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油田抽油泵泵效影响因素分析

发表时间：2021/4/14 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：赵敏张贵华夏红新

[导读] 抽油泵属于一种特殊形式的往复泵。针对生产中受砂、气、高矿化度水等因素影响，抽油泵“泵效低、检泵周期短”等质量通病，本文就油田抽油泵泵效影响因素进行了深入分析，并结合实例进行分析，具有一定的参考价值。

山东东营中石化胜利油田分公司孤东采油厂采油管理五区赵敏张贵华夏红新 257000

摘要：抽油泵属于一种特殊形式的往复泵。针对生产中受砂、气、高矿化度水等因素影响，抽油泵“泵效低、检泵周期短”等质量通病，本文就油田抽油泵泵效影响因素进行了深入分析，并结合实例进行分析，具有一定的参考价值。
关键词：抽油泵；泵效；影响因素；分析
        引言
        抽油泵属于一种特殊形式的往复泵，动力从地面经抽油杆传递到井下，使抽油泵的柱塞作上下往复运动，将油井中石油沿油管举升到地面上，完成人工举升采油。随着油田的不断开发，井筒流体日益复杂，据统计，我国油田抽油泵的平均泵效为51.8%，针对生产中受砂、气、高矿化度水等因素影响，抽油泵“泵效低、检泵周期短”等质量通病，本文就油田抽油泵泵效影响因素进行分析。
        一、油田抽油泵的工作原理及工作特点
        1、油田抽油泵的工作原理
        抽油泵主要是由泵筒、柱塞、进油阀（吸入阀或固定阀)、出油阀（排出阀或游动阀）组成。上冲程时，校塞下面的下泵腔。容积增大，压力减小，进油阀在其上下压差的作用下打开，原油进入下腔，与此同时，出油阀在其上下压差作用下关闭，柱塞上面的上泵腔内的原油沿油管排到地面。同理，下冲程时，柱塞压缩进油阀和出油阀之间的原油。关闭进油阀，打开出油阀，下泵腔原油进入上系腔。柱塞一上一下，抽油泵完成了一次循环。如此周而复始，重复进行循环。
        2、油田抽油泵的工作特点
        抽油泵的工作原理相通用的往复泵相同，但因为工作条件不同，在其结构和工作参数等方面具有特殊性。1）抽油泵的外径受并眼尺寸的限制，只能是立式结构。在冲次相同的条件下，要增加条的排量．就得增大冲程长度，加长泵的尺寸；2）抽油泵在井下工作，有的需要装在3000多米深处，这样柱塞上下压差很大，要维持柱塞和泵筒间的密封性和耐磨性，提高泵效和延长使用寿命，就需要耐压泵筒和较长的柱塞；3）抽油泵工作环境恶劣。
        二、油田抽油泵泵效影响因素分析
        抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。其计算公式为：η=Q液/Q理×100%式中η为深井泵效；Q液为油井实际产量（吨/日）；Q理为泵的理论排量（吨/日），泵效的高低反映了泵性能的好坏及抽油参数的选择是否合适。
        影响泵效的因素有3个方面：1）地质因素：包括油井出砂、气体过多、油井结蜡、原油粘度高、油层中含腐蚀性的水、硫化氢气体腐蚀泵的部件等；2）设备因素：泵的制造质量，安装质量，衬套与活塞间隙配合选择不当，或凡尔球与凡尔座不严等都会使泵效降低；3）工作方式的影响：泵的工作参数选择不当也会降低泵效。如参数过大，理论排量远远大于油层供液能力，造成供不应求，泵效自然很低。冲次过快会造成油来不及进入泵工作筒，而使泵效降低。泵挂过深，使冲程损失过大，也会降低泵效。总的来说，影响抽油泵泵效的主要因素有泵的充满系数、冲程损失以及泵的漏失,其中进液气油比高造成的充满系数低,下泵深度大引起的冲程损失大,以及动液面深、下泵处井斜较大造成的漏失量大等原因导致部分井泵效偏低。

