石油课堂 | 检泵名词解释及施工原因与作业工序

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油井检泵常用名词

1、检泵

在油井生产过程中,由于地层出砂、结蜡,生产管柱漏、断脱,泵本身工作不正常及其他原因造成油井不出液或产量下降,在不改变原井生产层位的前提下,为适应油井供液、防砂、防气等需要而改变下泵深度、泵型、泵径等换泵作业施工,统称检泵。

2、静液面

抽油井关井停产后,原来的液面要上升,经过一段时间后,液面上升到一定位置并且稳定下来,这时的液面称为静液面。知道静液面的高度和液体密度,就可以折算出井底静压。

3、动液面

抽油井在正常生产时,油管和套管环形空间有一个液面,这个液面在油井生产的不同时期是不断变化的,称为动液面。

4、沉没度

沉没度是指从抽油泵固定阀到油井动液面之间的距离,即泵沉没在动液面以下的深度。沉没度过小,会降低泵的充满系数;沉没度过大,说明泵下深了,会增加抽油机的负荷,造成不必要的能量损耗,所以需要合理确定沉没度。

5、防冲距

抽油杆在工作中,由于受自重、油管内液体和惯性力的作用,要产生一定长度的伸缩。为保证深井泵在工作中柱塞不与固定阀相碰撞,儿将光杆上提一定高度,这段高度就称为防冲距。从理论上讲,在保证不碰泵的前提下,防冲距越小,抽油泵的泵效率越高。

6、泵效

抽油泵的实际排量与理论排量的比值称为泵效,又称为抽油系数。泵效是衡量抽油泵工作情况好坏的一个重要数据。在实际生产中,由于漏失、原油脱气、冲程损失等各种原因的影响,实际排量总比理论排量小。一般情况下,若实际排量不低于理论排量的70%,就可以认为这个泵的工作是良好的。

7、冲次

抽油泵柱塞在工作筒内每分钟往复运动的次数,称为抽油泵的冲数,也称为冲次。

8、冲程

所谓冲程,有两方面的含义:一是指光杆的冲程,即抽油机工作时,光杆在驴头的带动下做上、下往复运动,光杆运动的最高点和最低点之间的距离,称为抽油机冲程;二是指抽油泵柱塞在抽油杆柱的带动下做往复运动,柱塞在上死点和下死点之间的距离,称为柱塞冲程。由于抽油杆杆柱所承受的摩擦阻力和弹性变形等原因,一般情况下,抽油机冲程大于柱塞冲程,他们之间的差称为冲程损失,抽油杆杆柱越长,强度越小,冲程损失越大。当抽油泵泵径固定时,抽油泵的理论排量主要取决于冲程的长短和冲次的多少。

9、气锁

当深井泵内进入气体后,使泵抽不出油的现象称为气锁。气体进入泵筒后,柱塞的运动只能起着压缩气体的作用,气体压缩和膨胀使固定阀打不开,油不能进泵,也抽不出油。

10、砂桥

在油井生产过程中,由于套压较高(经常控制套压生产),油层出细粉砂(颗粒小),套管内壁和生产管柱中间有节流部分等诸多原因,使油层出砂没有逐渐沉降在沉砂口袋内,也没有随油流排出地面,而是滞留在油井某一部位(也包括在生产管柱中间某一位置)并形成砂柱,称为砂桥。砂桥可以使油井停产或造成卡管柱。

11、充满系数

抽油泵柱塞完成一次冲程时泵内进入油的体积和柱塞让出的体积比值称为充满系数。

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检泵原因

油井检泵的原因有很多,归纳起来有三种类型:

一是根据抽油井的生产规律摸索出来的检泵周期,进行周期性检泵施工;二是抽油井突然发生故障而造成的停产,主要是指抽油泵等发生故障而进行的检泵施工;三是为了改变产量而进行的换泵或加深作业。细分起来主要有以下几个方面:

