抽油泵保护装置的应用效果分析

2019-03-29杜森何成海张小军

科学与技术 2019年12期

杜森何成海张小军

摘要：在油田开采的过程中，卡泵现象经常发生，使得油井作业不能正常运行。为了改善这一问题，引入了一种抽油泵保护装置，该装置可有效防止泵缸和柱塞的泵送现象，提高泵的使用寿命，延长检测周期。通过现场在泵上安装保护装置，对比未安装保护装置的抽油泵，结果发现，该装置可以有效地防止由于泵缸中产生的流体杂质的沉积而引起的泵卡和杆卡等现象、减缓油井的打蜡和结垢；对于压裂后井筒中残留砂和泥浆含量高的油井，杂质收集效果明显，装置可长期在井下随抽油杆举升自动张介，随时防止泵卡和极卡，释放油井堵塞，延长泵检查周期；对于扶余油层井深产量低的油井，这种装置具有显著收集涌入整筒泵内杂质提高泵效的能力可作为扶余层低产井的一种辅助增产手段。

关键词：抽油泵；油井；油田；保护装置

引言：

在石油开发过程中，油田开采面临的环境越来越恶劣，诸多油井的产量不断下降，同时，伴随油井吐砂、卡泵等现象，严重影响油井的生产能力，减少了油井的维护期，制约了油田的发展。有的油田部分地质为砂岩地层，在石油开采过程中，很容易造成泵漏现象，导致油井不能正常生产，特别是当油井停产时，沙子会迅速沉淀，严重时甚至会导致卡泵和砂埋等现象[1，2]。同时，在油田开发后期，由于油井杆和管偏磨，井筒中存在大量油井杆管磨损碎屑。由于重力和其他原因，井筒中的碎屑杂质落入泵中，并且也容易引起卡泵现象。频繁的卡泵严重影响油井的正常生产，这可能导致油井停产和停抽；它还增加了泵的检查周期和修井次数，直接增加了原油的开采成本。

1抽油泵保护装置的内部结构和工作原理

1.1 装置内部结构

抽油泵保护装置是自接连在抽油泵上端在作业下油管和抽油杆时安装于井筒内，它主要由两部分组成，分别为上保护装置和下保护装置。它的内部结构包括游动关闭阀、收集空间、闭介器、内管外管等组成，如图1所示：

1.2 工作原理

（1）抽油泵上保护装置工作原理

油泵上的保护装置直接连接在油泵的联轴器和油管柱之间，并收集落在管柱中的油砂，部分磨屑等。作业下管柱时，抽油泵上保护装置处于关闭状态，管柱内壁锈皮等杂物顺着开启器的半球面进入收集腔内[3，4]。抽油机上行时柱塞向上运动带动油液向上，将开合器及游动阀打开，油液顺利进入管柱抽出地面管汇。当抽油机下降或停止时，开启器关闭，游动阀下行以覆盖开启器（双重保护），并且碎屑或油砂从游泳阀和开口锥转移到收集腔。当收集室中的碎屑超过开启器的高度时，开合器将其与油泵分离，并且油泵正常工作，并且溢出部分通过油液脉冲动力排出管柱。由于上保护装置收集室的功能，油泵的泵缸始终处于清洁状态，有效地防止了泵缸和柱塞的泵送现象。泵的使用寿命增加，泵检查周期延长。

（2）抽油泵下保护装置工作原理

下部保护装置直接连接到泵的固定泵端。液体通过保护装置的排孔进入内腔，顺着螺旋形螺旋叶片向下形成涡流。在离心力的作用下，相关的气体，油，油砂等最初被分离。伴生气通过上排孔溢流进入套管，油砂沉入尾管，实现了分离过滤的功能。由于进入泵筒的油是干净的，柱塞和泵管在良好的润滑工作状态下，有效防止了泵缸和柱塞的泵送現象，提高了泵的工作寿命，延长了泵的检查周期。

2保护装置使用效果分析

在西部某油田选取55个抽油泵进行现场应用保护装置，其中检泵井50口，压裂井5口，所有井均正常生产。措施后平均生产数据如表1所示。

通过上边的数据对比分析，可以知道：

（1）可看出措施井在安装完后该装置平均日产液、平均日产油有小幅增加；油井沉没度上升62米，为沉没度介理区间内理想值，使井筒与油层压力平衡关系更趋于介理，抽油机工况得到改善，泵效有所提高，减缓抽油泵的刚性损伤。

（2）为防比间抽井频繁起机，导致停机时油管内杂物回落泵筒卡死活塞，共安装巧日间抽井，根据前线班报表起、关井记录，在起机时未出现一起泵卡现象，延长了洗井周期。

以上数据说明，抽油泵防卡保护装置应用效果良好。

3结论

（1）该装置可以避免地层中沙子和各种固相物质吸入油泵，完全防止从采油管中脱落各种锈块，扶正器件、垢块和油杆，以及定向井偏磨铁削掉入泵筒中。

（2）在保护器有效期内，不影响油井产量和其他措施的实施，减少了修井停采次数，抽油泵损耗。相对达到了增产、增效、节能的目的。

（3）对于压裂措施井，该装置可有效避免从炮眼涌入井筒内的残砂落入泵筒，从而避免泵的刚性损伤，延长压裂井有效期，使之成为高产油井的有效保护工具。

参考文献

[1] 李泉富.抽油泵防卡保护装置在外围油田的现场试验[J].化学工程与装备，2018（06）：132-134.