小排量螺桿泵洗井器的應用和評價

習文偉（大慶油田有限責任公司第一采油廠）

小排量螺桿泵洗井器的應用和評價

習文偉（大慶油田有限責任公司第一采油廠）

針對小排量螺桿泵泵徑小、洗井時排量小，洗井效果差的現狀，研發了小排量螺桿泵洗井器。通過近三年的反復試驗，掌握了洗井器的操作標準，實踐證明，小排量洗井器不但提高了熱洗的洗井效果，縮短了洗井和含水恢復時間，降低了熱洗的耗電量和耗氣量，而且減少了洗井對產量的影響，具有較好的經濟效益。

小排量螺桿泵 洗井器 熱洗

引言

螺桿泵是目前大慶油田常用的機械采油設備，具有一次性投資少、運轉成本低、節省占地等優點 ， 但 是 轉 排 量 小 于 500 mL/r的 小 排 量 螺 桿 泵 ， 由于泵轉排量小，熱洗時從套管進入的熱水不能及時從泵下抽出，造成熱洗回油溫度低，洗井時間長，熱洗效果較差，同時未被及時抽出的熱水倒灌進地層，洗完井后油井的含水較高，恢復到正常含水的時間較長，影響產油。

目前現場主要是用吊車將轉子提出泵筒熱洗，雖然洗井效果較好，但是不具備推廣條件。主要原因 是 ： 每 口 井 平 均 熱 洗 時 間 5 h， 需 要 關 井 熱 洗 ，影響產量；每口井熱洗需要吊車配合 5 h 左右，增加了設備費用；定子可能因熱水膨脹，轉子不能進入，或者不能完全進入，造成停產；對于轉速高、泵掛深等載荷較大的井，上提轉子卸負荷時，易造成桿脫、光桿斷、驅動輪裂開等問題。為切實提高小排量螺桿泵的熱洗效果，2010 年以來，通過優選、反復試驗，選取了質量可靠的小排量螺桿泵洗井器，實現了熱洗時免提轉子洗井，防止洗井熱水進入油層，熱洗效果較好。

1 小排量螺桿泵洗井器

圖1是安裝了洗井器的螺桿泵管柱圖，自上而下是洗井器、螺桿泵、油管錨、封隔洗井器、篩管、絲堵。

圖1 螺桿泵管柱

圖2中是實物，左邊是洗井開關，右邊是封隔洗井器。

洗井開關是洗井器的核心，當壓力達到設定值時，洗井器內活塞被推開，洗井通道打開。熱洗結束，壓力降低，活塞在上下彈簧作用下回歸原位，關閉洗井通道。封隔洗井器外擴圈是一組硬質膠皮皮碗，洗井時受壓膨脹外擴，密封套管空間，防止洗井熱水通過進入油層。

熱洗時來自計量間的高壓洗井熱水進入套管，由于封隔洗井器的阻擋，熱水迅速充滿其以上套管后壓力上升，當壓力達到洗井開關的設定值時，洗井通道打開，洗井熱水大量進入油管內，實現洗井。熱洗結束時，套管壓力降低，洗井開關在內部彈簧作用下活塞歸位，關閉洗井通道。封隔洗井器受壓降低，皮碗收縮，回歸原位。

圖2 洗井器

洗井器的主要技術指標如下：

◇ 最大鋼體外徑φ117 mm，最小內通徑φ76 mm；

◇ 洗 井 器 打 開 需 要 的 井 口 套 管 壓 力 是 1.8～2.3 MPa；

◇ 洗 井最大排 量 18 m3/h；

◇ 洗井開關長度 1080 mm。

2 現場試驗

為了研究小排量洗井器的應用效果，選取30口不同轉排量的螺桿泵進行試驗，安裝前正常洗井，安裝后到正常熱洗周期時再次洗井，并連續監測各項數據。

2.1 洗井開關打開的標準

判斷洗井開關是否能及時打開是實現洗井的前提條件。5口井在安裝小排量洗井器前后各洗井一次，記錄了洗井前后的油壓、套壓、回油溫度變化情況，例如根據 320-49 井安裝前洗井數據繪制了圖3，安裝后洗井繪制了圖 4。

圖3 安裝洗井器前的井數據

通過圖 3、圖4可以看出，安裝洗井器后套壓先升高，達到洗井器設定值后洗井通道打開壓力逐漸降低，而且洗井的壓力，也就是套壓，低于安裝前的壓力，說明洗井水通過洗井開關的排量大于安裝前洗井通過泵的排量，有助于提高熱洗效果。回油溫度和油壓變化很小。通過反復試驗，將井口套壓變化作為判斷洗井開關的標準，打開洗井通道時 ， 井 口 套 壓 需要達到 1.9～2.6 MPa， 時 間 是 洗 井 水倒 入 套 管 后 1.2 h 左 右 。

