|
國內油田大部分已進入了高含水開發期,常規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環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，嚴重影響油田開發綜合經濟效益的提高。每個油田導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、注入物構成、礦化度、井底溫度、出液的腐蝕程度、井身結構及柱塞抽油泵自身的結構、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。由于不同介質的攜砂能力是與介質的黏度成正比的，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致柱塞表面和泵筒內表面的劃傷，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生水力切割，加劇磨損。
柱塞和泵筒的結垢如果注入水未經處理循環使用，加上目前有些油田純注水已經不能滿足采收率的提高而改用注聚合物等，使得井下產出液成分變得越來越復雜，礦化度越來越高，在柱塞和泵筒上結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。有些區域普通的柱塞抽油泵撿泵周期由于結垢從300天縮短為30天。
抽油泵的結構普通抽油泵在結構上無任何擋砂刮垢措施，而且柱塞端部有一個錐面,抽油泵在往復運動過程中，使得砂粒直接沉降到柱塞與泵筒間隙內，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。
柱塞和泵筒的表面處理和材料選擇調查表明，抽油泵柱塞和泵筒表面處理工藝和材料的選擇會顯著改變抽油泵的使用壽命。柱塞和泵筒是一對摩擦副，有研究表明，柱塞和泵筒表面材料與砂粒之間的摩擦系數大小還會影響砂粒是否會卡在柱塞和泵筒間隙中。
凡爾座凡爾罩凡爾球的磨損腐蝕抽油桿通過游動閥與活塞連接，活塞往復運動使得游動閥罩承載著大小不對稱的變載荷應力，在閥開啟閉合過程中，連續的撞擊導致了閥內壁的磨損和疲勞破壞。凡爾罩作為井液的出口,由于改變了液流的方向,受到液流的沖刷和腐蝕,最終造成斷裂失效。凡爾座由于長期受到液流和固體物的沖蝕，也會導致密封面失效。
柱塞和泵筒的間隙柱塞與泵筒的配合屬于往復運動的間隙配合。泵筒與柱塞的相對運動依靠配合面之間的微小間隙起密封作用,同時,這種微小間隙確保柱塞與泵筒之間始終有一定的液體漏失,起潤滑和冷卻作用。對一定的井況而言,泵隙是抽油泵重要的技術參數,泵隙的大小直接影響著抽油泵效率的高低,影響檢泵周期。
井下管串偏磨與腐蝕由于各種因素導致油管、抽油桿、扶正器、抽油桿接箍等磨損和腐蝕，如果磨損和腐蝕產物如鐵渣、油管涂層剝落物等沉積在泵上，造成卡泵和凡爾不密封后的漏失。
泵掛深度油井泵掛的加深,會使得抽油泵承受的載荷增大,從而使得柱塞與泵筒之間的壓力和摩擦力增大,井液對柱塞和泵筒液力沖刷也會增大，加上上述其它因素的作用，泵的失效會加快。
井身結構由于泵筒長約4-9米左右，如果掛泵段井身不是垂直，如水平井，斜井或狗腿處等，則泵筒可能變形或柱塞和泵筒局部接觸，也會加大柱塞和泵筒之間局部的磨損和腐蝕。
井下溫度和壓力井下溫度有間接影響，如影響柱塞和泵筒腐蝕速度，影響結垢的快慢，甚至影響泵筒變形難易等。
由上述可見，柱塞式抽油泵失效原因很多，應根據具體井況找出主要原因并采取相應的措施。
|
