城區(qū)抽油機(jī)井舉升方式優(yōu)選與改進(jìn)

摘要：興隆臺(tái)采油廠地處城區(qū)的抽油機(jī)井共有287口，占全廠油井生產(chǎn)總數(shù)的38.7%。目前開井125口，井口日產(chǎn)液1282.3方，日產(chǎn)油431.6噸，占全廠日產(chǎn)液14.1%，日產(chǎn)油的13.6%，主要分布在興隆臺(tái)老區(qū)、馬圈子油田以及興馬古潛山油藏。隨著城市建設(shè)的快速推進(jìn)，以及國民安全環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，抽油機(jī)井生產(chǎn)噪音污染問題已經(jīng)嚴(yán)重限制到相當(dāng)一部分城區(qū)抽油機(jī)井在合理工作制度下正常生產(chǎn)，進(jìn)而影響到油井產(chǎn)能的充分釋放。2017年為降低噪音干擾，我廠城區(qū)井被迫轉(zhuǎn)撈油5口、降沖次5口、關(guān)井4口，占城區(qū)井目前開井井?dāng)?shù)的11.2%。這些生產(chǎn)受限井都不同程度上影響到產(chǎn)能釋放，僅按現(xiàn)有泵效、含水折算，將影響日產(chǎn)液量109.2方，日產(chǎn)油31.4噸。如果可以通過合理改變舉升方式，實(shí)現(xiàn)這部分生產(chǎn)受限井正常工作制度下運(yùn)轉(zhuǎn)，將對提升采油廠油氣產(chǎn)量提供有效增量支持。同時(shí)，也能大幅減少因城區(qū)井生產(chǎn)噪音干擾造成的各種環(huán)保糾紛及賠償，具有降本增效和實(shí)現(xiàn)清潔無害化生產(chǎn)多重意義。

關(guān)鍵詞：噪音;泵效;電泵

1.生產(chǎn)受限的原因

1.1地域受限

由于現(xiàn)有抽油機(jī)受使用年限長、維護(hù)保養(yǎng)不到位、現(xiàn)場使用條件差等因素影響，運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的噪音比較嚴(yán)重，而城區(qū)抽油機(jī)井主要集中在小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、工廠附近，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的噪音大大超過規(guī)定的范圍。

1.2油藏受限

潛山油藏埋藏深，部分井停噴后，液面下降較快，對于供液能力充足的井，現(xiàn)有抽油機(jī)無法實(shí)現(xiàn)大泵深下，如果使用大型抽油機(jī)，致使噪音更大，不能實(shí)現(xiàn)。對于供液能力差的井，現(xiàn)有抽油機(jī)采用小泵深抽，生產(chǎn)過程中存在漏失量大，泵效低，偏磨嚴(yán)重，致使檢泵周期短。

因此需要對適合城區(qū)油井的舉升方式進(jìn)行試驗(yàn)研究，需要變地面驅(qū)動(dòng)為地下驅(qū)動(dòng)，取消地面抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，可根本上解決生產(chǎn)噪音干擾，又可解決下泵深度，偏磨問題，從而提高泵效，延長檢泵周期。

2.技術(shù)研究

2.1寬幅電潛泵舉升技術(shù)

傳統(tǒng)電潛泵采油技術(shù)取消了抽油機(jī)，取代了有桿泵在油井中的應(yīng)用，解決了管桿偏磨問題，并從根本上消除了大型抽油設(shè)備帶來的噪聲大、盤根易漏油、易造成物體打擊等安全環(huán)保問題，但與此同時(shí)，受工作原理的限制，傳統(tǒng)電潛泵在低液量油井中工作易損壞。對于我廠城區(qū)井因噪聲超標(biāo)而導(dǎo)致降產(chǎn)的油井，對于其低產(chǎn)液量、高揚(yáng)程等特點(diǎn)，引用寬幅電潛泵，該泵是一種在井下工作的多級離心泵，用油管下入井內(nèi)，地面電源通過潛油泵專用電纜輸入井下潛油電機(jī)，使電機(jī)帶動(dòng)多級離心泵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，將油液舉升至地面。“寬幅”定義的是排量，指其相對于電潛離心泵具有更寬的、準(zhǔn)許的、可靠的排量運(yùn)用范圍。相比傳統(tǒng)的電潛泵可適用于低產(chǎn)液量、液面深的油井，能夠滿足供液能力較差油井的生產(chǎn)需求，改變了傳統(tǒng)意義上的電泵應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)了電泵采油技術(shù)在小排量時(shí)正常工作的技術(shù)突破。

2.2技術(shù)改進(jìn)

2.2.1解決了葉輪的磨損問題

常規(guī)電潛泵在最佳排量范圍內(nèi)，葉輪在上下兩級導(dǎo)殼的之間，處于懸浮狀態(tài)，可以軸向竄動(dòng)，此時(shí)離心泵的各部分磨損較輕。當(dāng)油井的供液能力不足時(shí)，離心泵葉輪在軸向力的作用下，在兩導(dǎo)殼間所處的位置會(huì)發(fā)生改變，葉輪下沉，下至推墊片與下導(dǎo)殼頂部產(chǎn)生摩擦，造成磨損。

