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提高抽油机井泵效的措施及效果分析

作者:张菊霞 李红霞 张贵华 来源:科学与财富 202019期 时间:2020-11-17

摘要:一般情况下,抽油机井由于受设备、流压变化、振动载荷、液体体积效应系数及抽油泵摩擦副等因素的影响,部分抽油机井出现产液缓慢下降、沉没度缓慢上升,泵况逐渐变差,影...

  摘要:一般情况下,抽油机井由于受设备、流压变化、振动载荷、液体体积效应系数及抽油泵摩擦副等因素的影响,部分抽油机井出现产液缓慢下降、沉没度缓慢上升,泵况逐渐变差,影响了油井的正常生产。本文通过对抽油机井泵效率下降的原因进行深入分析,提出相应科学、合理的改进措施,促使抽油机以最低能耗,产出较高的液量路。

  关键词:抽油机;泵效率下降;原因分析;改進措施

  1.? 概述

  就目前而言影响抽油机井泵效率的主要因素有:沉没度;含气量含气液体的体积收缩;漏失;油层性质;油井工作制度、管理制度。

  据不完全统计,某厂某管理区2016年这类问题井就有17口,2017年1-12月有10口,这些井由于泵况逐渐变差,产量下降缓慢从降低“两率”角度出发暂时又不具备检泵条件,然而此类问题的出现影响了油井的正常生产,增大了杆管偏磨强度,影响区块系统压力的平衡。为此,从影响抽油机井泵效原因入手,对泵况变差原因进行了分析,并提出了相应的措施及对策。

  2.? 抽油机井泵效率下降的原因分析

  2.1???? 沉没度对抽油机井泵效率的影响

  沉没度要根据油井的产量和动液面来确定,是影响抽油机井泵效率的重要参数之一。在一定范围内,沉没度升高,井泵入口压力增大,滤头载荷减少,在一定程度上降低井泵油管漏失和泵能漏失,因而可以提高抽油机井泵效率。沉没度过多或者过低都会降低抽油机井泵效率。

  当沉没度过高时,抽油机内的充满系数与沉没度成正比,同时增大,致使抽油井的流压增大,当达到抽油井流压的安全范围以后,流压过大引发部分薄差的油层不出液,致使产液层层间压力过大,导致油井产量下降。

  当沉没度过低时,由于井泵口气体分离较多,抽油机内的充满系数会很小,引发抽油机上冲程液体不能将工作筒充满。下冲程选点载荷过大,产生较大冲击载荷,致使减载线变陡。

  2.2???? 抽油机井泵漏失引起井泵效率下降

  抽油机井泵漏失主要包括两种:分油管漏失;抽油机泵内漏失。井泵漏失不仅造成环境污染,增加工人作业量,同时加速抽油机光杆磨损,大大降低井泵效率。

  抽油机分油管漏失:(1)分油管螺纹损坏;(2)分油管螺纹连接不紧密;(3)分油管管体破裂;(4)抽油机泄油器误开等原因均会造成油管漏事故,引起井泵效率下降。

  抽油机泵内漏失:(1)抽油机井泵内的部分零部件破损;(2)抽油机活塞与衬套之间间隙过大;(3)砂、蜡卡使阀密封不严等泵内漏失造成效率下降。

  2.3???? 井下泵深度以及地面参数对泵效的影响

  抽油机井泵效率与设备实际参数有关,当抽油机井泵直径越大、上下冲程越大、冲程冲次越大、井泵效率越低。

  当相同沉没度时,抽油机井泵下井深度不同,也会影响井泵效率、通常下泵深度越深,冲程实际效率越低,损失增加溶解气含气量增高,抽油机井泵效率下降。

  2.4???? 施工因素的影响

  作业施工时,在油管上扣过程中,由于游动滑车上提单根油管时的惯性作用,油管上部将呈不同程度的轻微摆动,使得游动滑车、油管、井口三点不对中,内外螺纹对中性差,同轴度较低,上扣时易对丝扣造成累计损伤,且作业次数越多损害程度越大。此类油管下井后,因涂抹了丝扣密封脂,整体打压时压力不降或下降不明显,但生产一段时间后,由于管柱受载荷和介质的作用,在压差的作用下,井液将沿着丝扣密封能力较差的部位扩散,易造成丝扣处不同程度的漏失。此外,目前施工时对油管丝扣的鉴定仅限于锥度检测,对丝扣的磨损程度尚无准确有效的检测手段,大多仅凭肉眼观察,缺乏一定的科学性,易将一些无明显破损的丝扣下入井内,因涂抹了密封脂,油管打压时也许无明显变化,但生产一段时间后,易使泵效下降,泵况变差。

