彭姿瑞 南明璐 張琨愉 袁田 張櫻士

摘 要：隨著開發(fā)時間的延長，采油井含水不斷上升，結(jié)垢日益嚴(yán)重，由于結(jié)垢原因造成油井檢泵逐年增加，華慶油田自2019年推廣運(yùn)用長柱塞防垢泵以來，油井垢卡頻次上升率有所緩解。本文結(jié)合華慶作業(yè)區(qū)運(yùn)用實(shí)際，簡單評價威馬長柱塞和坤隆長柱塞兩型防垢泵使用效果。

關(guān)鍵詞：長柱塞 結(jié)垢 作業(yè)頻次

1 長柱塞防垢泵防垢原理

常規(guī)整筒泵垢卡原因分析：柱塞長度（約1.2m）小于工作筒長度（約4.5m），受地面抽油機(jī)沖程和管桿柱彈性伸縮等客觀因素限制，柱塞上下往復(fù)運(yùn)動不能充滿整個泵筒，泵筒兩端存在間隙得不到柱塞刮削密封，隨著生產(chǎn)時間的延長結(jié)垢、結(jié)蠟以及贓物附著日益突出。

長柱塞防垢泵防垢機(jī)理：柱塞長度（約4.5m）大于工作筒長度（約1.2m），使得柱塞上下往復(fù)運(yùn)動始終充滿整個工作筒，柱塞與工作筒之間始終保持密封配合。從原理上消除了整筒泵柱塞無法刮削密封整個泵筒，降低了結(jié)垢原因造成檢泵作業(yè)頻次。

1.1 威馬長柱塞防垢泵

1.1.1 威馬長柱塞防垢泵結(jié)構(gòu)原理

該泵采用長柱塞、短泵筒結(jié)構(gòu)，泵筒兩段加工有刮砂機(jī)構(gòu)。上下沖程時，柱塞兩端可進(jìn)入泵筒，使整個柱塞與泵筒經(jīng)過一次配合磨擦作用，泵筒內(nèi)的刮砂環(huán)可對其表面的砂垢進(jìn)行刮拭，防止沉積結(jié)垢造成卡泵。

1.1.2 威馬長柱塞防垢泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①該泵采用長柱塞、短泵筒結(jié)構(gòu)，柱塞與泵筒之間始終保持密封配合，原油中的砂粒不易進(jìn)入泵筒與柱塞的密封間隙，刮垢、防砂效果好，可有效避免泵卡;②在泵筒兩端內(nèi)加工有刮削環(huán)，少量進(jìn)入密封間隙的臟物可在此沉積，避免劃傷配合密封面;③長柱塞結(jié)構(gòu)使上游動閥罩始終不進(jìn)入泵筒，從而不受泵筒尺寸限制，出油阻力小，泵效高、強(qiáng)度大;④該泵結(jié)構(gòu)簡單，作業(yè)方便。泵下可配套防砂、防氣、防蠟、防垢、泄油、防漏失等工具。

1.2 坤隆長柱塞防垢泵

1.2.1 坤隆長柱塞防垢泵結(jié)構(gòu)原理

該泵采用中長柱塞、短泵筒、防垢連接筒配合的特殊結(jié)構(gòu)。上沖程時，柱塞上端出泵筒，下端進(jìn)泵筒;下沖程時，柱塞下端出泵筒，上端進(jìn)泵筒，保持柱塞與泵筒始終配合摩擦，泵筒采用環(huán)空設(shè)計(jì)，刮削脫漏的垢沫、蠟質(zhì)等臟物通過外側(cè)沉砂沉垢通道掉入尾管排出泵筒。該泵外側(cè)沉砂通道充滿后才出液，整個工作過程，外側(cè)沉砂通道和高壓絲堵承受泵壓力。

1.2.2 坤隆長柱塞防垢泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①該泵采用長柱塞短泵筒結(jié)構(gòu)，在工作中，柱塞與泵筒之間始終保持密封配合，原油中的砂粒不易進(jìn)入泵筒與柱塞的密封間隙，刮垢、防砂效果好，可有效避免泵卡;②泵筒設(shè)計(jì)有外側(cè)沉砂沉垢與內(nèi)側(cè)油流2條通道，可實(shí)現(xiàn)外側(cè)通道沉砂;③長柱塞結(jié)構(gòu)使上游動閥罩始終不進(jìn)入泵筒，從而不受泵筒尺寸限制，出油阻力小，泵效高、強(qiáng)度大;④該泵自身設(shè)計(jì)原因自帶泄油器（普通）和篩管，尾管承壓沉砂，泵下不能再配套防砂、防氣、防蠟、泄油等工具。

