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[摘要]抽油机是油田中的最常见、也是最重要的采油设备,其能否正常运转,直接关系到油田的原油生产。作为一名采油站技术人员,对抽油机井井下故障进行准确的判断,对维护及处理故障的具有重要的意义。本文通过结合油田生产实际,分析了目前抽油机井常见井下故障判断方法及处理方法,并提出了井下故障后作业现场跟踪鉴定方法。
[关键词]井下故障判断方法处理方法现场鉴定方法
中图分类号:TD608 文献标识码:TD 文章编号:1009―914X(2013)31―0496―01
一、抽油机井下故障诊断方法
1、光杆示功图法
就是利用安装在悬绳器上的动力仪,直接测出示功图,然后与理论示功图进行对比,观察实测示功图各部缺失情况进行泵况判断。光杆示功图法,对于冲次较低,泵深较浅的抽油机井,可以得出较准确的泵况诊断。
2、井下示功图法
根据波动方程原理,用计算机技术将实测光杆示功图或信号转化为井下任意深度的示功图后,再靠人的视力和经验诊断泵况。井下示功图法对于采油井示功图形状复杂时,判断效果较好。但是由于井下示功图的诊断模型,是以带粘滞阻尼系数的波动方程为基础,其粘滞阻尼系数难以确定,从而引起井下泵功图的失真。
3、憋压诊断法
用憋压时所取得的油管井口压力与憋压时间的关系曲线来分析泵况的方法。
1)启机憋压:就是抽油机在正常生产时,关闭生产闸门所进行的憋压,简称“抽憋”。
2)关机憋压:当抽憋压力达到一定值后,停止抽油机运转,在相对高压下进行憋压,简称“关憋”。
3)停机憋压:将正常生产的抽油机停转后,关闭生产闸门进行憋压,简称“停憋”。
二、常见井下故障判断方法的应用及处理方法
1、抽油泵故障
机械磨损或井下液体的腐蚀,都会导致抽油泵凡尔漏失、失灵,卡泵等故障。
2、抽油杆故障
抽油杆在工作中承受交变载荷,所以会发生疲劳破坏,造成断裂;另外,如果抽油杆丝扣没有上紧,会发生脱扣事故。实际工作中,一般把上述抽油杆故障合称为抽油杆断脱。现场验证一般采用量油、测试功图、液面、电流、碰泵等方法。
井口产量突然大幅度下降或不出油,液面上升幅度大,功图一般在下理论负荷线以下,图形呈黄瓜状。电流上冲程小,下冲程大,越是上部断脱,上电流越小,下电流越大。蹩压不升,如果是底部断脱蹩压可能出现上冲程压力下降,下冲程压力上升的现象,变化值不变。热洗后抽蹩测功图,压力不升图形不变。如果是杆断,下放光杆超过防冲距一段距离后不再下行,如果是杆脱下放光杆距离与防冲距基本相当。上部杆断脱可以利用吊车打捞。
3、管的故障
管柱的故障包括油管漏失和油管断脱,现场验证一般采用量油、测功图、液面、上下电流等方法。
油管漏失:这类井产液量逐渐下降,液面逐渐上升,电流上冲程小,下冲程正常,功图呈正常功图但实际负荷小于理论负荷,越是上部漏失图形越接近正常功图。抽蹩压力上升,稳压稳不住,热洗后图形逐渐增大,但实际负荷仍小于上理论负荷,在一定压力下能达到上理论负荷线,蹩压仍稳不住。
根据该井功图测试图形、产量、载荷、电流、液面等数据分析,完全可以判断为油管漏失,但是该井憋压资料失真,应在洗井后憋压验证。
油管断脱:油井产量突然大幅度下降或不出油,液面回升到井口,功图在下理论负荷线以上是呈黄瓜状,电流上冲程小,下冲程大,洗井返上时间短,下放光杆碰不着泵的固定凡尔。
如果是油管上部断脱,功图可能类似于油管漏失功图,但断脱井产量变化大(突然性的)热洗马上返热,下放光杆碰不着泵的固定凡尔罩。
4、卡泵原因
