复杂,据统计抽油泵的平均泵效为57.8%,针对生产中受砂、气、高矿化度水等因素影响,抽油泵“泵效低、检泵周期短”等质量问题,本文就抽油泵泵效影响因素进行分析。
1 抽油泵的工作原理与特点
1.1抽油泵工作原理
抽油泵主要是由泵筒、柱塞、进油阀(吸入阀或固定阀)、出油阀(排出阀或游动阀)组成。上冲程时,校塞下面的下泵腔。容积增大,压力减小,进油阀在其上下压差的作用下打开,原油进入下腔,与此同时,出油阀在其上下压差作用下关闭,柱塞上面的上泵腔内的原油沿油管排到地面。同理 ,下冲程时,柱塞压缩进油阀和出油阀之间的原油。关闭进油阀,打开出油阀,下泵腔原油进入上系腔。柱塞一上一下,抽油泵完成了一次循环。如此周而复始 ,重复进行循环。
1.2抽油泵工作特点
抽油泵的工作原理相通用的往复泵相同,但因为工作条件不同 ,在其结构和工作参数等方面具有特殊性。1)抽油泵的外径受并眼尺寸的限制,只能是立式结构。在冲次相同的条件下,要增加条的排量.就得增大冲程长度,加长泵的尺寸;2)抽油泵在井下工作,有的需要装在深处,柱塞上下压差很大,要维持柱塞和泵筒间的密封性和耐磨性,提高泵效和延长使用寿命,就需要耐压泵筒和较长的柱塞;3)抽油泵工作环境恶劣。
2 油田抽油泵泵效影响因素分析
抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。其计算公式为:η=Q 液 / Q 理 ×100% 式中η为深井泵效 ;Q 液为油井实际产量(吨/日);Q 理为泵的理论排量(吨/日),泵效的高低反映了泵性能的好坏及抽油参数的选择是否合适。影响泵效的因素有3个方面:1)地质因素:包括油井出砂、气体过多、油井结蜡、原油粘度高、油层中含腐蚀性的水、硫化氢气体腐蚀泵的部件等;2)设备因素:泵的制造质量,安装质量 ,衬套与活塞间隙配合选择不当 ,或凡尔球与凡尔座不严等都会使泵效降低 ;3)工作方式的影响 :泵的工作参数选择不当也会降低泵效。如参数过大,理论排量远远大于油层供液能力,造成供不应求,泵效自然很低。冲次过快会造成油来不及进入泵工作筒,而使泵效降低。泵挂过深,冲程损失过大,也会降低泵效。总的来说 ,影响抽油泵泵效的主要因素有泵的充满系数、冲程损失以及泵的漏失,其中进液气油比高造成的充满系数低,下泵深度大引起的冲程损失大,以及动液面深、下泵处井斜较大造成的漏失量大等原因导致部分井泵效偏低。
3 提高泵泵效对策研究
3.1 地层方面
1)对于注水开发的油田,加强注水,保持油层能量高,井中液面高,是保证油井高产量、高泵效生产的根本措施。井中液面高,沉没压力高,增大原油进泵的动力,另一方面沉没压力高于饱和压力 ,可防止原油脱气,减轻气体影响,增大泵的充满系数 ;
2)采取有效的防砂和改造油层渗透性等措施,提高渗流面积,减轻砂粒对泵的磨损,减轻漏失的影响。
3.2 井筒方面
3.2.1 选择合理的工作方式
选择抽汲参数组合的一般原则是:1)对于粘度不太大的常规抽油机井应选用大冲程、小冲数和较小泵径,这样既可减小气体影响 ,又可减小悬点的交变载荷 ;2)对于原油比较稠的井,一般选用大冲程、大泵经、小冲数,减小原油经过阀座孔的阻力和原油与杆柱与管柱之间的阻力;3)对于连喷带抽的井,采用大冲程、大冲数、大泵经,快速抽汲可增大对井的诱喷能力。
3.2.2 确定合理的下泵深度和合理的沉没度能使ηλβ乘积最大的下泵深度和沉没度,即合理的下泵深度和合理的沉没度。
3.2.3使用油管锚减小冲程损失
用油管锚或封隔器将油管下端固定,则可消除油管的弹性伸缩,减小冲程损失。深井中将油管下端锚定还可消除由于内压引起的油管螺旋弯曲,减小冲程损失。
3.3设备方面和管理方面的措施