2 長柱塞防垢泵配套情況

2.1 我區(qū)結(jié)垢現(xiàn)狀

目前我區(qū)嚴(yán)重結(jié)垢井416口，占開井?dāng)?shù)的59.17%，元284區(qū)開井?dāng)?shù)占比70.1%，是治理的重點(diǎn)區(qū)塊（見表1）。

2.2 近三年結(jié)垢原因檢泵作業(yè)情況

結(jié)垢故障可分垢卡、凡爾結(jié)垢和其他三類，隨著油井含水上升，井筒結(jié)垢問題日益凸顯，我區(qū)由于結(jié)垢原因檢泵井次逐年增多。其中垢卡故障占比從2017年60.4%上升至2018年66.3%，是治理的難點(diǎn)。2019年推廣運(yùn)用長柱塞防垢泵，垢卡占比66.3%同2018年基本持平（見表2）。

2.3 我區(qū)2019年配套情況

我區(qū)2019年共計(jì)配套威馬長柱塞防垢泵109臺：其中25-112TH1.2-4.8型（Φ28mm泵）46臺、25-125TH1.2-4.8型（Φ32mm泵）63臺，分區(qū)塊：元284區(qū)84臺、元427區(qū)11臺、慶64區(qū)7臺、元西富縣7臺，分套管規(guī)格：大套井58臺、小套井51臺。配套后至今再沒有發(fā)生垢卡檢泵，有3口井由于凡爾結(jié)垢漏失檢泵，有4口井由于垢沫堵實(shí)泵筒檢泵。2019年共計(jì)配套坤隆長柱塞防垢泵57臺：其中25-112TH1.2-4.5型（Φ28泵）40臺、25-150TH1.2-4.5型（Φ38泵）17臺，分區(qū)塊：元284區(qū)34臺、元427區(qū)4臺、慶64區(qū)12臺、元西富縣7臺。配套后至今再沒有發(fā)生垢卡檢泵，有2口井尾管絲扣漏失檢泵，未出現(xiàn)由于垢沫堵實(shí)泵筒檢泵。長柱塞上游動凡爾始終不進(jìn)入泵筒，上凡爾罩尺寸不受泵筒內(nèi)徑限制，采用分體式凡爾罩，長柱塞防垢泵未出現(xiàn)過活塞上凡爾罩?jǐn)鄼z泵現(xiàn)象（見表3）。

3 長柱塞防垢泵適用性評價

威馬和坤隆長柱塞防垢泵都是長柱塞、短泵筒的結(jié)構(gòu)，使得柱塞上下往復(fù)運(yùn)動始終充滿整個泵筒，有效降低了結(jié)垢原因造成泵卡風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合我區(qū)配套現(xiàn)狀，下井時需考慮井下配套附件、方向性、油氣比及含水等因素。

3.1 長柱塞防垢泵受套管內(nèi)徑限制

威馬長柱塞防垢泵結(jié)構(gòu)相對簡單，該泵泵體最大外徑Φ73.0mm，位于工作筒和加長筒連接部位。坤隆長柱塞防垢泵有沉砂通道結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，該泵泵體最大外徑Φ93.0mm，位于泄油器和篩管連接部位。我區(qū)元284小套井套管內(nèi)徑為φ101.6mm，井口0-500m位置套管結(jié)蠟嚴(yán)重，考慮套管內(nèi)壁結(jié)蠟和內(nèi)徑不確定因素，小套井防垢治理只采用威馬長柱塞防垢泵。

3.2 長柱塞防垢泵選擇性井下附件配套

威馬長柱塞防垢泵下井類似普通整筒泵需要配套卸油器和篩管，下部可配套防砂、防氣、防蠟、防垢、泄油、防漏失等工具。

坤隆長柱塞防垢泵自身帶泄油器和篩管，泄油器和篩管一體化，中間無法配套類似防蠟筒、阻垢器、降粘增油器等過流管狀附件;篩管和絲堵之間可加深沉砂油管但須密閉承壓，倘若再配套井下過濾器、激光割縫管、花管、氣錨等篩管，絲堵不承壓泵漏失，因此隔上采下隔采井無能配套。

