提高抽油泵泵效的技术措施

张德龙 姚伟健 徐彤

摘要：機械采油阶段的主要采油方法，是游梁式抽油机-抽油泵采油装置的使用，为了提高抽油泵的效率，充分分析影响抽油泵效率的因素，并采取相应的有效的解决方法，提高抽油泵的效率，保证抽油系统的高效率，以达到提高油田的经济效益的目的。

关键词：抽油泵;漏失;泵效

油田在开发生产过程中，随着地层压力下降，油井失去自喷能力需要人工举升的方式进行开采，抽油机举升是目前最常见的人工举升方式。2018年某采油厂开井741口，抽油机举升的核心部件就是抽油泵，目前我厂平均泵效为41.86%，据统计低于平均泵效的井有347口，占总开井数的47%，其中泵效低于20%的井有219口。这些低泵效油井严重制约了油井的产能，降低了系统效率，增加了开采成本。为了提高油井产能，提高抽油泵的泵效，对抽油泵进行一系列技术改进将技术研究与现场实施相结合，起到了提高泵效的作用，并逐步形成了技术规模，取得了经验认识，为低效油井的高效开采提供了技术思路和治理手段。

1抽油泵的泵效

机械效率是人们在生产过程中十分重视的关键因素，决定了生产效率与经济效益。井下抽油泵也有泵效，此泵效的定义为抽油泵的实际体积排量与理论排量体积得比值。抽油泵的工作原理是活塞的上下往复运动来不断的吸入、排出液体，井下油液可以抽及到地面上是依赖着活塞往复运动和三抽设备的协力运行配合达成的。此三抽设备则是指抽油系统的三部分：地面抽油机、中间抽油杆与井下抽油泵。首先，施加动力向地面抽油机，中间抽油杆则是作为动力的中间传输设备，将动力传下井下抽油泵的活塞，作往复运动直至将液体抽至地面。综上可见，抽油泵的泵效与地面抽油机、中间抽油杆、油管与活塞的工作均有关系，提高泵效的同时应进行多方考虑，技术改革时应从多角度出发，但基于液体产量受多因素影响的实际情况，一般井下抽油泵的泵效达80%，即可满足油田生产需要。

2影响井下抽油泵泵效的因素

2.1抽油杆柱和油管柱的弹性变形

作为抽油设备组成部分的抽油杆、抽油柱、油管柱均为抽油过程中动力传递的系统，所以在抽油过程中，长时受力、承受交变载荷的作用，向作用力方向发生形变，受到拉力作用则会伸长，受到压力作用则会缩短。若是处于弹性限度中的形变，伸长与缩短是可恢复原状的，若是超出弹性限度发生的形变是无法恢复的，会导致抽油杆、抽油柱因受拉伸或挤压而破裂，无法将液体抽至地面，其修复方法也必须于井下进行维护后才可以继续抽油工程。

除上述部位的破损影响泵效外，活塞的工作也会影响泵效。井下抽油泵排除液体的体积计算原理为泵筒的截面积与活塞行程的乘积，所活塞受损会影响其弹性伸缩，进而影响活塞的作业行程，活塞的行程变短则会导致抽取液体体积减少，泵效显著降低。

2.2气体和充不满的影响

在抽油过程中，由于密封措施不完善，会导致有大量气体进入抽油泵中，这部分气体会占据抽油泵的一部分体积，使得液体无法进入，而且会产生气压，加大液体进入难度，导致进入泵中的液体明显减少，而且稠油的流动速度缓慢，在进泵之前便已进入抽油泵的排出过程，显然导致井下抽油泵泵效降低。

2.3泵漏失的影响

井下抽油泵的密封性较差，不仅可以进入气体影响泵效，甚至可以在抽油过程中出现漏油现象。依据漏油部位与机理可分为泵吸入端漏失、泵排出端漏失、泵排出阀漏失、活塞与泵缸间隙漏失等。泵的吸入端与排出端漏失会影响液体的吸入体积与排出体积，均会较明显降低泵的泵效。泵的排出阀或泄油器不严也会影响体积，进而影响泵效。除液体体积造成的影响外，泵效的降低也可能是由于抽油泵本身质量不合格导致的，如活塞与泵缸间隙漏失这类情况。

2.4地质因素影响泵效

井下抽油泵的泵效除于其自身有关外，还与施工开采处的地质地理情况有着密不可分的关系。若是油层结构过于坚硬，会导致抽油泵的沉没度较低，影响液体的进入;若是油层结构松软且多砂质，有可能会导致抽油泵下泵的过程中，油层受到水力的冲击，出现油层混合砂质，可能会导致大量砂石颗粒倒灌入抽油泵中，影响抽油的压力，更为严重者则会造成砂石颗粒将抽油泵堵塞，使抽油泵无法正常工作。

