抽油泵柱塞垢卡原因分析及治理

抽油泵柱塞垢卡原因分析及治理

摘要：本课题对造成我厂油井抽油泵柱塞垢卡的原因进行了分析，对防垢卡抽油泵的工作原理、技术参数等做了详细介绍，完成了方4-26、方4-16、韦6-8、韦2-1、韦2-64井的现场试验工作。通过项目的研究与实施，取得了成果。

关键词：垢卡；偏磨原因；防垢卡

1.抽油泵垢卡原因分析

随着油田进入中高含水开发阶段，油井结垢偏磨现象严重，2013年我厂检泵作业累计发现有黄88-36、黄88-2、黄88-17、韦2-62A、韦2-60、韦2-1等21井次抽油井柱塞被垢屑卡死在泵筒中，检泵作业时倒扣提抽杆增加作业成本，延长作业占井周期，严重影响油井的正常生产。

通过分析发现，我厂油区作业井抽油泵柱塞垢卡，主要是油管内壁及抽杆本体上形成的垢由于生产过程中管杆之间的磨擦，使得部分垢以颗粒悬浮在油管内，油井正常生产时，这部分垢屑会随产出液带出油井，但在抽油机工作发生异常停抽后，这部分悬浮的细微颗粒垢屑就会沉降下来，堆积在柱塞拉杆与泵筒之间的环空中，柱塞很容易被这部分垢屑卡死，造成油井检泵。

1.1垢形成的原因

通过取样化验分析，我厂辖区内油井结垢主要为碳酸盐垢和铁垢。

1.1.1 碳酸盐垢的形成

经取样化验分析，碳酸盐垢主要为碳酸钙。碳酸钙是由Ca2+和CO32-和HCO3-结合而生成的，其形成反应机理为：

Ca2++ CO32- → CaCO3↓；

Ca2++HCO3- → CaCO3 ↓ +H2O+CO2 ↑

碳酸盐垢是油田生产过程中常见的一种沉积物，通常产生于压力降低温度升高部位，因此在压力发生急剧或明显变化的油井近井地带、井筒中易形成碳酸盐垢。

1.1.2 铁垢的形成

1.1.

2.1二氧化碳的腐蚀

地下水中含有大量溶解的二氧化碳。当这些二氧化碳变成游离态的二氧化

碳，就会和铁作用发生腐蚀。

1.1.

2.2硫化氢的腐蚀

油田水中往往含有硫化氢，干燥的硫化氢与二氧化碳一样不具有腐蚀性，但是溶于水的硫化氢就具有腐蚀性了。

1.2油管抽杆偏磨的原因

抽油机井杆、管偏磨的主要原因有：

1.2.1抽油杆下行时受到向上的阻力，当这个阻力达到一定值时，杆管就会失稳，下部产生螺旋弯曲，从而引起杆管偏磨。

1.2.2井眼轨迹的影响。井眼轨迹的形状是造成杆管偏磨的最初因素，也是当前不可避免的因素。随着侧钻井、定向井等不断增加，井身轨迹逐渐复杂化，从而造成管、杆偏磨加剧。

1.3常用抽油泵的结构

为满足油田深抽工艺中不断加深泵深度，改善泵筒受力情况，现在我厂主要是使用悬挂抽油泵，其结构有以下几部分：外管、泵筒、游动阀、柱塞、固定阀等。

因其泵筒上部通过转换接头与外管相连，再接油管，当油管内悬浮的垢屑发生沉降时，垢屑就会直接堆积在柱塞拉杆与泵筒之间的环空中，使得柱塞很容易被垢屑卡死，影响油井的正常生产。

2.防垢卡抽油泵的研制

2.1防垢卡抽油泵的结构及工作原理

为了减少抽油泵柱塞垢卡的几率，研制了防垢卡抽油泵。其结构如下：由外管、泵筒、游动阀、柱塞、固定阀等几部分组成。其相对普通悬挂抽油泵主要有以下几个方面的改进：

2.1.1泵筒连接方式有所改变，由上部固定连接改为通过转换接头与外管底部连接，使得泵筒与外管之间的环空得以释放，给垢屑沉降空间。

2.1.2柱塞加长，将原来长1200mm的柱塞加长至4800mm，这样柱塞在任何状态下均长出泵筒，垢屑很难沉降到泵筒中。

2.1.3泵筒密封段缩短，并去掉柱塞上凡尔球，这样可减少柱塞下行阻力，减轻管杆之间的偏磨，减少油管内垢屑的数量。

防垢卡抽油泵工作原理为：泵筒通过转换接头连接在外管底部，这样使得泵筒与外管之间的环空得以释放，柱塞的加长，使得柱塞顶端一直外露在泵筒外，这样油管内悬浮的垢屑沉降后将会落入泵筒与外管之间的环空中，而不会落到泵筒中，大大减少柱塞被垢屑卡死的几率，延长油井的免修期。

3.防垢卡抽油泵现场应用

2014年8-11月防垢卡抽油泵分别在方4-26、方4-16、韦6-8、韦2-1、韦2-64井进行现场应用，截止目前各油井均生产正常。鉴于使用效果，黄珏作业区建议加大防垢卡抽油泵的推广应用力度，目前，又加工5台防垢卡抽油泵，正待下井使用。

4.认识及建议

4.1防垢卡抽油泵能满足油井正常生产的需要。

4.2防垢卡抽油泵泵筒采用倒置悬挂方式与外管连接以及柱塞的加长，能减少抽油泵柱塞被垢屑卡死的几率。

4.3对于结垢油井，采油队应做好日常管理工作，做好单井垢屑沉降规律的摸索，努力找出结垢油井最长停机时间。对于预计停井时间会过长的油井，应提前安排热油车洗井，及时将井筒中的垢屑颗粒带出，减少抽油泵柱塞垢卡的发生几率。

参考文献：

[1]刘立涛.等.抽油杆和油管偏磨腐蚀的研究进展《河南石油》，2006第2期.

[2]曹广超.等.抽油泵故障要因分析及对策《化学工程与装备》，2011第5期.