小排量螺杆泵洗井器的应用和评价

2014-03-29习文伟大庆油田有限责任公司第一采油厂

石油石化节能 2014年6期

习文伟（大庆油田有限责任公司第一采油厂）

小排量螺杆泵洗井器的应用和评价

习文伟（大庆油田有限责任公司第一采油厂）

针对小排量螺杆泵泵径小、洗井时排量小，洗井效果差的现状，研发了小排量螺杆泵洗井器。通过近三年的反复试验，掌握了洗井器的操作标准，实践证明，小排量洗井器不但提高了热洗的洗井效果，缩短了洗井和含水恢复时间，降低了热洗的耗电量和耗气量，而且减少了洗井对产量的影响，具有较好的经济效益。

小排量螺杆泵洗井器热洗

引言

螺杆泵是目前大庆油田常用的机械采油设备，具有一次性投资少、运转成本低、节省占地等优点，但是转排量小于 500 mL/r的小排量螺杆泵，由于泵转排量小，热洗时从套管进入的热水不能及时从泵下抽出，造成热洗回油温度低，洗井时间长，热洗效果较差，同时未被及时抽出的热水倒灌进地层，洗完井后油井的含水较高，恢复到正常含水的时间较长，影响产油。

目前现场主要是用吊车将转子提出泵筒热洗，虽然洗井效果较好，但是不具备推广条件。主要原因是：每口井平均热洗时间 5 h，需要关井热洗，影响产量；每口井热洗需要吊车配合 5 h 左右，增加了设备费用；定子可能因热水膨胀，转子不能进入，或者不能完全进入，造成停产；对于转速高、泵挂深等载荷较大的井，上提转子卸负荷时，易造成杆脱、光杆断、驱动轮裂开等问题。为切实提高小排量螺杆泵的热洗效果，2010 年以来，通过优选、反复试验，选取了质量可靠的小排量螺杆泵洗井器，实现了热洗时免提转子洗井，防止洗井热水进入油层，热洗效果较好。

1 小排量螺杆泵洗井器

图1是安装了洗井器的螺杆泵管柱图，自上而下是洗井器、螺杆泵、油管锚、封隔洗井器、筛管、丝堵。

图1 螺杆泵管柱

图2中是实物，左边是洗井开关，右边是封隔洗井器。

洗井开关是洗井器的核心，当压力达到设定值时，洗井器内活塞被推开，洗井通道打开。热洗结束，压力降低，活塞在上下弹簧作用下回归原位，关闭洗井通道。封隔洗井器外扩圈是一组硬质胶皮皮碗，洗井时受压膨胀外扩，密封套管空间，防止洗井热水通过进入油层。

热洗时来自计量间的高压洗井热水进入套管，由于封隔洗井器的阻挡，热水迅速充满其以上套管后压力上升，当压力达到洗井开关的设定值时，洗井通道打开，洗井热水大量进入油管内，实现洗井。热洗结束时，套管压力降低，洗井开关在内部弹簧作用下活塞归位，关闭洗井通道。封隔洗井器受压降低，皮碗收缩，回归原位。

图2 洗井器

洗井器的主要技术指标如下：

◇ 最大钢体外径φ117 mm，最小内通径φ76 mm；

◇ 洗井器打开需要的井口套管压力是 1.8～2.3 MPa；

◇ 洗井最大排量 18 m3/h；

◇ 洗井开关长度 1080 mm。

2 现场试验

为了研究小排量洗井器的应用效果，选取30口不同转排量的螺杆泵进行试验，安装前正常洗井，安装后到正常热洗周期时再次洗井，并连续监测各项数据。

2.1 洗井开关打开的标准

判断洗井开关是否能及时打开是实现洗井的前提条件。5口井在安装小排量洗井器前后各洗井一次，记录了洗井前后的油压、套压、回油温度变化情况，例如根据 320-49 井安装前洗井数据绘制了图3，安装后洗井绘制了图 4。

图3 安装洗井器前的井数据

通过图 3、图4可以看出，安装洗井器后套压先升高，达到洗井器设定值后洗井通道打开压力逐渐降低，而且洗井的压力，也就是套压，低于安装前的压力，说明洗井水通过洗井开关的排量大于安装前洗井通过泵的排量，有助于提高热洗效果。回油温度和油压变化很小。通过反复试验，将井口套压变化作为判断洗井开关的标准，打开洗井通道时，井口套压需要达到 1.9～2.6 MPa，时间是洗井水倒入套管后 1.2 h 左右。

图4 安装洗井器后的井数据

2.2 洗井效果评价

螺杆泵热洗效果主要从热洗排量、电参值、电流、产量四个方面进行分析，统计了30口井数据进行效果评价。

通过表1可以发现，安装洗井器后洗井时的产量大幅增加，达到 3.9 倍，说明从套管进入油管的热洗水大幅增加，洗井排量上升，极大地促进了热洗化蜡、排蜡，提高了洗井效率。

表1 安装洗井器前后洗井产量

螺杆泵井电参值实际就是电动机的有功功率，直接反映了光杆的扭矩情况，也就反映了井下杆管结蜡造成的扭矩变化情况，相当于抽油机功图上的载荷数值。为了准确对比电参值变化，洗井前后都测试了电参值，通过表2可以看出安装洗井器后电参值下降明显，说明杆管结蜡减少，热洗清蜡效果较好。

通过表3可以看出，安装洗井器的井洗井后电流明显下降，说明井下负荷降低，结蜡减少。

通过表4可以看出，安装洗井器的井洗井后产液量增加幅度大于未安装洗井器井，液流通道增加，泵效上升。

3 经济效益评价

表2 洗井前后电参值

表3 洗井前后电参值

洗井的皮碗阻止了热洗水进入油层，有助于热洗后含水及时恢复到正常水平。统计30口井的含水恢复时间，比未安装洗井器井提前恢复 11 h，并且热洗时间缩短，减少了洗井影响的油量。小排量螺杆泵日产油按照 2.5 t计算，少影响油量 1.07 t，折算效益 4849 元/次，每口井产出达到 5192 元。螺杆泵检泵周期按 500 d 计算，热洗周期 93 d，一个周期内洗井 5.4 次，产出 28 036 元。

每次随作业下入新的洗井器，单次投入费用4032元。投入产出比达 1∶7，具有良好的经济效益，具备推广条件。