抽油泵失效原因分析与对策

抽油泵失效原因分析与对策

王静

中国石油大港油田公司第五采油厂  天津市滨海新区  300280

【摘 要】本文针对抽油泵免修期短的问题，通过采取生产过程分析和现场描述相结合的办法，对油井出砂对抽油泵的机理，从管柱沉砂、抽油泵结构、油井井况和产出液介质四个方面进行分析，采取了系列防砂治砂、上提油井泵挂和推广应用新型抽油泵等措施，取得了较好的效果。

【关键词】出砂;抽油泵;失效;机理分析;治理措施

1 抽油泵结构和正常工作条件

普通抽油泵浦大致由抽油泵缸、抽气阀、活塞和排气阀四个部分组成。在原油开采中，由于地下作业条件的特殊性，抽油泵增加了固定阀、球阀、阀座阀、盖阀等专用设备。抽油泵的故障通常与这些部件密切相关。首先，油井抽油泵井需要严格密封，以确保原油在操作过程中的适当吸收和排放。其次，必须始终保持抽油泵中的全液体液体。一旦在抽油泵中检测到气体，应立即停止机器并及时清除气体。否则，抽油泵管可能在高压条件下破裂甚至爆炸。第三，活塞的有效行程应尽可能长。在有效活塞行程距离内，在相同条件下，较长的活塞行程可以增加原油的吸收和排放，降低抽油泵送抽油泵的工作频率。最后，为了防止固定车的冲击，还需要调整反冲距离。

2 影响抽油泵工作失效的主要因素及成因分析

结合油井生产，定向井和侧钻的数量，以及调整、堵堵和沉降过程的不断变化，地层中因砂矿生产造成的套管损失和套管变化逐渐发生。抽油泵的工作环境也变得更加复杂。例如，盖子休息处的柱塞，柱塞上下移动，柱塞沙卡突出。针对这些问题，原因可归纳如下：一是排油销损坏，导致部分抽油泵在工作后发生故障。原因主要与材料质量不合格有关。二是液体流动的流动端，螺纹和泄漏。特别是，一些油抽油泵本身不符合标准。在液体流动的洗涤下，螺纹损坏，或者泄漏导致工作失败。三是解决破坏问题，特别是在开采一些高矿化和含水油井时，容易腐蚀井眼，液体流动大受冲击，导致固定淡水河谷的损失。据统计，在抽油泵的失效分析中，修复泄漏的主要因素是固定球腐蚀和固定球刺。抽油泵堵塞问题。从抽油检查操作的角度来看，沙子、铁屑、橡胶皮、鳞片、砂浆等异物是造成堵塞的主要原因。这些问题与抽油泵运行期间的冲击力和磨损时间有关。这反过来会导致卡或错过。五是抽油泵体配套设备不协调的问题，特别是井斜和四英寸套筒的问题，再加上高冲程带来的高速液流，高速电机难以有效调节，使得抽油泵面对更有限的情况。六是每日检查抽油泵管理不当，缺乏日常有效的维护。第七，抽油泵体腐蚀的问题，如凡尔登在柱塞上的失效是由腐蚀引起的，而且由于防腐处理不当，卧井不仅增加了采矿成本，而且也是一个重要因素。

2.1 抽油泵断裂的失效原因分析

抽油泵送过程中发生断裂，通常分为两种情况：柱塞上游的阀盖断裂和上接头断裂。如前所述，抽油泵送抽油泵在高压下运行并且通常处于过载状态。在这种状态下，抽油泵内的活塞接头最明显处于压力下。近年来，随着生产工艺的不断改进，许多零部件的性能和质量得到了很大提高。在更换油抽油泵部件的过程中，一些企业忽略了新部件与原始设备之间的磨损程度，导致新旧设备不合格。在被油抽油泵内的液体压力撞击之后，部件之间将存在间隙，导致气体渗漏。当气体值达到油抽油泵的上限载荷时，会引起抽油泵送抽油泵的故障。抽油的原因与加工技术，抽油泵本身的质量和安装方法有关。

2.2 抽油泵脱扣失效的原因分析

抽气抽油泵扣件主要是阀盖屈曲和固定阀压缩接头屈曲。在这种情况下，阀盖的滑动不同于上述柱塞的阀盖。这些问题通常是由油抽油泵的不合理的防碰撞距离设定引起的。经过相关的实验测试，油抽油泵碰撞的最大距离不应超过其自身有效长度的三分之一。如果距离太小，阀盖的力会不均匀，导致阀盖脱落，严重的发展将被打破。如果距离太大，则会导致滑杆和上阀盖的组合从过剩合作到间隙配合，导致抽油泵失效。另外，抽油泵的正常操作需要极的配合。如果电线杆磨损或不合适，则在运行过程中对柱塞的阻力将减小并且易于滑动。在遇到液体冲击后，柱塞将从抽油泵筒中移出，导致上阀盖弯曲。