1)改善泵的结构提高泵效。针对油井出砂、结蜡、油稠的特殊情况 ,研制特殊抽油泵。如用在出砂井的防砂卡抽油泵,用在含气多的井中的环阀式防气抽油泵,用在稠油井中的液压反馈抽稠泵;2)改善泵的材料提高泵效。采用耐磨材料加工成的泵可减轻砂磨引起的漏失 ,采用耐腐蚀的材料加工的泵防止泵受腐蚀引起的漏失和破坏;3)加强检泵作业质量防止漏失。检泵中下油管时按要求上紧丝扣,防止油管漏影响泵效。防止泵和泄油器等的连接部位漏失等。
4 效果分析
采油礦通过强化参数优化、优化技术设备,多措并举降低采油系统能耗、提高抽油泵效 ,抽油泵效提高了5.9%。根据生产实际制定重点工作方向,成立专项治理小组、制定技术措施。成立提高机采井抽油泵效专项治理小组 ,按照“长冲程、低冲次、小泵径”原则,采取现场调研、室内分析、制定方案、落实实施的步骤 ,制定详细的提高抽油泵效技术政策 ,实施采油工程地质室、井区技术管理组两级管理,专人负责 做到有章可循、有据可依。坚持精细注水管理,有效补充地层能量。针对低效井的成因 ,坚持精细注水管理 ,强化油水井平面、剖面治理,均衡平面采液 ,不断合理开发技术政策,均匀水驱方向,有效补充地层能量,延缓含水上升速度;加强堵塞井解堵和套破井治理工艺技术研究 ,充分发挥油层生产潜力。根据低泵效井的调查及围绕其治理思 ,制定低泵效井治理措施34井次。合理调小泵径,提高参数最优井泵效。确定重点治理区块,切实提高抽油泵效。对各井区抽油泵效详细的分析,确定抽油泵效提升空间较大的井区为重点治理区块。加强油井参数优化井管理,确保抽油泵效只升不降。参数优化38口、地面调参21口,抽油泵效提高了4%。
参考文献
[1]王鸿勋,张琪.采油工艺原理[M].东营:石油工业出版社,2009.
[2]谭多鸿.抽油机井合理沉没度的确定[J].石油天然气学报,2007,29.
关键词:抽油泵;泵效;影响因素;对策
中图分类号: TE933
引 言
抽油泵属于一种特殊形式的往复泵 ,动力从地面经抽油杆传递到井下 ,使抽油泵的柱塞作上下往复运动,将油井中石油沿油管举升到地面上,完成人工举升采油。随着油田的不断开发 ,井筒流体日益复杂,据统计抽油泵的平均泵效为57.8%,针对生产中受砂、气、高矿化度水等因素影响,抽油泵“泵效低、检泵周期短”等质量问题,本文就抽油泵泵效影响因素进行分析。
1 抽油泵的工作原理与特点
1.1抽油泵工作原理
抽油泵主要是由泵筒、柱塞、进油阀(吸入阀或固定阀)、出油阀(排出阀或游动阀)组成。上冲程时,校塞下面的下泵腔。容积增大,压力减小,进油阀在其上下压差的作用下打开,原油进入下腔,与此同时,出油阀在其上下压差作用下关闭,柱塞上面的上泵腔内的原油沿油管排到地面。同理 ,下冲程时,柱塞压缩进油阀和出油阀之间的原油。关闭进油阀,打开出油阀,下泵腔原油进入上系腔。柱塞一上一下,抽油泵完成了一次循环。如此周而复始 ,重复进行循环。
1.2抽油泵工作特点
抽油泵的工作原理相通用的往复泵相同,但因为工作条件不同 ,在其结构和工作参数等方面具有特殊性。1)抽油泵的外径受并眼尺寸的限制,只能是立式结构。在冲次相同的条件下,要增加条的排量.就得增大冲程长度,加长泵的尺寸;2)抽油泵在井下工作,有的需要装在深处,柱塞上下压差很大,要维持柱塞和泵筒间的密封性和耐磨性,提高泵效和延长使用寿命,就需要耐压泵筒和较长的柱塞;3)抽油泵工作环境恶劣。
2 油田抽油泵泵效影响因素分析
抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。其计算公式为:η=Q 液 / Q 理 ×100% 式中η为深井泵效 ;Q 液为油井实际产量(吨/日);Q 理为泵的理论排量(吨/日),泵效的高低反映了泵性能的好坏及抽油参数的选择是否合适。影响泵效的因素有3个方面:1)地质因素:包括油井出砂、气体过多、油井结蜡、原油粘度高、油层中含腐蚀性的水、硫化氢气体腐蚀泵的部件等;2)设备因素:泵的制造质量,安装质量 ,衬套与活塞间隙配合选择不当 ,或凡尔球与凡尔座不严等都会使泵效降低 ;3)工作方式的影响 :泵的工作参数选择不当也会降低泵效。如参数过大,理论排量远远大于油层供液能力,造成供不应求,泵效自然很低。冲次过快会造成油来不及进入泵工作筒,而使泵效降低。泵挂过深,冲程损失过大,也会降低泵效。总的来说 ,影响抽油泵泵效的主要因素有泵的充满系数、冲程损失以及泵的漏失,其中进液气油比高造成的充满系数低,下泵深度大引起的冲程损失大,以及动液面深、下泵处井斜较大造成的漏失量大等原因导致部分井泵效偏低。
3 提高泵泵效对策研究
3.1 地层方面
1)对于注水开发的油田,加强注水,保持油层能量高,井中液面高,是保证油井高产量、高泵效生产的根本措施。井中液面高,沉没压力高,增大原油进泵的动力,另一方面沉没压力高于饱和压力 ,可防止原油脱气,减轻气体影响,增大泵的充满系数 ;
2)采取有效的防砂和改造油层渗透性等措施,提高渗流面积,减轻砂粒对泵的磨损,减轻漏失的影响。
3.2 井筒方面
3.2.1 选择合理的工作方式
选择抽汲参数组合的一般原则是:1)对于粘度不太大的常规抽油机井应选用大冲程、小冲数和较小泵径,这样既可减小气体影响 ,又可减小悬点的交变载荷 ;2)对于原油比较稠的井,一般选用大冲程、大泵经、小冲数,减小原油经过阀座孔的阻力和原油与杆柱与管柱之间的阻力;3)对于连喷带抽的井,采用大冲程、大冲数、大泵经,快速抽汲可增大对井的诱喷能力。
3.2.2 确定合理的下泵深度和合理的沉没度能使ηλβ乘积最大的下泵深度和沉没度,即合理的下泵深度和合理的沉没度。
3.2.3使用油管锚减小冲程损失
用油管锚或封隔器将油管下端固定,则可消除油管的弹性伸缩,减小冲程损失。深井中将油管下端锚定还可消除由于内压引起的油管螺旋弯曲,减小冲程损失。
3.3设备方面和管理方面的措施
1)改善泵的结构提高泵效。针对油井出砂、结蜡、油稠的特殊情况 ,研制特殊抽油泵。如用在出砂井的防砂卡抽油泵,用在含气多的井中的环阀式防气抽油泵,用在稠油井中的液压反馈抽稠泵;2)改善泵的材料提高泵效。采用耐磨材料加工成的泵可减轻砂磨引起的漏失 ,采用耐腐蚀的材料加工的泵防止泵受腐蚀引起的漏失和破坏;3)加强检泵作业质量防止漏失。检泵中下油管时按要求上紧丝扣,防止油管漏影响泵效。防止泵和泄油器等的连接部位漏失等。
4 效果分析
采油礦通过强化参数优化、优化技术设备,多措并举降低采油系统能耗、提高抽油泵效 ,抽油泵效提高了5.9%。根据生产实际制定重点工作方向,成立专项治理小组、制定技术措施。成立提高机采井抽油泵效专项治理小组 ,按照“长冲程、低冲次、小泵径”原则,采取现场调研、室内分析、制定方案、落实实施的步骤 ,制定详细的提高抽油泵效技术政策 ,实施采油工程地质室、井区技术管理组两级管理,专人负责 做到有章可循、有据可依。坚持精细注水管理,有效补充地层能量。针对低效井的成因 ,坚持精细注水管理 ,强化油水井平面、剖面治理,均衡平面采液 ,不断合理开发技术政策,均匀水驱方向,有效补充地层能量,延缓含水上升速度;加强堵塞井解堵和套破井治理工艺技术研究 ,充分发挥油层生产潜力。根据低泵效井的调查及围绕其治理思 ,制定低泵效井治理措施34井次。合理调小泵径,提高参数最优井泵效。确定重点治理区块,切实提高抽油泵效。对各井区抽油泵效详细的分析,确定抽油泵效提升空间较大的井区为重点治理区块。加强油井参数优化井管理,确保抽油泵效只升不降。参数优化38口、地面调参21口,抽油泵效提高了4%。
参考文献
[1]王鸿勋,张琪.采油工艺原理[M].东营:石油工业出版社,2009.
[2]谭多鸿.抽油机井合理沉没度的确定[J].石油天然气学报,2007,29.