浅析油田井下作业抽油泵现实状况

周恒仓 李海波 贾洪跃 李洪亮

摘要：从地层中开采石油的方法可分为以下几种况：一是自喷开采，利用地层本身的能量来举升原油，称为自喷采油法；二是流体驱动开采，向地层注入流体或蒸汽，使地下原油产生驱动能量，达到开采条件，称为流体驱动采油法；三是机械开采，由于地层本身能量不足，人为地用机械设备给井内液体补充能量，将原油举升到地面，称为人工举升采油法或机械采油法。目前，油田人工举升方式主要有气举采油、有杆泵采油和无杆泵采油。

关键词：检泵、下泵、结构

有杆泵包括抽油机有杆泵和地面驱动螺杆泵。无杆泵包括电动潜油泵、水力柱塞泵、射流泵等。无论采用什么举升采油方式，由于油田开发方案调整、设备故障等原因，都可能需要进行检泵作业。

常用的有杆泵采油方式包括抽油机有杆泵采油方式和地面驱动螺杆泵采油方式。目前抽油机有杆泵采油方式占主导地位，约占人工举升井数的90%。抽油机有杆泵采油是将抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给抽油泵，抽油泵柱塞上下运动带出井内液体的采油方式，主要由抽油机、抽油泵、抽油杆及配套工具等组成。其优点是：由于这种方式发展时间长，技术成熟，工艺配套，设备装置耐用，故障率低，其抽深和排量能适用大多数油井。其缺点是：抽深和排量都不如水力柱塞泵和射流泵，单独排量不如电动潜油泵；对于出砂、高气油比、结蜡或流体中含有腐蚀性物质的井，都会降低容积效率和使用寿命；整个系统的薄弱环节是抽油杆，它在腐蚀环境中承受交变载荷，会产生腐蚀、磨损和疲劳，会使故障率升高。有杆抽油泵是有杆泵抽油系统中的主要设备之一，安装在油管底部，沉没在井内液体之中，通过抽油机、抽油杆传递的动力抽汲井内的液体。有杆抽油泵可分为管式泵、杆式泵和螺杆泵。杆式泵又分为定筒式杆式泵和动筒式杆式泵。定筒式杆式泵分为顶部固定式和底部固定式。对于符合抽油泵标准设计和制造的抽油泵，称为常规抽油泵；对具有专门用途的抽油泵如防气泵、防砂泵、防腐泵、耐磨泵、稠油抗砂泵、稠油强闭泵、稠油注蒸汽转抽一次管柱管式泵、稠油注蒸汽转抽一次管柱杆式泵、稠油环流泵和稠油陶瓷泵等，统称为特殊抽油泵。

地面驱动螺杆泵是一种近几年发展起来的容积式泵，其抽深可达1700m，最高日排液可达250m3，适用于高产浅井。其优点是地面设备体积小，对砂、气不敏感，能适应高气油比出砂井，也适应黏度不高的油井。缺点是泵的寿命短。

管式泵的工作原理：上冲程时，抽油杆柱带动活塞上行，游动阀（排出阀）受自重和油管内液柱压力的作用而关闭，并提升柱塞上部的液体。与此同时，柱塞下面的泵筒空间里的压力降低，当其压力低于套管压力时，该空间的液体将顶开固定阀（吸入阀）而进入抽油泵活塞上冲程所让开的泵筒空间。当柱塞下行时，固定阀靠自重下落而关闭，泵筒内的液体受到压缩，在柱塞继续下行过程中，泵内的压力不断升高，当泵内压力增至超过油管内液柱压力时，将顶开游动阀使泵筒内的液体进入油管内。柱塞在抽油机的带动下，连续做上下往复运动，因而固定阀和游动阀也将交替地关闭与打开，将井内液体源源不断地抽到地面。管式泵的基本技术参数，管式泵有整筒泵和组合泵之分，整筒泵的泵筒是由一个整体的无缝钢管加工而成，组合泵是由泵筒内装有许多节衬套组成。整筒泵有许多优点，制造工艺简单，维修成本低，是国内外抽油泵的发展方向。

管式泵的特点优点：结构简单，成本低，承载能力大，在同等油管尺寸条件下，可安装的泵径比杆式泵大。对于产液量更大的油井，还可通过脱接器安装泵径大于油管内径的管式抽油泵，使泵径大于油管柱直径，达到增大排量的目的，管式泵在我国得到了广泛的应用。

缺点：起泵和下泵都必须通过起下油管来完成，起、下工作量大，油管上、卸次数多，油管螺纹易磨损，容易造成油管漏失。管式泵一般适用于油井产量高、含气量少、含砂量少的油井。定筒式底部固定杆式泵的结构：定筒式底部固定杆式泵的结构由卡簧、密封件、固定阀、游动阀、柱塞、泵筒、柱塞限位套、拉杆和泵座等组成。整个结构分为两个部分。一部分是泵座，泵座内有卡套，上、下有油管螺纹。卡簧和卡套组成固定锁紧装置。泵座连接在管柱上下入井内。另一部分是泵筒总成，泵筒总成连接抽油杆下入井内，使其坐在泵座上，底部锁紧装置（卡簧、卡套）将泵筒固定在油管内的预定位置上。密封件可使泵筒和泵座密封。

定筒式底部固定杆式泵的工作原理：抽油杆带动柱塞上、下运动：当柱塞上行时，游动阀关闭，固定阀打开，液体进入泵筒。柱塞到达冲程上死点时下行，游动阀打开，固定阀关闭，液体排出泵筒进入油管。柱塞往复运动，将液体不断地抽到地面。当需要起出抽油泵时，上提抽油杆，柱塞至柱塞限位套时带动泵筒；拉力超過固定锁紧装置解锁负荷时，锁紧装置解锁，使泵筒和泵座脱开。定筒式底部固定杆式泵的特点：底部固定杆式泵应用比较广，它具有泵筒不会因液柱作用而伸长、只受外压、间隙不会增大的特点，适合在深井中使用，泵筒可绕底部锁紧装置这个支点摆动，在斜井中也可使用。但在其固定支承套和底部锁紧装置（卡簧、卡套）的环形空间处极易沉积砂粒，使起泵作业困难，不宜在含砂井中使用。底部固定又使工作中的泵筒摆动大，加剧了抽油杆、柱塞限位套的磨损，故不宜用作长冲程泵。

杆式抽油泵的特点是：作业时不需要泄油器，泵筒随抽油杆离开泵座时，油管内、外流体连通平衡，对于热采井可以实现下一次管柱完成注汽、下泵作业。注汽时上提抽油杆柱，泵座和泵筒分离，蒸汽从油管内（隔热油管）注入油层。注完蒸汽后下放抽油杆柱使泵筒坐在泵座上，底部锁紧装置锁紧，直接挂抽采油，达到减少作业次数，保持注蒸汽效果的目的。杆式泵的总体特点：优点：检泵方便，不起油管就可以换泵；不用专门的泄油装置，而且比管式泵余隙容积小，有利于泵的充满；在下井过程中，可使泵的所有精密部件不受机械磨损。

缺点：由于工作筒需要下在油管内，所以在同等条件下，能下入井内的杆式泵直径比管式泵小，排量也比管式泵小；内外工作筒之间易沉砂，在油井出砂和结蜡较严重的井中容易卡泵。