因此在葉輪導(dǎo)殼中加入了碳化鎢制成的軸向、徑向雙向耐磨軸承，具有高效耐磨特性，同時(shí)也減少了擺動(dòng)和振動(dòng)的產(chǎn)生;其次改變?nèi)~輪尺寸，上下兩級葉輪可以做到無間隙對接，上級葉輪受到的軸向壓力可以直接傳到下級葉輪，改變普通葉輪軸向力的承載方式;最后采用分段壓緊式浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，降低組裝難度，承載分段最下級葉輪的軸向力。

2.2.2解決電機(jī)散熱問題

在電機(jī)散熱方面，我們盡可能選用外徑更大的機(jī)組，已提高電機(jī)表面流速;在條件允許的情況下，在電機(jī)表面增加導(dǎo)流裝置，縮小電機(jī)的環(huán)形空間，提高流速，解決電機(jī)運(yùn)行時(shí)的散熱問題。

2.3潛油直線電機(jī)投撈泵舉升技術(shù)

以往我們應(yīng)用的直線電機(jī)往復(fù)泵在檢泵作業(yè)時(shí)管柱需要整體提出，提出管柱包括油管、抽油泵、潛油電機(jī)、電纜。反復(fù)提放管柱會(huì)對電纜及電纜保護(hù)器造成損傷，并且作業(yè)復(fù)雜、成本高。針對我廠城區(qū)小排量、油井管桿偏磨、降噪音、環(huán)保等嚴(yán)重問題引用潛油直線電機(jī)投撈泵。

該泵是通過控制電源的頻率和方向，使往復(fù)式電機(jī)定子產(chǎn)生周期交變的行波磁場，與動(dòng)子的固定磁場相互作用，實(shí)現(xiàn)動(dòng)子的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)抽油泵柱塞工作。柱塞上行時(shí)靠油液推力打開固定凡爾球;上行沖程結(jié)束后柱塞下行，在反力彈簧的作用下，凡爾球沿限位滑道迅速坐封，泵腔開始充液。周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)抽汲。沖次手動(dòng)調(diào)參范圍0.1-8次，更好的保證了低液量油井的正常生產(chǎn)，提高泵效，潛油直線電機(jī)投撈泵采用桿式泵，具有不動(dòng)電機(jī)、管柱，實(shí)施快速檢泵作業(yè)，同時(shí)兼有耐砂卡、防氣鎖功能。

2.4技術(shù)改進(jìn)

2.4.1潛油直線電機(jī)投撈泵采用桿式泵

潛油直線電機(jī)投撈泵采用桿式泵，具有不動(dòng)電機(jī)、管柱，實(shí)施快速檢泵作業(yè)。

2.4.2投撈泵防砂、防垢工藝

柱塞兩端設(shè)有刮砂環(huán)，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)膨脹刮削泵筒內(nèi)壁污圬、油砂，并沿進(jìn)油通道排出。

2.4.3防氣鎖設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)柱塞與固定閥間距<常規(guī)有桿泵，因此，上沖程結(jié)束時(shí)，井液及其所含氣體基本被排空，氣鎖影響小。此外，可在固定閥及游動(dòng)閥均加有強(qiáng)啟閉彈簧。

3.現(xiàn)場應(yīng)用

針對城區(qū)井噪音問題，先后實(shí)施了無桿泵舉升技術(shù)3口井，在取得良好的效果的同時(shí)，對技術(shù)本身也有了新的認(rèn)識(shí)。累計(jì)增油1126.9t，累增氣432067m3。經(jīng)過措施前后噪音值對比，措施后起到了一定的降噪效果。

4.結(jié)束語

4.1升技術(shù)在生產(chǎn)過程中體現(xiàn)出降噪的優(yōu)點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)抽油生產(chǎn)方式。

4.2液能力差油層埋藏深的油井，需配置高揚(yáng)程泵，同時(shí)配置大功率電機(jī)，必要時(shí)用油嘴控制生產(chǎn)，降低電機(jī)自身的溫度。

4.3液能力差、結(jié)蠟嚴(yán)重的油井，需使用配套的電加熱技術(shù)。

4.4舉升技術(shù)在取得良好效果的同時(shí)，也對技術(shù)本身有了新的認(rèn)識(shí)，在解決降噪的基礎(chǔ)上，對偏磨井、供液能力差井針對性的實(shí)施無桿泵舉升技術(shù)。

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作者簡介：

姓名：劉興源，性別：男，出生年月日：1987年3月29日，畢業(yè)日期：2010年7月，畢業(yè)院校：長江大學(xué)，學(xué)位：學(xué)士學(xué)位，工作單位：興隆臺(tái)采油廠工藝研究所。