抽油泵保護裝置的研制及現場應用

陳剛 孫建勇 崔霞

【摘要】抽油泵保護裝置主要由上接頭、外管、內管、橡膠帽和下接頭等組成。其主要作用是將抽油井生產中、停井或作業時抽油泵上的銹、垢、泥砂等各類雜物都收集到一個容器內，防止其進入泵筒危害抽油泵，從而提高泵效、延長檢泵周期。

【關鍵詞】抽油泵保護裝置；雜物；抽油泵；檢泵周期

一、前言

濱南采油廠采油二礦位于東營和濱州兩市交界處，管理著560口油井和270口水井。隨著油田開發的不斷深入，目前在有桿抽油泵開采石油過程中，生產周期60天至150天的油井約占20%，維護工作量主要來源于這部分油井。有桿抽油泵是石油開采中的精密部件，工作環境惡劣，如油層產出的泥沙，抽油桿偏磨產生的鐵屑，油管、抽油桿因腐蝕產生的水銹、水垢及修井過程中油管、抽油桿帶的泥沙、雜物等，在液柱壓力的作用下進入泵筒，輕者使泵磨損，降低泵效，縮短生產周期；重者使活塞卡泵，抽油桿拉斷，造成油井停產。所以針對這一情況，研制出了“抽油泵保護裝置”。該裝置的應用，有效提高了抽油井的泵效，延長了檢泵周期，取得了好的經濟效益和社會效益。

二、檢泵周期短的原因分析

2013年，濱南采油廠采油二礦油井的檢泵周期縮短為107天，造成維護作業大幅增加，嚴重地影響了抽油井的管理水平和采油礦的開發效果。通過對全礦作業井原因的分類調查顯示，開采環境惡劣是影響抽油泵正常工作的主要因素，其中包括：一）開采時地層產出的泥沙進入泵上油管內； 二）油管、抽油桿會因地層液腐蝕生銹、結垢；三）油管、抽油桿因偏磨產生鐵屑；四）修井過程中油管、桿帶的泥沙等雜物。這些因素會造成抽油泵工作時，雜物落在抽油泵活塞上端，在井內液柱壓力作用下進入活塞與泵筒之間，影響泵的正常工作，出現泵漏、卡泵、抽油桿拉斷等情況，造成油井減產甚至停產從而縮短生產周期。

三、抽油泵保護裝置的提出

為了能較好的解決如上問題，改善油井的生產狀況，提出了研制抽油泵保護裝置。具體方案是由內、外管組成一個環形容器，將抽油井生產中、停井或作業時抽油泵上的銹、垢、泥砂等各類雜物都收集到容器內，防止其進入泵筒危害抽油泵。

四、抽油泵保護裝置的工作原理及結構圖

（一）工作原理：該裝置是采用雙筒環形空間沉積原理，利用內管上的橡膠帽將油井生產過程中或中途停抽時抽油泵上的銹、垢、泥砂等各類雜物收集到一個內外管環行空間內，防止其進入泵筒影響抽油泵正常生產。

（二）結構原理：該裝置主要由上接頭、外管、內管、橡膠帽和下接頭等組成。其結構為一個雙層鋼管，內外管間隙是儲存沉積雜物的空間，內管上端裝有橡膠做成的錐形帽，錐形帽頂端開口為抽油桿通道，上部割縫是活塞和油流通道。油井生產時雜質落在錐形帽上落入由內外管形成的環形空間并儲存。

五、抽油泵保護裝置的試驗驗證

根據結構圖，捕集器加工好后，進行了現場試驗：

通過實驗可以看出，下入捕集器后油井的檢泵周期延長了，但是還有個別油井檢泵周期較短，如濱156井，檢泵周期只有89天。通過對作業起出的抽油泵和捕集器檢查和分析研究，發現主要原因在于捕集器的橡膠帽是用普通橡膠材料制成的，時間長了容易壞，再就是橡膠帽頂端有一個20mm的孔，在作業時少量雜物還可落入泵內，對泵造成危害。針對以上調查分析出的問題，對內管上端的錐形橡膠帽進行了改進，橡膠帽改造前有20mm的孔；改造后全封閉，由下至上厚度越來越薄。

六、抽油泵保護裝置的使用效果

（一）應用情況：該裝置自2013年3月開始在全礦推廣應用，至2015年3月共使用54井次， 減少作業26井次，檢泵周期平均由107天延長至268天，提高了2.5倍。

（二）經濟效益核算：1、一年共實施54口井，單井平均日產油為3.1t/d，減少作業26井次，平均每次作業時間為3d，則累計增產原油為：242t累計增油量*噸油價格=242*（1000-570）=10.4（萬元）；2、減少作業26井次，平均每次作業費用為3萬元，則共節約作業費用78萬元；3、單套裝置費用為0.3萬元，共投資16.2萬元；4、年創經濟效益為：10.4+78-16.2=72.2（萬元）

七、結論

抽油泵保護裝置裝置經應用后說明，達到了設計要求，延長了檢泵周期，提高了泵效，取得了非常好的經濟效益和社會效益。具有以下特點：一）結構簡單，取材方便，推廣性極強。二）錐形橡膠帽使用壽命長，成本低。三）采用雙筒環形空間沉積原理，能有效的收集銹、垢、砂等各類雜物。

參考文獻

[1]機械工程師手冊編寫組.機械工程師手冊.北京：機械工業出版社.2002.01.