螺杆泵洗井器的研制与应用

张宗霖

摘 要：螺杆泵洗井器的研制并应用于螺杆泵的油井生产。安装于螺杆泵筒上部，提供了反洗井通道。在螺杆泵停井后，开井之前采用热洗泵车热水清洗井的措施，将泵上死油、稠油、沉砂清洗干净后，能够顺利开井，解决了螺杆泵采油井不能重新开井的问题。降低螺杆泵生产时油流阻力，提高了泵效。能有效地解决螺杆泵采油井蜡卡、砂卡事故。能够不影响采油井的产量，尽快恢复正常生产，提高单井生产时率和原油产量。延长了油井的检泵周期，解决施工作业安全隐患，并且降低原油的生产成本。

关键词：螺杆泵;洗井器;研制与应用;泵效

螺杆泵采油广泛地应用于油井轻度出砂和地下原油粘稠的油井，更好地适应了井下要求。螺杆泵采油也暴露出来一些问题，杆柱故障、作业洗井不通等问题增加了原油生产成本，影响了原油生产。

螺杆泵采油井事故停井后，原油停止流动后粘度增大，流动性变差，重新开井后抽油杆柱扭矩大，造成抽油杆过载，常出现抽油杆断脱和螺纹损坏等问题。致使螺杆泵采油井正常生产时间短，需要频繁作业维修，导致采油井的时率低。螺杆泵油井洗井比较困难，目前洗井方法主要有两种：第一种方法是用吊车吊起抽油杆柱将转子提出泵筒进行洗井，由于动用吊车设备，洗井费时费力，并存在安全隐患，而且热洗后螺杆泵定子胶质热胀，洗井后转子很难再下到定子中，直接影响了螺杆泵的生产;第二种方法是在螺杆泵正常运转时洗井，其洗井排量达不到规定的要求，洗井质量差，不能有效地解决蜡堵、砂卡等问题。

针对这种现状，螺杆泵洗井器的研制并应用于螺杆泵的油井生产，安装于螺杆泵筒上部，提供了反洗井通道。在螺杆泵停井后，开井之前采用泵车热水清洗井措施（ 无需上提泵挂） ，将泵上死油、稠油、沉砂清洗干净后，然后能够顺利开井，解决了螺杆泵采油井不能重新开井的问题。降低螺杆泵生产时油流阻力，提高泵效。

1 工艺管柱原理及特点

1.1 工艺管柱

工艺管柱如图1所示：图1：螺杆泵洗井工艺管柱示意图。

螺杆泵洗井器工艺管柱结构由上而下为螺杆泵洗井器、螺杆泵、油管锚、筛管及丝堵等所组成。

1.2 工艺原理及技术特点

（1）洗井器的工作原理：

反洗井时，由于套管内的压力高于油管柱内的压力，在内外压力差的作用下，洗井活塞克服弹簧及密封的阻力上行，露出洗井通道，洗井液进入油管柱内，实现反向循环洗井。洗井结束后，油套内外压力平衡，在弹簧力的作用下，洗井活塞复位，油套内外不再连通。生产时油压大于套压使洗井活塞关闭，双套保险确保生产时洗井开关不漏失。洗井可在生产过程中进行，无需停泵

（2）技术特点：

A、承内压高，反洗井结束后，洗井活塞复位及密封可靠。

B、在反洗井过程中，洗井活塞在内部阻尼环的作用下，低频往复运动，弹簧及密封件使用寿命得到保证。

2 工艺参数的确定

2.1洗井器洗井排量的确定。

现吉林油田新木采油厂采用冷输无热管伴随，所以螺杆泵的清洗普遍采用热洗泵清洗。在热洗泵车机体不产生高温的情况下，热洗车排量控制在15m3/h，此时热洗泵出口压力为5-7 MPa，出口温度70-80 ℃，可以满足井下清蜡要求，而且节能。因此上设定洗井器的最大洗井排量设定为15m3/h，能够完全满足洗井的需要。

2.2 洗井器开启压力的确定：

洗井时要控制压力，热洗液返出液井口时的压力为0.5—1MPa。根据热洗泵车出口压力5-7 MPa，加上洗井液的摩阻等，设定洗井器开启压力在0.7-1.0MPa左右。