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        三、如何提高油田抽油泵泵效
        经过研究发现，影响抽油泵泵效的因素主要有泵的充满系数、冲程损失、泵的漏失等，再加之在工作过程中受到砂、蜡、气、高矿化度水等方面的不利影响，使得抽油泵存在着泵效低和检泵周期短等质量通病，以此作为根据，提高抽油泵泵效的方案可以从以下几方面加以着手：
        （一）地层方面的提高方案地层方面的措施是提高抽油泵泵效的方案之一。对于注水开发的油田而言，要进一步加强注水，使得井中的液面较高，此时的沉没压力也较高，不仅会使得原油进泵的动力得以增加，沉没压力大于饱和压力还会减气体浙出，增大泵的充满系数，是提高抽油泵泵效的根本措施。同时，还需要采取有效的防砂措施，砂子在井中沉积的过多，会掩埋油层，使得油流入井的阻力出现增大，因此要通过防砂措施还减轻砂砾对泵所产生的磨损．进而提高泵效。
        （二）井筒方面的提高方案
        选择合理的工作方式选择抽汲参数组合的一般原则是：1）对于粘度不太大的常规抽油机井应选用大冲程、小冲数和较小泵径，这样既可减小气体影响，又可减小悬点的交变载荷；2）对于原油比较稠的井，一般选用大冲程、大泵经、小冲数，可以减小原油经过阀座孔的阻力和原油与杆柱与管柱之间的阻力；3）对于连喷带抽的井，则采用大冲程、大冲数、大泵经，快速抽汲可增大对井的诱喷能力。
        确定合理的下泵深度和合理的沉没度能使ηλβ乘积最大的下泵深度和沉没度，即是合理的下泵深度和合理的沉没度。
        使用油管锚减小冲程损失用油管锚或封隔器将油管下端固定，则可消除油管的弹性伸缩，减小冲程损失。深井中将油管下端锚定还可消除由于内压引起的油管螺旋弯曲，减小冲程损失。
        采用井下油气分离和井口放套管气装置减轻气体影响。
        （三）设备方面和管理方面的措施1）改善泵的结构提高泵效。针对油井出砂、结蜡、油稠的特殊情况，石油科研人员研制了许多特殊抽油泵。如用在出砂井的防砂卡抽油泵,用在含气多的井中的环阀式防气抽油泵,用在稠油井中的液压反馈抽稠泵；2）改善泵的材料提高泵效。采用耐磨材料加工成的泵可减轻砂磨引起的漏失，采用耐腐蚀的材料加工的泵防止泵受腐蚀引起的漏失和破坏；3）加强检泵作业质量防止漏失。在检泵作业施工过程中对下油管进行检查的时候，要确保丝扣的上紧，防止出现管漏的问题；同时还要确保抽油泵和泄油器等部位之间的牢固连接。另外，为了防止油稠、结蜡、结垢、影响泵的充满系数，可从套管加入降粘剂降粘或采取电加热降粘等方式降粘，加入防蜡剂防蜡，加入防垢剂防垢，以提高充满系数，延长检泵周期。
        结束语
        综上所述，抽油泵泵效对于油田的生产效益会产生直接的影响，在节能减排和降本增效的要求之下，提高抽油泵泵效已经成为油田企业发展过程中亟待解决的实际问题。在掌握抽油泵工作原理和特点的条件下，针对影响抽油泵泵效的因素，在对提高泵效方案进行优化设计和应用的时候，应该从地层措施、井筒措施和设备及管理措施等三个方面予以着手来制定相应的有效的方案，从而切实提高抽油泵泵效。
［参考文献］
[1]曲占庆，战永平，周童．信息技术在抽油泵泵效实验中的应用
[2]王鸿勋，张琪.采油工艺原理[M].东营：石油工业出版社，2009.
作者简介：赵敏。