2.3 抽油泵泄漏失败原因分析

这一原因又可分为抽油泵漏的粘连技术和固定阀座穿刺造成的螺纹和压缩领两种。有相应的行业标准适用于固定阀门标准，严格按照生产和使用的规定。对于后一个问题，在设备对接过程中必须注意接头处的粘接工作，必须达到高质量的密封。对接完成后，应对一些样品进行破坏试验，以确保满足高压条件。完美的封印。线程处理技术不重复。国家制定的具体规定对油抽油泵设备的管理提出了具体要求。只要严格执行规定的标准，就能保证正常的施工安全工作条件。

3、治理措施及效果

3.1防砂治砂配套技术的应用评价

为有效降低油井采出液的含砂量，通过多年来的不断研究和探索，形成了地层化学防砂、井筒机械防砂和泵下挡砂的防砂工艺系列。

（1）定剂、抑砂剂的应用。在矿场应用过程中，稳定剂和抑砂剂主要应用于出砂不很严重，但是由于含砂量较高，造成抽油泵生产周期短的油井。通过对现场应用的620井次稳定剂和240井次抑砂剂数据对比分析，取得了较好的效果。

（2）泵下挡砂器的应用。为降低采出液的含砂量，在管柱优化方面，通过在抽油泵下加装泵下挡砂器，，降低进泵液体含砂量，减轻砂对抽油泵磨损。通过对15口井进行分析，含砂量由应用前的0.94‰降低到0.52‰。可以有效的延长抽油泵的高泵效生产期，而且从二次作业的2口井现场描述发现，尾管中有20米的沉砂，说明起到了明显的滤砂作用。

（3）确定合理的采液强度。在油井的生产过程中，通过对油井采液强度和含砂量的历史数据进行拟合，可以得出含砂量与采液强度的变化规律，从而确定合理的采液强度。

3.2恢復地层能量，严格控制油井沉没度

在搞清油井供液能力的前提下，降低油井泵挂，可节约投入。改善抽油泵工况的另一项有效途径，是严格控制油井沉没度。目前抽油井的平均沉没度为522.2米。通过对油井合理沉没度的研究分析表明，含水大于90%，沉没度250米，含水小于90%，沉没度400米即可满足油井生产要求。

3.3推广应用新型抽油泵，提高抽油泵可靠性

针对高含砂、强腐蚀的特点，为有效延长油井的免修期，推广应用了一系列新型抽油泵，取得了较好的效果。为提高抽油泵抗砂能力，推广应用了改进泵、防砂卡泵和等径泵，主要应用于由于磨损而造成免修期短的油井。改进泵在结构上，将游动凡尔移到活塞的下端，可避免凡尔球撞击凡尔罩。在活塞的两端加高硬度弹性刮砂装置，直径大于泵筒内径，在弹力和液柱压力的作用下，弹性斜片紧贴在泵筒内壁上，活塞往复运动时将砂子被斜片刮下由井液带走，提高抽油泵的可靠性。通过现场10口井对比，免修期延长98天。利用环空沉砂原理，防止砂卡泵，减轻泵的磨损。平均免修期由187天延长到246天。9口等径柱塞泵免修期延长了36天，且具有高泵效期长的特点。

4、结论

（1）油井含砂量和矿化度越高，抽油泵的高泵效期越短，而且泵效下降越快;

（2）有杆泵在生产过程中，必然会有部分砂粒沉降到抽油泵上，使抽油泵磨损。通过一系列防砂工艺，可以降低油井的含砂量，延长抽油泵的高泵效期;

（3）油井井况的复杂变化，是造成抽油泵失效的重要因素，通过恢复地层能量，严格控制油井沉没度，可有效改善油井工况;

（4）高含砂、强腐蚀是造成抽油泵短命的重要因素，通过应用新型抽油泵，可提高油井的泵效，延长油井免修期，降低油井的维护费用。

参考文献

[1]陈悦.浅析深井抽油泵失效分析及控制对策[J].化工管理.2019-10-21.

[2]张强.抽油杆常见断裂失效情况分析[J].中国高新技术企业.2019-04-01.