抽油机井泵况变差原因分析

[摘 要]随着油田进入高含水期开采，部分抽油机井在生产一段时间后，泵效逐渐下降，沉没度逐渐上升。针对抽油机井泵况变差的实际，本文从流压的变化、高含水对抽油泵摩擦副耐磨性的影响、J55油管螺纹工作特性、振动载荷对油管的冲击及井底流压对抽油泵充满系数的影响等几方面入手，对抽油机井泵况变差原因进行了较为详细的阐述，并提出了相应的治理措施。

[关键词]下降原因；螺纹丝扣及流压；措施及对策

中图分类号：TE933.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0325-01

前 言

随着抽油机井生产时间的延长，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下降、沉没度上升，泵况变差等问题。这些问题井的出现，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。针对这部分井，我们虽采取了上调参数等措施，但治标不治本，仍未从根本上解决这一问题。本文针对高含水采出液所具有的特点，从影响抽油机井泵效原因入手，对泵况变差原因进行了详细分析，并提出了相应的措施及对策。

1、泵效下降原因分析

1.1 油管螺纹丝扣漏失的影响

在抽油机井的生产过程中，油管螺纹的工作性能对管柱的工作能力有着重要的影响。作业施工时，由于现有条件的限制，油管接箍与管体很难保持精确的同轴度，在上、卸丝扣的过程中，会对油管丝扣产生不同程度的磨损，若此时油管剌洗不净，螺旋副内夹入杂质，还会造成磨粒磨损，每次施工作业都会对丝扣产生较大的损伤，所以油管丝扣漏失也是一个累积损伤的过程。

1.1.1 施工因素的影响

作业施工标准中对立井架的要求是，井口与游动滑车的左右偏差不超过20，前偏差不超过30mm、后偏差不超过50mm，但现场施工中很难达到这一标准，特别是左右偏差，几乎所有的作业井均超过了20mm的偏差范围。由于对中性较差，上卸扣时特别是用液压钳上扣时，会对丝扣产生较大的损伤。对于前、后偏差我们尚可采取调整前后绷绳的松紧来校对，但对于左、右偏差的校对则无明显的有效措施，相对于前、后偏差，左右偏差的校对难度更大，而且即便达到了20mm的施工标准，也很难使接箍与管体保持较高的同轴度。

1.1.2 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，其振动载荷较大，对油管及丝扣的冲击力较强。从井口至一千多米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，即使对油管实施了锚定，也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。

1.2 低流压对泵效的影响

对于一些套压、沉没度较低的井，当井底流压较低时，在泵的入口处存在游离气或溶解气，也会影响深井泵的充满系数，使泵效下降。因为在它上方有高静水压力的液柱，而下方的压力却低得多，只有在把混合物压缩到能克服液柱压力时，才能开启，从而减少了柱塞的有效冲程，降低了泵的产液能力。

当时分析该井泵效较低的原因，除了有气影响因素外，抽油泵的工作状态较差、游动凡尔进油不畅应是主要原因。断脱检泵后，泵效依然较低（31.54%），而且即使套压控制得很低，功图依然显示为气影响，据此应排除泵本身工作状态的影响。分析该井气影响的原因为，因流压较低（平均流压1.99Mpa），油流在井筒附近的地层就已开始脱气所致。由于流压低，油流从地层流向井底时， 其在井筒附近已开始脱气，随着气体不断逸出，原油粘度明显上升，气液比上升，进入井底后，大量气体进入泵筒内，使泵的充满系数降低，泵效降低。对于此类井，套压控制的越低，流压也越低，油流在地层中脱气也会越严重，这也是一些气影响井即使套压控制得很低（低于油压），其示功图仍然显示为气影响的主要原因。

对于一些流压较低的井，当流动压力低于一定下限值时，流饱压差过大，气体的流度大于液体的流度， 在原油自地层向井底的流动过程中，其在井筒附近已开始脱气，压力越低脱气越严重。随着气体不断逸出，在油井附近形成脱气圈，脱气圈内原油粘度明显上升，液体渗流速度减慢，油层供液能力变差，动液面下降。有鉴于此，对于气影响井，即使将套压放得很低，其液面也不会有明显上升。

1.3 抽油泵泵筒及柱塞磨损影响

抽油泵泵筒和柱塞是一对特殊工况条件下的摩擦副，其工作性能的好坏对抽油泵泵况具有直接影响。我们采用的大流道三级泵，其组合泵衬套与柱塞间的配合间隙为0.12-0.17mm，整筒泵泵筒与柱塞间的配合间隙为0.075-0.138mm，通过现场实践，大流道三级泵的打压及蹩泵状况均较好，能满足实际生产的要求。但随着油田进入高含水期开采，采出液含水增加，柱塞和泵筒间的油程度降低，水程度增大，抽油泵成了“抽水泵”，易使柱塞和泵筒间的磨擦系数变大，磨擦阻力增加，加速柱塞和泵筒间的磨损速度，加之采出液中含有砂、蜡等杂质，油井生产一段时间后，易使柱塞及泵筒间产生磨蚀，致使抽油泵泵况变差，进而造成泵漏失。对于供液不足的井，柱塞和泵筒间的性较差，其磨损程度则更为明显。

泵本身存在的液体滑脱的其他原因是由游动凡尔和固定凡尔造成的，它与阀座接触的球也可产生磨损，从而引起液体泄漏。

此外，井下连接柱塞的第一根抽油杆与泵筒间也会产生一定程度的偏磨，从而加大抽油泵泵筒的磨损程度，严重时还会造成卡泵。此类井的直接表现是泵况逐渐变差，沉没度逐渐上升，分析该井泵效下降的原因为，抽油杆与泵衬套间产生偏磨，致使柱塞与泵衬套间的工作状况改变，配合性能变差，泵效下降，最终导致卡泵。

2、 措施及对策

（1）完善油管丝扣检测手段，目前现场施工对螺纹丝扣采取的是仅凭肉眼观察的方法，缺乏一定的科学性。也有一些单位采用的是标准扣锥度检测仪，但它对新油管和修复管的检测适用，对丝扣的磨损尚不能进行科学的检测。

（2）进一步规范作业井立放架子标准，完善校对技术，确保天车、游动滑车及井口的对中性。油管上扣过程中，最好采取人工扶油管的方法，以提高其同轴度，消除上扣过程中油管及滑车的摆动，减轻对油管丝扣的损害。

（3）为减轻振动载荷及交变载荷对油管的冲击，应进一步推广油管锚定技术，降低抽油机井冲次，避开共振，降低抽油杆柱振动载荷的幅度。

（4）对沉没度较低的气影响井，不能一味采取降低套压的方法，以避免因流压较低，而造成其在井筒附近开始脱气。对一些气影响井，可采取下入KDQM气锚的措施，以减缓气影响。对处于非套变区内的井，可考虑将套压控制在1.5Mpa以上，减缓流压较低而造成的井底脱气问题。

参考文献

[1] 刘合.当代有杆泵抽油系统.

[2] 韩修廷. 抽油机井振动载荷对杆管偏磨的影响研究.