3.3 長柱塞防垢泵具有方向性

工作筒位于加長筒上部，下井具有嚴(yán)格的方向性，尤其針對威馬長柱塞防垢泵外觀類似整筒泵，坤隆長柱塞防垢泵下端帶有花管和泄油器方向性明顯。如果威馬長柱塞防垢泵方向下反，柱塞上行程時，柱塞下游動凡爾越過工作筒上段進(jìn)入加長筒，若此時還未達(dá)到上死點(diǎn)功圖則顯示脫筒。2019年我區(qū)出現(xiàn)元298-48配套威馬長柱塞防垢泵完井功圖脫筒，該井自2019年3月27日酸化完井脫筒，碰泵、強(qiáng)抽、校防沖距均無效，威馬泵業(yè)廠家現(xiàn)場指導(dǎo)返工起防垢泵，發(fā)現(xiàn)泵下反。下整筒泵完井正常出液，3天后出現(xiàn)輕微氣體影響功圖。

3.4 長柱塞防垢泵加劇泵筒內(nèi)脫氣

加長筒與柱塞之間的間隙增加了泵筒內(nèi)空間體積，針對高油氣比、低沉沒度三疊系油井，柱塞上行程泵筒進(jìn)液不充分時功圖加載線平滑、不出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，既游動凡爾座封遲緩呈現(xiàn)氣鎖功圖。油井沉沒度越低、含水越低、沖次越大，油氣水混合物脫氣越發(fā)嚴(yán)重，氣體影響功圖越明顯甚至出現(xiàn)氣鎖。目前侏羅系油井未出現(xiàn)此類情況。

典型井--川平53-12該井為元284區(qū)的一口水平井，投產(chǎn)于2012年9月6日，開采層位為C6，目前正常生產(chǎn)日產(chǎn)液1.37m3、日產(chǎn)油0.59t、含水48.5%，2019年11月15日泵卡檢泵，起出活塞垢卡、泵筒內(nèi)有大量垢片，配套坤隆長柱塞防垢泵，完井后第2天間隙出現(xiàn)氣鎖功圖。

典型井--元458-55元427區(qū)的一口定向井，投產(chǎn)于2015年11月3日，開采層位為C9，目前正常生產(chǎn)日產(chǎn)液3.28m3、日產(chǎn)油1.79t、含水36.2%，2019年3月18日井筒凈化+自主酸浸，配套威馬長柱塞防垢泵，完井后第5天間隙出現(xiàn)氣鎖功圖。

典型井--元295-56該井為元284區(qū)的一口定向井，投產(chǎn)于2010年6月18日，開采層位為C6，目前正常生產(chǎn)日產(chǎn)液1.17m3、日產(chǎn)油0.89t、含水9.7%，2019年3月26日油管漏失檢泵，配套威馬長柱塞防垢泵，完井2天后出現(xiàn)氣體影響功圖。

3.5 長柱塞防垢泵垢沫外排差異

①威馬長柱塞防垢泵沒有沉砂沉垢通道，而泵筒兩端的刮削環(huán)空間小、容垢沫能力有限，柱塞刮削工作筒脫離的垢沫，隨油流通道向上排出工作筒進(jìn)入泵上油管，或掉入固定凡爾球和球座，若垢沫外排不暢，日積月累沉積可能造成泵筒上部及油管垢沫堵或者凡爾失靈;②坤隆長柱塞防垢泵設(shè)計(jì)有外側(cè)沉砂沉垢和內(nèi)側(cè)油流2條通道，柱塞刮削工作筒脫離的垢沫，可隨油流通道向上排出工作筒進(jìn)入泵上油管，也可通過外側(cè)通道排出泵筒進(jìn)入尾管。從結(jié)構(gòu)原理和防垢功能上看，坤隆長柱塞防垢泵比威馬長柱塞防垢泵功能更強(qiáng)。從結(jié)構(gòu)原理和防垢功能上看，坤隆長柱塞防垢泵優(yōu)于威馬長柱塞防垢泵，防垢卡治理更全面。

4 結(jié)論與認(rèn)識

①由于威馬和坤隆長柱塞防垢泵加長筒設(shè)計(jì)，若配套高油氣比三疊系油藏油井脫氣嚴(yán)重，可能導(dǎo)致氣鎖;②威馬長柱塞防垢泵方向性比坤隆長柱塞防垢泵難識別，有別于普通整筒泵下井方向性，若泵筒下反柱塞脫筒，嚴(yán)重影響泵效;③由于坤隆長柱塞防垢泵自身外側(cè)通道結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，小套井以及和其他井下附件配套使用推薦采用威馬長柱塞防垢泵;④長柱塞防垢泵有限減緩油井垢卡故障頻次，但威馬長柱塞防垢泵增加了泵筒垢沫堵實(shí)風(fēng)險(xiǎn)，球座及球結(jié)垢需配套防垢器和點(diǎn)滴加藥裝置防治。