1)蜡卡井:正常生产半年以上的井出现衬套乱或砂卡现象极少,大多是结蜡严重造成的卡泵,这类井一般都出现在测压或停电后就不能启抽。卡泵可分为蜡卡活塞拉伤、泵筒拉伤、下井工具质量等井结蜡后,在其上行冲程中抽油机的负荷增大,而下行时则负荷减小,表现电动机的上行电流增加,下行时电流比正常时也增加;光杆下行困难,严重结蜡时光杆不能下行。
2)泵筒脏造成卡泵:新投产井或刚施工后的井,有时由于井筒脏等原因,会发生卡泵现象。对这类井的处理必须严格按洗井要求进行,对于能洗通的井把活塞提出泵筒大排量冲洗,进出口温度达到要求。
5、油套串
采油树的油管头采用锥体密封,另外,在生产过程中采油树的油管头的顶丝是上紧的,因此油管头不动。一般来说,如果在作业时密封圈未损坏,在生产过程中出现油套串的可能性很小
偏心型采油树的油管头采取直线密封,在作业施工时坐油管头时很容易损伤密封圈,另外,在测试解卡时转动油管挂,可使密封圈刮坏或磨损,发生油套串。此类问题热洗时在井口能听到刺水声音,洗井液返上时间短。蹩压过程中油套压表同时波动并且油套压相等。
三、井下故障后作业现场跟踪鉴定方法
1、漏失井跟踪注意事项
1)检查油管丝扣磨损情况及管体是否破损,记录损坏油管的规范、深度、部位,及损坏情况,如:粘扣、丝扣破损、螺纹锥度过大等,同时还要检查对应接箍螺纹磨损情况;
2)检查油管头密封圈磨损情况;
3)检查油管结蜡情况;
4)检查游动凡尔、固定凡尔磨损情况,由于井场条件限制,可由工具车间收回描述。
2、断脱井跟踪注意事项
1)检查抽油杆断裂情况,记录断杆规范、根数、深度、部位、级别、断口形貌及下井使用时间;
2)检查抽油杆脱扣情况,记录脱杆规范、根数、深度,并对脱杆部位的抽油杆丝扣及接箍丝扣的磨损情况进行详细描述;
3)检查柱塞上凡尔罩、游动凡尔及其它随抽油杆下入工具的断脱情况;
4)检查油管断裂情况,记录断管规范、根数、深度、部位(接箍上、下)、级别、断口形貌及下井使用时间;
5)检查油管脱扣情况,记录脱管规范、根数、深度、部位(接箍上公扣或下公扣),并对脱管部位的丝扣及接箍丝扣的磨损情况进行详细描述;
6)检查泵筒固定凡尔、及其它随油管下入工具的断脱情况。
3、卡泵或抽油杆滞后井跟踪注意事项
1)检查管、杆结蜡情况;
2)检查活塞磨损情况;
3)检查油管内是否掉落物造成卡泵;
4)检查连接柱塞第一根抽油杆是否截流造成杆滞后;
5)检查泵筒是否弯曲,造成卡泵;
6)检查柱塞楔形槽是否沉砂,造成卡泵;
7)检查游动凡尔、固定凡尔是否卡死或存在截流问题。
四、结论
1、做好抽油机井井下故障的诊断及泵况管理,首先必须对每口抽油机井的工作状况做到心中有数,最好自己建立一个单井基础数据档案,将单井地面工程、采油工程、油藏地质、日常管理等有机的结合在一起,将工作点前移到单井,将每口井当做一项工程项目;将每个注采单元当作一个系统工程来看待,要做到心中有数,油井作业施工或采取措施后,初期正常生产时的各项资料数据最为重要,它对后期井下故障诊断有极大的帮助作用,因此作为技术人员,应注意收集、整理、分析、保存好这些资料。
2、在井下故障原因分析过程中,首先是要录全、录准各项基础资料同时还作一些必要性的现场验证工作。在分析井下故障原因、制定处理方案的过程中,一定要做到各项相关资料相互符合、对扣。
3、在做好井下故障诊断、制定处理方案后,还要跟踪、记录故障处理过程,以验证井下故障的分析符合率,不断提高我们技术人员分析问题解决问题的能力。
参考文献
[1]丛峰,等 浅析游梁式抽油机故障及解决方法[J],中国设备工程,2009.
