目前孤島油田油井的含砂量基本上大于0.3‰，含砂量最高的達(dá)到10‰以上。由于原油的粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地層水的粘度，而在相同的流速下，不同介質(zhì)的攜砂能力與介質(zhì)的粘度呈正比，所以地層油的攜砂能力要大于地層水的攜砂能力。當(dāng)井液進(jìn)入抽油泵后，由于活塞的抽吸作用以及抽油桿與油管的相互運(yùn)動(dòng)，使得地層水與地層油充分混合，大的油滴變成小油滴分散在地層水中，因此地層油中的砂�；旌显诘貙铀�中，由于地層水的攜砂能力差，部分砂粒會(huì)在重力作用下下沉。

　　摘要：本文通過(guò)采取生產(chǎn)過(guò)程分析和現(xiàn)場(chǎng)描述相結(jié)合的辦法，對(duì)孤島油田油井出砂對(duì)抽油泵的機(jī)理，從管柱沉砂、抽油泵結(jié)構(gòu)、油井井況和產(chǎn)出液介質(zhì)四個(gè)方面進(jìn)行分析。針對(duì)存在的問(wèn)題，采取了系列防砂治砂、上提油井泵掛和推廣應(yīng)用新型抽油泵等措施，取得了較好的效果。

　　關(guān)鍵詞：油井出砂,抽油泵失效,機(jī)理分析,治理措施

　　1抽油泵失效原因分析

　　1.1砂粒在管柱內(nèi)的沉降

　　在抽油桿下行時(shí)，靠近油管壁的流速為零，而與抽油桿接觸的流體與抽油桿的下行速度相同。因此井液在油管中運(yùn)移速度從縱向上和徑向上都是變速運(yùn)動(dòng)，砂粒會(huì)在井液低速時(shí)沉降，部分砂粒也會(huì)沿著井壁的低速區(qū)沉降到抽油泵。特別是在油井停產(chǎn)時(shí)，砂�？焖俪两�，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成卡泵和砂埋。

　　1.2抽油泵結(jié)構(gòu)因素

　　普通抽油泵在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有任何擋砂措施，而且柱塞端部有0.5°的錐面，抽油泵在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，使得砂粒直接沉降到柱塞與泵筒間隙中，而且抽油泵柱塞上的防砂槽只具備擋砂和刮砂性能，對(duì)防砂槽沉砂的清除沒(méi)有考慮，在防砂槽存砂后，同樣會(huì)造成活塞襯套磨損。

　　抽油桿通過(guò)游動(dòng)凡爾與活塞連接，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)使得游動(dòng)凡爾罩承載著大小不對(duì)稱(chēng)的變載荷應(yīng)力�，F(xiàn)場(chǎng)抽油泵由于游動(dòng)凡爾罩失效的因素占11%，是游動(dòng)凡爾失效的一個(gè)主要因素。凡爾罩由于受到凡爾和液流通道的限制，凡爾罩的有效橫截面積小于活塞的有效橫截面積，在整個(gè)桿柱上產(chǎn)生應(yīng)力集中。在凡爾開(kāi)啟過(guò)程中，凡爾罩受到連續(xù)間斷的撞擊，而凡爾球的硬度大于未經(jīng)處理的凡爾罩的硬度，連續(xù)的撞擊加速了疲勞破壞。

　　1.3井身結(jié)構(gòu)和地層能量下降加劇了磨損

　　由于抽油泵所處位置徑向偏差增大，使得抽油泵在油井中呈傾斜狀態(tài)，沿著井身軌跡呈一定的角度。這種狀態(tài)使得抽油泵在抽吸過(guò)程中，偏磨現(xiàn)象加重。抽油泵在上行和下行過(guò)程中，分別偏磨抽油泵和柱塞的兩個(gè)側(cè)面。

　　1.4磨損和腐蝕雙重作用，造成抽油泵失效

　　由于抽油泵在井中是呈傾斜狀態(tài)，在上行與下行的瞬間，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，使得雙倍間隙半徑大小的砂粒進(jìn)入泵筒與柱塞之間，從而加大了摩擦系數(shù)和磨損時(shí)間，使得柱塞與泵筒之間的壓力和摩擦力都增加，造成柱塞和泵筒表面磨損。表面被破壞后，由于井液介質(zhì)的強(qiáng)電解性和弱酸性，心部極易被腐蝕和磨損。一般活塞兩端的壓差是7-14Mpa，在高壓差下，含砂液體會(huì)對(duì)柱塞和泵筒產(chǎn)生水力切割，加劇磨損。

　　2治理措施及效果

　　2.1防砂治砂配套技術(shù)的應(yīng)用評(píng)價(jià)

　　2.1.1穩(wěn)定劑、抑砂劑的應(yīng)用

　　在礦場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中，穩(wěn)定劑和抑砂劑主要應(yīng)用于出砂不很?chē)?yán)重，但是由于含砂量較高，造成抽油泵生產(chǎn)周期短的油井。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的620井次穩(wěn)定劑和240井次抑砂劑數(shù)據(jù)對(duì)比分析（表1），取得了較好的效果。

