杆式泵举升工艺节能研究与应用

于爽 韩旭（冀东油田陆上油田作业区）

目前，某油田杆式泵的使用比例达到19.1%，所以其对整体检泵周期及费用影响将越来越大。

通过对杆式泵检泵原因分析发现，影响杆式泵检泵的主要原因为油管漏失，而这一原因将导致杆式泵不动管柱检换泵的优势无法体现出来[1-2]。分析过程中发现，2014年开始出现由于密封漏造成杆式泵检泵的情况，在2015 年达到最高值，占比达66.6%，经过治理后在2016年开始有所下降。

1 技术拓展研究

1.1 针对管漏原因造成检泵进行的研究

1.1.1 小直径杆式泵（适用于衬里油管）

由于衬里油管优异的防磨性在管式泵中已得充分验证，但由于杆式泵泵筒的最大外径较大，无法通过衬里油管，因此为了能够顺利使用普通衬里油管，研究改造杆式泵的参数，以适应衬里油管的需求。主要针对泵间隙、泵筒厚度、支撑座围等关键性参数进行了改进，泵间隙由0.08 mm 改为0.03 mm、泵筒厚度由6.35 mm 改为3.20 mm、支撑座围由58.1 mm 改为48.3 mm，改造后小直径杆式的最大泵体外径仅为48.3 mm，能够顺利通过内径为51 mm的27/8in衬里油管。

1.1.2 大直径衬里油管

在减小杆式泵最大外径的同时，从扩大衬里油管内径着手，进行改造，基础管由27/8in变更为31/2in。

通过参数对比（表1）发现，31/2in衬里油管能够适用于普通杆式泵，由于其价格较普通衬里油管高，所以只在下泵出井斜超过25°/30 m时使用。

表1 衬里油管参数对比

1.1.3 完井管柱验封技术

由于杆式泵作业时需先下入生产油管后下入泵筒，而生产油管无固定球座造成无法对管柱进行试压，所以需要配套试压工具对完井油管进行质量验证。

工作原理：在完井油管下部连接底部球座。利用球座液体单向流动的特性，能实现油管正试压。当需要油管正注时，可通过加压，达到一定压差后球座脱落，实现油管正注。

1.2 针对泵密封问题造成检泵进行研究

通过分析发现：造成密封破损有两个原因，一个是密封材质本身的问题；二是由于固定方式造成密封受力过大造成。

在密封材质方面：通过对不锈钢、聚四氟乙烯、镍基合金等材料特性的研究发现，单一的材料很难满足密封要求，所以研发了双密封杆式泵。双密封杆式泵优选黄铜加镍基合金的组合形式，通过两种材质，四级密封可实现可靠密封。

在固定方式方面：2017年以前杆式泵的固定方式为顶部或底部的单固定。常会出现密封漏失问题。通过对杆式泵的泵体受力分析，双固定可以达到减小蠕动，进而减小磨损密封的目的[3-4]。通过在杆式泵顶部和底部分别增加支撑接头，实现顶、底双固定。

2 应用效果评价

2.1 小直径杆式泵使用效果

目前小直径杆式泵已经累计使用20 井次（15 口井），在使用的过程中，没有发现因改造造成的不适用，平均泵效49.9%，载荷平均减少8.21 kN，电流平均减少8 A，检泵周期较使用前延长8天[5-6]。

2.2 31/2 in耐磨衬里油管使用效果

常规杆式泵配套大直径衬里油管试验3 井次。以高88-9井为例，井下38 mm抽油泵，泵深2 300 m，经过最大狗腿度4.87°/25 m。试验前原井普通油管、抽油杆磨损严重。实施作业下入杆式泵配套大直径衬里油管。待生产90 天后，起出井内杆式泵泵筒，检查衬里油管和抽油杆磨损轻微。

常规杆式泵能够通过大通径衬里油管，并且衬里油管能够有效保护油管，降低磨损。

2.3 完井管柱验封技术应用效果

管柱试压实施51 井次，一次成功率100%。二次试压11井次，成功率63.6%，并实现不动管柱作业，单井节约费用1 500 元，共节约费用76 500元，减少作业周期168 h。不合格的原因为油管磨损漏。管柱试压技术能够起到验证油管质量的作用。

2.4 双密封杆式泵使用效果

从2015 年底开始对密封材质、方式等不断创新及使用，由于密封漏失造成检泵的比例在不断减小，2017 年，只有2 口井因为密封问题造成检泵，且这2口井为单固定杆式泵（表2）。

2.5 杆式泵拓展研究

杆式泵生产防污染一体化管柱目前试验2井次（L9-12、G76-62），管柱下入顺利，封隔器坐封、生产正常，稳压10 min合格，证明封隔器密封效果良好，实现了杆式泵防污染一体功能和管柱试压功能。

表2 双密封杆式泵使用情况分析

3 结论

通过对杆式泵拓展功能的研究，扩大了杆式泵的使用范围，满足了其在斜井中的应用，增强了其适应性；实现了不动管柱作业的优势，减小了抽油机运转过程中的载荷和电流，达到了一定的节能效果，缩短杆式泵的作业周期；同时，杆式泵功能拓展研究，延长了杆式泵的检泵周期，提出了杆式泵防偏磨方式的新思路，对陆上油田作业区整体检泵周期的延长奠定了基础。