影响抽油机井系统效率的因素分析与改进对策

张红权

[摘 要]抽油井泵效的高低直接影响到开发效果和能耗情况。如何进一步提高抽油机井泵效率，越来越被人们关注。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，产出最高的液量，切实推进我国油田开采走向高精尖的可持续发展道路。

[关键词]抽油机；井泵效率下降；原因分析；改进措施

中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0060-01

0 引言

抽油机井测试工作是分析抽油机井井下生产状况的基础，是了解抽油机、杆、泵地下工况的技术手段，也是制定合理地面调整技术措施的依据。生产中抽油机井载荷受摩擦力、震动载荷、惯性载荷等多因素的影响，使抽油机井示功图分析泵况难度加大，加之液面打不出等情况交织出现，导致泵况判断可靠性变差。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。

1 抽油泵的工作原理与特点

1.1 抽油泵工作原理

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。

1.2 抽油泵工作特点

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，有的需要装在深处，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。

2 影响抽油机井泵效的因素分析

2.1 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，会对丝扣造成磨损，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。

2.2 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，通过现场实践，大流道三级泵的打压及蹩泵状况均较好，但随着油田进入高含水期开采，采出液含水增加，柱塞和泵筒间的油润滑程度降低，水润滑程度增大，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，柱塞和泵筒间的润滑性较差，其磨损程度则更为明显。

2.3 油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。

3 提高抽油机井泵效的改进对策

3.1 确立合理的沉没度，提高泵效率

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。

一是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。

二是对于任意含水油井，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。

三是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。

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。这类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

根據油田地质特征、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。

采取精细化管理的的措施，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。

3.4 合理下泵深度的确定

注水开发油田按油田综合含水率（fw）的变化划分为低含水期（fw≤60%）、高含水期（60%80%）。不同含水开发阶段以及不同含水级别的油井，深井泵的合理下泵深度应该是不同的。

不同含水阶段的抽油机井，随着下泵深度的增加，泵效呈逐渐增加，当出现峰值后，如果进一步加大泵挂，则泵效逐渐下降。

随着抽油井含水率的上升，合理下泵深度逐渐降低。泵挂深度应控制在1050m以内。对于含水小于60%的油井，合理下泵深度应在900～1100m之间；含水在60～80%的油井，合理下泵深度应为750～1000m之间；含水高于80%的油井合理下泵深度应在800～950m之间。对于含水率高于60%的油井，减小下泵深度，即可以实现提高泵效，又可以减少井下管、杆的用量，节约生产成本。

3.5 加强抽油机设备管理

（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，研制特殊抽油泵。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。检泵中下油管时按要求上紧丝扣，防止油管漏影响泵效。防止泵和泄油器等的连接部位漏失等。

要通过强化参数优化、优化技术设备，多措并举降低采油系统能耗、提高抽油泵效，抽油泵效提高了5.9%。按照“长冲程、低冲次、小泵径”原则，采取现场调研、室内分析、制定方案、落实实施的步骤，制定详细的提高抽油泵效技术政策，做到有章可循、有据可依。

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，降低开发成本。

参考文献

[1] 李士红.提高油田机采系统用能效率的措施[J].中外能源，2009.

[2] 姜涛，胡波，張屈，薛飞，毕新忠.抽油井机采系统效率测试分析及应用[J].节能与环保，2009.