深井泵防砂防泥漿密封系統(tǒng)裝置的研究與應(yīng)用

李樹軍

摘要：扶余油田是開發(fā)六十多年的老油田，隨著開采時間的延長，油井出砂、出泥漿越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了油井的生產(chǎn)，油井井底出砂、出泥漿或生產(chǎn)管柱結(jié)垢，垢片落入泵內(nèi)會導(dǎo)致深井泵漏失，嚴(yán)重的會造成砂卡、垢卡、泥漿卡等，這些因素的產(chǎn)生都會導(dǎo)致油井停產(chǎn)而上修作業(yè)，甚至造成油井井下事故。針對扶余油田油井出砂、出泥漿現(xiàn)狀與客觀實際問題，研究深井泵防砂防泥漿密封系統(tǒng)裝置，改變了傳統(tǒng)的鋼質(zhì)閥球與閥座的線性密封，泵內(nèi)液體密封由平面橡膠密封和縱向機(jī)械密封的組合密封，該裝置的成功應(yīng)用，改善了開發(fā)效果，為保障扶余油田長期穩(wěn)產(chǎn)和提高采收率提供了有效的技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：深井泵;防砂防泥漿;密封件;生產(chǎn)時率

前言：扶余油田目前屬于中后期開發(fā)階段，油井含水高，注水強(qiáng)度大，同時由于各種化學(xué)措施的實施，造成油層吐砂、結(jié)垢嚴(yán)重，由于傳統(tǒng)井下深井泵密封原理是鋼質(zhì)閥球與閥座的線性密封，如果油井井底出砂、出泥漿或生產(chǎn)管柱結(jié)垢，垢片落入泵內(nèi)都會導(dǎo)致深井泵漏失，嚴(yán)重的會造成砂卡、垢卡、泥漿卡等井下事故的發(fā)生，這些因素的產(chǎn)生都會導(dǎo)致油井停產(chǎn)而上修作業(yè)，甚至造成油井井下事故而大修作業(yè)，嚴(yán)重影響了油井正常生產(chǎn)。

1防砂防泥漿密閉系統(tǒng)的技術(shù)需求

1.1工藝技術(shù)需求

扶余油田油田目前在修井作業(yè)統(tǒng)計中，由于出砂、出泥漿引起的作業(yè)井以3%的速度逐年增加，目前的工藝技術(shù)要求不能滿足現(xiàn)場需求，通過化學(xué)等工藝措施控制油層出砂又對油層產(chǎn)液造成了很大的影響，通過一系列的控制措施效果不理想，主要是傳統(tǒng)的抽油泵采取的密封措施不能滿足現(xiàn)場工藝的要求，在出砂井中容易造成砂卡，出泥漿的井由于泥漿的作用造成泵閥的漏失，給生產(chǎn)造成了一定的困難。

1.2油井維護(hù)成本需求

扶余油田油井?dāng)?shù)量多，每年作業(yè)維護(hù)工作量大，作業(yè)成本高，受當(dāng)前低油價、疫情的雙重考驗下，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營困難，而作業(yè)維護(hù)又是剛需，如何減少作業(yè)井頻次，延長免修期是當(dāng)前非常重要的工作，如何有效控制油井出砂、出泥漿將有效避免修井的作業(yè)維護(hù)工作量，提高油井免修期。

2深井泵防砂防泥漿密封系統(tǒng)工藝

2.1深井泵工藝優(yōu)化設(shè)計

為了克服現(xiàn)有抽油井深井泵的密封系統(tǒng)不能防砂、防泥漿、防卡泵及密封效果差的不足， 根據(jù)現(xiàn)場實際研發(fā)應(yīng)用了一種抽油井深井泵防沙、防卡、防漏失的密封系統(tǒng)裝置，該密封系統(tǒng)裝置不僅能防沙、防卡、防漏失，而且能方便地組裝。這種裝置是由固定密封組件和游動密封組件等部件組成，同時當(dāng)深井泵活塞上行時，游動密封件關(guān)閉并密封，固定密封件打開，液體從固定密封件四周進(jìn)入泵筒內(nèi)，當(dāng)深井泵活塞下行時，游動密封件打開，固定密封件關(guān)閉并密封，泵筒內(nèi)液體從游動密封件四周進(jìn)入活塞腔內(nèi)，活塞腔內(nèi)的液體進(jìn)入油管內(nèi)，周而復(fù)始將油抽至地面。抽油井深井泵的密封系統(tǒng)裝置，能防砂防泥漿和深井泵卡死的密封系統(tǒng)裝置。現(xiàn)場應(yīng)用前景廣闊。