3提高泵效的技术措施

当今社会注重经济效益与工作效率，在与油井相关的工作中也有所体现。将抽油泵泵效作为评价机械采油效率的重要指标之一，此标准也可作为衡量抽油设备管理水平的指标，所以，在抽油机井的生产过程中产生了系列提高井下抽油泵效的技术措施，旨在确保油层的供液能力可满足需求，将油井的开采量不断提升，完善抽油系统的功能，将机械采油的经济效益达到最大化。但在提高井下抽油泵泵效的同时，也应注重抽油设备的质量维护，控制对抽油机设备产生不利影响的情况出现，如抽油机井的低泵效，采取有效保护维修措施延长抽油系统的使用寿命，创造更多经济效益。

3.1优化油井工作制度

油田开采也应需要制定详细的工作制度，不断完善工作制度后依照制度进行施工，确保工程的质量与效率。而井下抽油的工作制度要点则应包括生产压差、泵的直径、冲程与冲次，对其进行合理的规划与确定，确保可以高效配合进行施工。但依据实际生产规律，长冲程、慢充次、小泵径的配合属于较高效的硬件设备组合，可以较好的达到高泵效。但之后也应及时、周期性对设备进行维护、检修与保养，确保抽油泵在最佳状态下运行，延长设备的使用年限。若在制定工作计划前已选定抽油机，所以应在满足抽油机的正常运行的情况下选择最合理的抽汲参数，提高井下抽油泵的泵效。

3.2减少气体的影响

减少气体对于抽油泵的影响则是对抽油泵进行完善的密封处理，防治气体进入抽油泵中导致泵效降低。其中可以采取的方式有较为直接的在抽油泵的进口处安装油气分离器，一方面将在泵内的气体分离出去，另一方面则是防止气体进入抽油泵中，双管齐下减少气体对于抽油泵体积的占有情况，将气体对于液体进入与排出的影响降至最低，防止影响泵效。除上述方法外，还可以选择气锚分气法，在井口处安装气锚与气阀，可以增强对气体的控制力，有效防止气体进入抽油泵中，提高抽油泵泵效。

3.3油管锚的使用

正确有效地使用油管锚，若是使用不当，将会导致油管柱在抽油的過程中伸长或缩短，一旦油管发生了弹性形变，便有可能出现因油管柱变形导致的冲程损失问题，使井下抽油泵泵效降低。所以为保障抽油设备的正常运作，应使用油管锚将油管柱下端进行固定，防止发生形变，有效提高泵效与生产效率。

3.4延长抽油泵的检泵周期

井下抽油泵也如其他消耗品相同，随使用年限的的增加，机器性能也会受到影响，所以应定期对抽油泵进行检查，延长使用寿命。油泵的检查项目可包括调整油泵的间隙，防止出现活塞与泵缸间隙漏失而导致泵效降低，而且应用小间隙运行可提高泵效;也应对抽油泵的检泵周期进行延长，降低成本来提高经济效益。若抽油泵使用过程中出现问题，应及时交与相关检修部门进行检泵维修，以便尽早可重新投入使用，满足生产需求，提高生产效率。

3.5提高油层的供液能力

提高井下抽油泵泵效除从抽油设备技术的改进考虑外，应从本质的油层储油供液方面进行考虑。只有保持油层的油量与能量充足，抽油泵才可以持续工作。补充油层能量的优先方法即为向油层中加强注水，注入水后油层的能量充足，供液能力则会相对加强，若油层无及时的能量补充，会导致能量过低，油层供应不足，泵的沉没度也随之加大，下泵的深度过大会导致抽油泵泵效显著降低，甚至会影响抽油系统的正常运作，无法满足油田开采的生产需求。

4结论

此文从井下抽油泵的泵效定义入手，分析了影响泵效的相关因素。可得出结论，抽油泵的泵效受多方因素影响，有器械设备自身因素，有外界环境干扰因素、有地质因素，甚至还有人为因素。人为因素则如器械经销商生产制作过程中出現纰漏，导致抽油泵质量有损，或是相关部门对抽油泵的定期维修、日常管理不善，使得抽油泵的泵效降低。加大对抽油泵有效改进的技术措施的研究力度，采取最适宜的技术方案，有效提高泵效。除从内部因素进行技术改良外，还应从开采地的地质因素考虑，采取有效的措施，控制抽油泵的人供液能力，选取合适的抽油泵的泵径，合理高效的开采抽油，保证油田的顺利开采，高效满足生产需求，达到油田的生产目标，是经济利益达到最大化。

参考文献：

[1]王平.抽油泵泵效影响因素分析及治理方法[J].化工管理，2018（09）：196-197.

[2]谭丽杰.关于提高抽油泵泵效的技术探讨[J].化学工程与装备，2018（02）：131-132.

（作者单位：1大庆油田有限责任公司第五采油厂第二油矿测试队;2大庆油田有限责任公司第四采油厂第一油矿测试队;3大庆油田有限责任公司第二采油厂作业大队16队）