[2]陈楫国,等 游梁式抽油机的状态检测与故障诊断[J],中国设备工程,2006.
[关键词]井下故障判断方法处理方法现场鉴定方法
中图分类号:TD608 文献标识码:TD 文章编号:1009―914X(2013)31―0496―01
一、抽油机井下故障诊断方法
1、光杆示功图法
就是利用安装在悬绳器上的动力仪,直接测出示功图,然后与理论示功图进行对比,观察实测示功图各部缺失情况进行泵况判断。光杆示功图法,对于冲次较低,泵深较浅的抽油机井,可以得出较准确的泵况诊断。
2、井下示功图法
根据波动方程原理,用计算机技术将实测光杆示功图或信号转化为井下任意深度的示功图后,再靠人的视力和经验诊断泵况。井下示功图法对于采油井示功图形状复杂时,判断效果较好。但是由于井下示功图的诊断模型,是以带粘滞阻尼系数的波动方程为基础,其粘滞阻尼系数难以确定,从而引起井下泵功图的失真。
3、憋压诊断法
用憋压时所取得的油管井口压力与憋压时间的关系曲线来分析泵况的方法。
1)启机憋压:就是抽油机在正常生产时,关闭生产闸门所进行的憋压,简称“抽憋”。
2)关机憋压:当抽憋压力达到一定值后,停止抽油机运转,在相对高压下进行憋压,简称“关憋”。
3)停机憋压:将正常生产的抽油机停转后,关闭生产闸门进行憋压,简称“停憋”。
二、常见井下故障判断方法的应用及处理方法
1、抽油泵故障
机械磨损或井下液体的腐蚀,都会导致抽油泵凡尔漏失、失灵,卡泵等故障。
2、抽油杆故障
抽油杆在工作中承受交变载荷,所以会发生疲劳破坏,造成断裂;另外,如果抽油杆丝扣没有上紧,会发生脱扣事故。实际工作中,一般把上述抽油杆故障合称为抽油杆断脱。现场验证一般采用量油、测试功图、液面、电流、碰泵等方法。
井口产量突然大幅度下降或不出油,液面上升幅度大,功图一般在下理论负荷线以下,图形呈黄瓜状。电流上冲程小,下冲程大,越是上部断脱,上电流越小,下电流越大。蹩压不升,如果是底部断脱蹩压可能出现上冲程压力下降,下冲程压力上升的现象,变化值不变。热洗后抽蹩测功图,压力不升图形不变。如果是杆断,下放光杆超过防冲距一段距离后不再下行,如果是杆脱下放光杆距离与防冲距基本相当。上部杆断脱可以利用吊车打捞。
3、管的故障
管柱的故障包括油管漏失和油管断脱,现场验证一般采用量油、测功图、液面、上下电流等方法。
油管漏失:这类井产液量逐渐下降,液面逐渐上升,电流上冲程小,下冲程正常,功图呈正常功图但实际负荷小于理论负荷,越是上部漏失图形越接近正常功图。抽蹩压力上升,稳压稳不住,热洗后图形逐渐增大,但实际负荷仍小于上理论负荷,在一定压力下能达到上理论负荷线,蹩压仍稳不住。
根据该井功图测试图形、产量、载荷、电流、液面等数据分析,完全可以判断为油管漏失,但是该井憋压资料失真,应在洗井后憋压验证。
油管断脱:油井产量突然大幅度下降或不出油,液面回升到井口,功图在下理论负荷线以上是呈黄瓜状,电流上冲程小,下冲程大,洗井返上时间短,下放光杆碰不着泵的固定凡尔。
如果是油管上部断脱,功图可能类似于油管漏失功图,但断脱井产量变化大(突然性的)热洗马上返热,下放光杆碰不着泵的固定凡尔罩。
4、卡泵原因
1)蜡卡井:正常生产半年以上的井出现衬套乱或砂卡现象极少,大多是结蜡严重造成的卡泵,这类井一般都出现在测压或停电后就不能启抽。卡泵可分为蜡卡活塞拉伤、泵筒拉伤、下井工具质量等井结蜡后,在其上行冲程中抽油机的负荷增大,而下行时则负荷减小,表现电动机的上行电流增加,下行时电流比正常时也增加;光杆下行困难,严重结蜡时光杆不能下行。