減少抽油井深井泵漏失及卡泵現(xiàn)象的發(fā)生，降低生產(chǎn)油井的修井作業(yè)費用，提高油井生產(chǎn)時率，克服傳統(tǒng)井下深井泵密封系統(tǒng)的缺點和不足。

2.2深井泵防砂防泥漿密封系統(tǒng)裝置組成。

圖1中1.泵頭絲扣壓帽，2.泵體，3.襯套 ，4.活塞出油腔絲扣壓帽，5.T型密封件，6橡膠密封圈 ，7.密封座 ，8.絲扣短接，9.活塞，10.出油腔絲扣短接，11.T型密封件，12.橡膠密封圈 ，13.密封座，14.活塞絲堵，15.泵體接箍，16. 進(jìn)油腔絲扣壓帽，17.T型密封件，18.橡膠密封圈 ，19.密封座，，20. 泵尾接箍。

2.3抽油機(jī)防砂、防泥漿泵安裝順序

在組成圖中，首先將襯套加裝在泵體內(nèi)，然后安裝泵頭絲扣壓帽和泵體接箍，再將密封系統(tǒng)裝置活塞上端游動密封組件安裝在活塞上端，活塞下端安裝密封系統(tǒng)裝置活塞下端游動密封組件，安裝好的活塞放入泵筒內(nèi)，深井泵下端安裝是密封系統(tǒng)裝置的固定密封組件，固定密封組件下端安裝花管，組裝完成。組裝完成的深井泵運往現(xiàn)場，下井投入生產(chǎn)。

經(jīng)過組裝的泵筒在工藝車間進(jìn)行地面試驗中取得了良好的效果，通過地面抽汲不同密度的液體中摻雜的泥沙、泥漿等對泵筒本身基本無影響，試驗取得了預(yù)期的效果，而且在泵筒傾斜的現(xiàn)場效果也非常理想，這為在現(xiàn)場推廣應(yīng)用到水平井或大斜度井提供了理論依據(jù)，在現(xiàn)場試驗中，我們應(yīng)用此項工藝技術(shù)選取易出砂區(qū)塊進(jìn)行試驗取得了良好的效果，應(yīng)用改裝置的生產(chǎn)井，在二次作業(yè)過程中，沒有因為出砂、出泥漿導(dǎo)致的停井發(fā)生，從根本上解決了這一問題，尤其是水平井和大斜度井效果更為明顯。

3應(yīng)用效果

3.1東33-19.1井應(yīng)用效果

東33-19.1油井是開發(fā)了18年的老井，油井地處扶余油田東部城鄉(xiāng)結(jié)合部，進(jìn)三年來該井頻繁上修，上修原因都為砂卡和泵閥漏失，起出泵筒可以看到泥漿充滿泵筒里面還有少量地層砂，初期采取下防砂尾管，由原來的的下一級泵換成下三級泵，使活塞和泵筒的間隙加大，防止砂卡，但效果都不夠理想，通過應(yīng)用深井泵防砂防泥漿密封裝置，該井由原來的的作業(yè)頻率3個月到目前26個月還在正常生產(chǎn)，有效解決了該井頻繁作業(yè)造成的修井成本高，免修期短的難題。

3.2深井泵密封系統(tǒng)裝置的應(yīng)用有益效果是。

（1）解決了深井易漏失和卡泵問題。

（2）延長了油井免修期降低修井費用和噸油成本。

（3）減少了修井作業(yè)對井場及周邊環(huán)境的污染問題。

（4）降低了員工勞動度和操作風(fēng)險。

（5）解決斜井、水平井深井泵游動閥和固定閥漏失問題。

（6）耐使用，成本低，結(jié)構(gòu)簡單。

4結(jié)論及建議

通過在扶余油田應(yīng)用抽油井深井泵的密封系統(tǒng)裝置，有效解決了傳統(tǒng)抽油泵在油井因出砂、出泥漿造成的停井，大大提高了油井免修期，可滿足生產(chǎn)現(xiàn)場因出砂、出泥漿造成的停井，結(jié)合目前油田生產(chǎn)開發(fā)現(xiàn)狀，認(rèn)為下一步應(yīng)推進(jìn)以下幾個方面的工作：

（1）研究不同密封材料下泵筒漏失量和開關(guān)速度。

（2）研究氣大井對泵閥控制的影響，通過技術(shù)手段有效解決的方案。

（3）研究在該裝置中加入彈性材料避免閥球卡死。