  2.5???? 振动载荷的影响

  在正常工作状态下,油管螺纹处于弹塑性工作状态,主要承受轴向拉伸力、径向挤压应力和环向应力的作用。在弹塑性工作状态下,油管螺纹牙塑性变形会随着应变载荷的增加而增大,在动载荷的作用下,牙塑变形会随着负荷的增减呈交替变化,正常状态下的螺纹丝扣,每天都要承受上万次交变载荷的作用。为减缓交变载荷的影响,我们对部分抽油机井采取了锚定措施,但抽油杆在运行过程中易产生弹性振动,在一个冲程中单程振动3-4次,其弯曲一次将对油管产生一次冲击。对于冲次较高的抽油机井,其振动载荷较大,对油管及丝扣的冲击力较强。从井口至一千多m深度的管柱被悬挂着,每个接箍都必须支撑下面悬挂管柱的重量,由于振动载荷、交变载荷等各种因素的影响,会对螺纹丝扣产生一定程度的冲击,此类井生产一段时间后,对于螺纹偏差较大或丝扣泄漏通道不严的联接部位,易造成漏失。振动载荷随冲次的增加而增大,这也是冲次较高井泵况易变差的主要原因。对于老井油管来说,生产一段时间后,丝扣产生不同程度的漏失是一种较常见的现象,但现场很难确定油管的漏失状态,其通常的表现是随着生产时间的延长,泵效逐渐下降,沉没度逐渐上升,功图无明显漏失显示,蹩泵时压力可蹩至3Mpa左右,但压降通常大于0.9Mpa。

  3.? 提高抽油机井泵效率的具体改进措施

  3.1???? 确立合理的沉没度,提高井泵效率

  根据相关调查当沉没度相同时,抽油井的效率跟含水量有关,随着含水量的变化而不断变化,因此将抽油井产出的水进行科学、合理的分类。

  推广运用超低冲刺皮带轮技术,这种装置将抽油机电机和减速机之间由原来的1级减速设置为2级减速,切实有效降低抽油机冲次、进而提高抽油机井泵工作效率。

  对于任意含水油井,通常沉没度的增加,井泵效率增幅都会减少。一般情况,含水量超过百分八十时,沉没度在200-350米,油井含水量低于百分之八十,沉没度在300-400米之间,不同油井沉没度选择不同,科学判断沉没度,有助于有效提高井泵效率。

  3.2???? 利用先进的测算方法科学确立下泵深度

  科学的下泵深度,与油井井泵参数、抽油井系统设计相关。将抽油井系统排量或者经济效益等选择目标函数、通过优化设计进而确定合理的下泵深度。

  当液充和动液面也较深时,这类油井下井深度可以根据抽油井系统效率确定,将其设定为目标函数进而有效提高井泵工作效率。

  自喷转抽井。此类井根据油井地质环境、井下油藏分布情况确立下泵深度。自喷转抽井地层能量一般很高,动液面在油井进口附近,油井系统效率不高,故选择油井产量为目标函数,确定下井深度。

  对间抽井,目标函数的选取应以液量和经济效益选择合适的下井深度,保证井泵效率。

  3.3???? 选择合理管材、制定详细管理制度减少漏失现象

  根据油田地质特征、油藏分布、各类物质腐蚀因素、预计油田储量及未来开采时间,树立科学的发展观,对油管数量、管材类型、核函数、参数进行全面分析,选择强度高、质量好的管材,避免因管材质地不佳引起的漏失现象。

  要采取精细化管理的措施,精细除油、过滤工艺,对油管进行定期检测维修,建立长效机制,对漏失原因进行详细记录,并列出重点、难点进行全面监管。

  4.? 结束语

  本文通过对抽油机井泵效率下降的原因以及改进措施进行全面研究,仔细分析了井泵效率下降源于沉没度确立不科学、井泵存在漏失现象、不能根据地质特点确定下泵深度选择合适的井泵等因素,明确选择安全范围内的沉没度、科学确定下泵深度,才能切实提高井泵效率,提高油田开发的经济效益。

  参考文献:

  [1] 罗辉.抽油机井系统效率的影响因素及提高讨论[J].内蒙古石油化工,2010.

  [2] 李士红.提高油田机采系统用能效率的措施[J].中外能源,2009.

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