2)泵筒脏造成卡泵:新投产井或刚施工后的井,有时由于井筒脏等原因,会发生卡泵现象。对这类井的处理必须严格按洗井要求进行,对于能洗通的井把活塞提出泵筒大排量冲洗,进出口温度达到要求。
5、油套串
采油树的油管头采用锥体密封,另外,在生产过程中采油树的油管头的顶丝是上紧的,因此油管头不动。一般来说,如果在作业时密封圈未损坏,在生产过程中出现油套串的可能性很小
偏心型采油树的油管头采取直线密封,在作业施工时坐油管头时很容易损伤密封圈,另外,在测试解卡时转动油管挂,可使密封圈刮坏或磨损,发生油套串。此类问题热洗时在井口能听到刺水声音,洗井液返上时间短。蹩压过程中油套压表同时波动并且油套压相等。
三、井下故障后作业现场跟踪鉴定方法
1、漏失井跟踪注意事项
1)检查油管丝扣磨损情况及管体是否破损,记录损坏油管的规范、深度、部位,及损坏情况,如:粘扣、丝扣破损、螺纹锥度过大等,同时还要检查对应接箍螺纹磨损情况;
2)检查油管头密封圈磨损情况;
3)检查油管结蜡情况;
4)检查游动凡尔、固定凡尔磨损情况,由于井场条件限制,可由工具车间收回描述。
2、断脱井跟踪注意事项
1)检查抽油杆断裂情况,记录断杆规范、根数、深度、部位、级别、断口形貌及下井使用时间;
2)检查抽油杆脱扣情况,记录脱杆规范、根数、深度,并对脱杆部位的抽油杆丝扣及接箍丝扣的磨损情况进行详细描述;
3)检查柱塞上凡尔罩、游动凡尔及其它随抽油杆下入工具的断脱情况;
4)检查油管断裂情况,记录断管规范、根数、深度、部位(接箍上、下)、级别、断口形貌及下井使用时间;
5)检查油管脱扣情况,记录脱管规范、根数、深度、部位(接箍上公扣或下公扣),并对脱管部位的丝扣及接箍丝扣的磨损情况进行详细描述;
6)检查泵筒固定凡尔、及其它随油管下入工具的断脱情况。
3、卡泵或抽油杆滞后井跟踪注意事项
1)检查管、杆结蜡情况;
2)检查活塞磨损情况;
3)检查油管内是否掉落物造成卡泵;
4)检查连接柱塞第一根抽油杆是否截流造成杆滞后;
5)检查泵筒是否弯曲,造成卡泵;
6)检查柱塞楔形槽是否沉砂,造成卡泵;
7)检查游动凡尔、固定凡尔是否卡死或存在截流问题。
四、结论
1、做好抽油机井井下故障的诊断及泵况管理,首先必须对每口抽油机井的工作状况做到心中有数,最好自己建立一个单井基础数据档案,将单井地面工程、采油工程、油藏地质、日常管理等有机的结合在一起,将工作点前移到单井,将每口井当做一项工程项目;将每个注采单元当作一个系统工程来看待,要做到心中有数,油井作业施工或采取措施后,初期正常生产时的各项资料数据最为重要,它对后期井下故障诊断有极大的帮助作用,因此作为技术人员,应注意收集、整理、分析、保存好这些资料。
2、在井下故障原因分析过程中,首先是要录全、录准各项基础资料同时还作一些必要性的现场验证工作。在分析井下故障原因、制定处理方案的过程中,一定要做到各项相关资料相互符合、对扣。
3、在做好井下故障诊断、制定处理方案后,还要跟踪、记录故障处理过程,以验证井下故障的分析符合率,不断提高我们技术人员分析问题解决问题的能力。
参考文献
[1]丛峰,等 浅析游梁式抽油机故障及解决方法[J],中国设备工程,2009.
[2]陈楫国,等 游梁式抽油机的状态检测与故障诊断[J],中国设备工程,2006.