　　2.1.2泵下?lián)跎捌鞯膽?yīng)用

　　為降低采出液的含砂量，在管柱優(yōu)化方面，通過(guò)在抽油泵下加裝泵下?lián)跎捌�，該裝置外邊為保護(hù)外管，內(nèi)有一濾芯，對(duì)進(jìn)泵液體進(jìn)行過(guò)濾。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的15口井進(jìn)行分析，含砂量由應(yīng)用前的0.9416‰降低到0.5207‰。該裝置可以有效的延長(zhǎng)抽油泵的高泵效生產(chǎn)期，而且從二次作業(yè)的2口井現(xiàn)場(chǎng)描述發(fā)現(xiàn)，尾管中有20米的沉砂，說(shuō)明起到了明顯的濾砂作用。例如GD10XN13井（圖1）。

　　2.1.3確定合理的采液強(qiáng)度

　　通過(guò)對(duì)油井采液強(qiáng)度和含砂量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，可以得出該井含砂量與采液強(qiáng)度的變化規(guī)律，從而確定合理的采液強(qiáng)度。例如GD11X3009井（圖2），可以看出含砂量只有在超過(guò)一定的臨界值后，含砂量會(huì)大幅度上升。GD11X3009井的臨界采液強(qiáng)度確定為20t/（d*m），通過(guò)控制該井的產(chǎn)液量，使得該井的含砂量控制在0.25‰以下，有效的控制了油井的含砂量。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于各油井的生產(chǎn)層位，生產(chǎn)時(shí)間以及膠結(jié)類(lèi)型和強(qiáng)度的不同，因此差異較大，而且會(huì)隨著不同的生產(chǎn)時(shí)期，臨界采液強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化。

　　2.2恢復(fù)地層能量，嚴(yán)格控制油井沉沒(méi)度

　　經(jīng)統(tǒng)計(jì)，孤島油田平均動(dòng)液面由90年的531.3米下降到目前的749.8米。油井的平均泵掛由1044.53米下降到1272米。油井泵掛的加深，會(huì)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(duì)柱塞和泵筒液力沖刷也會(huì)增大。

　　在搞清油井供液能力的前提下，降低油井泵掛，可節(jié)約投入，改善抽油泵工況的另一項(xiàng)有效途徑，是嚴(yán)格控制油井沉沒(méi)度。通過(guò)對(duì)油井合理沉沒(méi)度的研究分析表明，含水大于90%，沉沒(méi)度250米，含水小于90%，沉沒(méi)度400米即可滿(mǎn)足油井生產(chǎn)要求。

　　2.3推廣應(yīng)用新型抽油泵，提高抽油泵可靠性

　　為提高抽油泵抗砂能力，推廣應(yīng)用了改進(jìn)泵、防砂卡泵和等徑泵，主要應(yīng)用于由于磨損而造成免修期短的油井。改進(jìn)泵在結(jié)構(gòu)上，將游動(dòng)凡爾移到活塞的下端，可避免凡爾球撞擊凡爾罩。在活塞的兩端加高硬度彈性刮砂裝置，直徑大于泵筒內(nèi)徑，在彈力和液柱壓力的作用下，彈性斜片緊貼在泵筒內(nèi)壁上，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)將砂子被斜片刮下由井液帶走，提高抽油泵的可靠性。

　　通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)10口井對(duì)比分析，平均免修期延長(zhǎng)98天。防砂卡泵有動(dòng)筒式和長(zhǎng)柱塞式兩種，利用環(huán)空沉砂原理，防止砂卡泵，減輕泵的磨損。等徑柱塞泵柱塞外徑相同，且去掉了防砂槽，可在一定程度上，減少砂粒進(jìn)入抽油泵和柱塞的幾率，達(dá)到減緩磨損的目的，而且還可提高油井泵效。通過(guò)對(duì)比79口防砂卡泵，平均免修期由187天延長(zhǎng)到246天。9口等徑柱塞泵免修期延長(zhǎng)了37天，而且具有高泵效期長(zhǎng)的特點(diǎn)。

　　3結(jié)論與認(rèn)識(shí)

　�。�1）油井含砂量和礦化度越高，抽油泵的高泵效期越短，而且泵效下降越快；

　�。�2）有桿泵在生產(chǎn)過(guò)程中，必然會(huì)有部分砂粒沉降到抽油泵上，使抽油泵磨損。通過(guò)一系列防砂工藝，可以降低油井的含砂量，延長(zhǎng)抽油泵的高泵效期；

　　（3）油井井況的復(fù)雜變化，是造成抽油泵失效的重要因素，泵掛越深，抽油泵的工況越差。通過(guò)恢復(fù)地層能量，嚴(yán)格控制油井沉沒(méi)度，可有效改善油井工況；

　�。�4）高含砂、強(qiáng)腐蝕是造成抽油泵短命的重要因素，通過(guò)應(yīng)用新型抽油泵，可提高油井的泵效，延長(zhǎng)油井免修期，降低油井的維護(hù)費(fèi)用。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]辜志宏，張鳳民.出砂油井用抽油泵初始間隙的選擇.石油機(jī)械。2001.29（3）

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