2.3 根据螺杆泵洗井周期：

螺杆泵洗井周期为泵效降低10%两个时间点之间的天数为最佳的合理洗井周期。螺杆泵井平均热洗周期80天，检泵周期240天。在一个检泵周期内需要洗井3.0次。洗井器在室内进行疲劳试验达100次以上，工具仍能开启顺利，活塞复位可靠，无漏失现象，完全满足螺杆泵洗井的需要。

3 螺杆泵洗井器的技术参数

总长：630mm;最大外径：Φ89mm;最小内径：Φ62mm;承内压：20MPa;洗井活塞开启压差：0.7-1.0MPa;工作温度：90℃;连接扣型：27/8”TBG。

4 现场应用

目前，螺杆泵洗井器已经应用在螺杆泵生产井上。从目前使用情况分析，洗井时返液情况较好，起到很好的清蜡清砂作用;洗井后洗井阀能较好的关闭，正洗打压不存在漏失现象，很好地解决了常规螺杆泵洗井时需上提下放泵挂，以及不能有效地洗井的技术难题。

4.1 螺杆泵洗井解卡

采用螺杆泵洗井器洗井后，其螺杆泵的扭矩下降。若当螺杆泵出现电流偏大和扭矩增加时，应立即反洗井，如果发生砂卡事故，采用安装螺杆泵洗井器可以采用60-75℃的洗井液直接反洗井，能有效地解决螺杆泵采油井蜡卡、砂卡事故。

4.2 采用螺杆泵洗井不影响采油井的产量，尽快恢复正常生产，提高单井生产时率和原油产量。

4.3 使用螺杆泵洗井器经济效益评价

（ 1 ） 螺杆泵洗井器可与现有地面驱动装置配套使用，增加成本不多（每套约0.4万元），不增加作业工序，使用简单，便于现场推广应用。

（ 2 ） 螺杆泵洗井器，无需吊车配合上提、下放泵挂，即可实现螺杆泵洗井，是螺杆泵洗井工艺的重大突破。节约了吊车的运转费用，和影响生产井生产时率的降产费用。

（ 3 ） 螺杆泵洗井装置能有效地解决螺杆泵采油井砂卡事故，尽快恢复正常生产，提高单井生产效率和原油产量。

（4）与前期螺杆泵相比使用螺杆泵洗井器的螺杆泵井采油，在延长检泵周期方面有明显的效果，平均每口螺杆泵井在使用螺杆泵洗井器后直接节约成本 2.34万元以上，取得了良好的经济与社会效益。

（5）投入产出比的计算：

按上述统计，投入费用0.4万元;产出费用3.09万元计算，采用螺杆泵洗井器的投入产出比为7.43。

详见计算实例：

螺杆泵成本费用为0.4万元;

产出费用：即节约的成本费用：2.97万元。

洗井费用：每洗一次螺杆泵井的吊车运转费用0.5万元，影响产量费用按每口井影响8小时计算，每小时生产0.1吨油，8小时影响原油生产0.8吨，而每吨原油0.3万元计算。每洗一次就可以节省费用就达0.74万元。按螺杆泵在检泵周期内洗井3.0次计算，则可以节省2.22万元的费用。

作业费用：按每口井年可以节约0.5作业井次，每口井检泵作业费用1.5万元计算，则可节省作业费用0.75万元。

合计节省费用为2.97万元。

（6）安全环保方面[1]

螺杆泵生产井结蜡日趋严重，油套无通道，洗井洗不通，井底压力聚集，井下作业施工过程中，甚至个别井用液压拔卡机解卡，起原井油管和抽油杆时易造成油管上顶，抽油杆飞出，尤其抽油杆出现断脱时，起到斷脱抽油杆时，易发生飞杆现象，辨识很难，无法有效控制措施，易造成伤人事故。增加了作业的施工难度，给环保工作带来了困难、给安全工作带来了隐患。

5 结论

（1）采用螺杆泵洗井器洗井能有效地解决螺杆泵采油井蜡卡、砂卡事故。

（2）采用螺杆泵洗井不影响采油井的产量，尽快恢复正常生产，提高单井生产时率和原油产量。

（3）采用螺杆泵洗井能够取得了良好的经济效益。

参考文献：

[1]崔啸龙.中国石油和化工标准与质量.探讨治理螺杆泵井蜡堵飞杆的有效措施.2013，（4）：91.