圖4 安裝洗井器后的井數據

2.2 洗井效果評價

螺桿泵熱洗效果主要從熱洗排量、電參值、電流、產量四個方面進行分析，統計了30口井數據進行效果評價。

通過表1可以發現，安裝洗井器后洗井時的產量大幅增加，達到 3.9 倍，說明從套管進入油管的熱洗水大幅增加，洗井排量上升，極大地促進了熱洗化蠟、排蠟，提高了洗井效率。

表1 安裝洗井器前后洗井產量

螺桿泵井電參值實際就是電動機的有功功率，直接反映了光桿的扭矩情況，也就反映了井下桿管結蠟造成的扭矩變化情況，相當于抽油機功圖上的載荷數值。為了準確對比電參值變化，洗井前后都測試了電參值，通過表2可以看出安裝洗井器后電參值下降明顯，說明桿管結蠟減少，熱洗清蠟效果較好。

通過表3可以看出，安裝洗井器的井洗井后電流明顯下降，說明井下負荷降低，結蠟減少。

通過表4可以看出，安裝洗井器的井洗井后產液量增加幅度大于未安裝洗井器井，液流通道增加，泵效上升。

3 經濟效益評價

表2 洗井前后電參值

表3 洗井前后電參值

洗井的皮碗阻止了熱洗水進入油層，有助于熱洗后含水及時恢復到正常水平。統計30口井的含水恢復時間，比未安裝洗井器井提前恢復 11 h，并且熱洗時間縮短，減少了洗井影響的油量。小排量螺 桿 泵 日 產 油 按 照 2.5 t計 算 ， 少 影 響 油 量 1.07 t，折算效益 4849 元/次，每口井產出達到 5192 元。螺桿 泵 檢 泵 周 期 按 500 d 計 算 ， 熱 洗 周 期 93 d， 一 個周 期 內 洗 井 5.4 次 ， 產 出 28 036 元。

每次隨作業下入新的洗井器，單次投入費用4032元。投入產出比達 1∶7，具有良好的經濟效益，具備推廣條件。

4 認識

表4 洗井前后產量

通過30口井的數據對比，小排量洗井器能夠滿足熱洗要求，而且洗井效果明顯好于未安裝洗井器井，具備推廣應用條件。

2.3 節能效果評價

安裝小排量洗井器后，洗井排量大幅增加，需要化蠟、排蠟時間減少，整個熱洗過程縮短。小排量 螺 桿 泵 的 平均洗井時間 6.4 h， 應用洗井器后洗井時 間 是 4.6 h， 熱 洗 爐 和 熱 洗 泵 運 轉時間縮短，每口井節省天然氣 252 m3，節電 72 kWh，節省成本 343 元 。

試驗三年以來，30口井的洗井開關能及時打開和關閉，也沒有發現因洗井器質量問題造成檢泵，洗井器質量穩定。

1）小排量洗井器解決了小泵徑螺桿泵洗井排量小的問題，提高了熱洗效果。

2）縮短了洗井時間和含水恢復時間，降低了熱洗的耗電量和耗氣量，減少了洗井對產量的影響。

3）小排量螺桿泵洗井器經濟效益較高，具備推廣應用條件。

4）洗井器可以推廣應用到小泵徑的抽油機井中，加大洗井排量，提高熱洗效率。

[1] 焦佩祿.電參法確定螺桿泵井熱洗周期[J].油氣田地面工程,2007,26(5):29.

[2] 王鴻勛.張琪.采油工藝原理[M].北京:石油工業出版社,1989.

涪陵頁巖氣實現工業化應用

運用頁巖氣生產的纖維產品

源源不斷向外運送化工產品

4月30日，重慶涪陵頁巖氣對四川維尼綸廠單日送氣量 突 破 100 × 104m3， 同 時 ，以頁巖氣為原料生產出的化工化纖產品正源源不斷地運出川維廠，標志著涪陵頁巖氣已經實現本地大規模工業化應用。

胡慶明攝影報道

10.3969/j.issn.2095-1493.2014.006.013

2014-01-09）

習文偉，采油工程師，2003年畢業于西安石油大學 （石油工程專業），2010年畢業于浙江大學 （構造地質專業），碩士，從事 采 油 工 程 技術 研 究 和 管 理工作 ， E-mail： 83205800@qq.com， 地址：黑龍江省大慶市薩爾圖區一廠二礦機關，163257。