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柱塞式抽油泵失效原因分析(一)

2012-07-02

        國內(nèi)油田大部分已進入了高含水開發(fā)期,常規(guī)柱塞抽油泵是主要的采油方式之一。由于高含砂、高含水、高溫蒸氣稠油開采、注聚合物開采及強腐蝕的介質(zhì)環(huán)境和井況差等因素影響,柱塞泵井平均免修期越來越短,有的甚至不到30天就需要檢泵,嚴重影響油田開發(fā)綜合經(jīng)濟效益的提高。每個油田導(dǎo)致柱塞抽油泵失效的原因有所不同,綜合為以下幾個因素:油井出水、出砂、注入物構(gòu)成、礦化度、井底溫度、出液的腐蝕程度、井身結(jié)構(gòu)及柱塞抽油泵自身的結(jié)構(gòu)、柱塞與泵筒表面處理及表面材料等。主要失效原因為:


        砂粒在管柱內(nèi)的沉降:油井出砂量大、含水高時,地層油中的砂粒混合在地層水中。由于不同介質(zhì)的攜砂能力是與介質(zhì)的黏度成正比的,原油黏度遠遠大于地層水黏度,在相同流速下地層水的攜砂能力差,部分砂粒會在重力作用下下沉,嚴重時會造成卡泵和砂埋。在泵還沒有完全被卡死前,柱塞和泵筒的相對運動會導(dǎo)致柱塞表面和泵筒內(nèi)表面的劃傷,大量的劃傷使泵效下降。

        磨損和腐蝕雙重作用:如果砂粒進入泵筒與柱塞之間,柱塞和泵筒表面磨損增加,如果表面層磨損后露出基體,由于井液介質(zhì)的強電解性和弱酸性,芯部極易被腐蝕和磨損。另外,一般活塞兩端的壓差是7-14MPa,在高壓差下,含砂液體會對柱塞和泵筒產(chǎn)生水力切割,加劇磨損。

        柱塞和泵筒的結(jié)垢:如果注入水未經(jīng)處理循環(huán)使用,加上目前有些油田純注水已經(jīng)不能滿足采收率的提高而改用注聚合物等,使得井下產(chǎn)出液成分變得越來越復(fù)雜,礦化度越來越高,在柱塞和泵筒上結(jié)垢的可能性越來越大。當在柱塞和泵筒表面上垢的沉積變得致密,附著力變強時,危害就增大。有些區(qū)域普通的柱塞抽油泵撿泵周期由于結(jié)垢從300天縮短為30天。

        抽油泵的結(jié)構(gòu):普通抽油泵在結(jié)構(gòu)上無任何擋砂刮垢措施,而且柱塞端部有一個錐面,抽油泵在往復(fù)運動過程中,使得砂粒直接沉降到柱塞與泵筒間隙內(nèi),而且抽油泵柱塞上的防砂槽只具備擋砂和刮砂性能,對防砂槽沉砂的清除未考慮,在防砂槽存砂后,同樣會造成塞泵筒磨損。

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