1、油井结蜡检泵

油井结蜡会使游动阀或固定阀被蜡或其他脏物卡住,抽油泵工作失灵,或将油管堵死。为防止结蜡,按照油井的结蜡规律,生产一定时间后就要进行检泵,有时候由于蜡卡、蜡堵造成停产而被迫检泵。目前,各油田为了防止蜡在油管内析出做了大量的预防措施,但是对于一些结蜡严重的井,蜡卡、蜡堵的现象时有发生。

2、泵漏检泵

由于泵的磨损漏失量不断增大,使油井产量下降或达不到正常产量,泵效降低而进行检泵。

3、砂卡、砂堵检泵

为了提高油井产量,各油田经常对一些抽油井采取压裂增产措施,压裂施工后,作为支撑剂的压裂砂,在下泵抽油过程中随着原油流进泵筒,有部分砂沉积在阀处或积满了柱塞砂槽,造成卡泵。对于一些地层砂岩疏松,或因施工过程带入井内的砂粒,都可能造成砂卡泵的现象。这些情况下都需要检泵。

4、抽油杆的断、脱造成检泵

由于抽油杆不停地改变受力方向,加之受井内液体流动的阻力和各种摩擦力的作用,使抽油杆产生松动,造成脱扣而需进行检泵施工;或抽油杆在抽油过程中,不停地受交变应力的作用或因砂卡、蜡卡等原因造成过载而断裂,使深井泵不能工作而需进行检泵施工。

5、当油井动液面或产量突然变化时

为了查明原因,采取恰当措施,需要进行探砂面与冲砂等,会造成检泵施工。

6、根据油田开发方案要求

需改变工作制度换泵或需加深与上提泵挂深度等情况下需要进行检泵施工。

7、提高泵效率或改变泵的参数

为了提高泵效率或改变泵的参数而需进行检泵施工。

8、井下落物或套管出现故障

发生了井下落物或套管出现故障,需要大修作业而进行检泵施工。

9、井斜或产出液黏稠

由于井斜或产出液黏稠,特别是目前有些油田进入三次采油阶段,注聚合物采出井的采出液黏性弹性较大,对柱塞下行阻力较大,使抽油杆在下冲程中发生挠度变形,抽油杆接箍或杆体与油管壁产生摩擦,长期作用将油管磨坏或将接箍、杆本体磨断。这些情况下均需进行检泵施工。

10、其他原因

其他原因:如油管脱扣、泵筒脱扣、下井的泵体出现问题(如衬套乱、泵漏等)、大泵脱接器断脱、油管本体漏、油管螺纹上得不紧且偏扣等情况下也需进行检泵施工。

事实上抽油泵在井下工作受多种因素影响,造成检泵的原因也比较复杂,有时是由于某一种原因造成检泵,有时是几种原因同时发生而造成检泵。

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抽油机井检泵作业施工工序及操作规程

检泵作业施工工序主要有施工准备(拨驴头)、洗井、压井、起抽油杆柱、起管柱(起泵管)、刮蜡、通井、探砂面与冲砂、组配下泵管柱、下泵管柱、下抽油杆以及试抽交井等。

1、拨驴头

拨驴头的操作步骤及技术要求如下:

(1)将抽油机停在接近下死点0.3-0.5m处,刹紧抽油机刹车(抽油机刹车一定要刹牢)。

(2)把方卡子卡在采油树防喷盒以上0.1-0.2m处光杆上。

(3)松开抽油机刹车,启动抽油机,将光杆的方卡子坐在防喷盒上,卸掉抽油机负荷,刹住抽油机刹车。

(4)卸掉悬绳器。

(5)慢慢松开抽油机刹车,启动抽油机,将悬绳器提出光杆端头,注意不要伤害光杆。然后使抽油机游梁处于水平状态,刹死刹车。

(6)操作人员上抽油机必须系好安全带,在抽油机驴头上拴上引绳,操作人员站在支架梯子上砸掉驴头一侧的固定销子。

(7)待操作人员下到地面后,地面引绳人员朝支架梯子相反方向拉动驴头。

(8)驴头拉到位后,把驴头挂牢在抽油机的游梁上。

(9)抽油机曲柄旋转范围内不允许站人。

2、洗井

检泵洗井应把柱塞提出泵筒。下入柱塞进工作筒时应缓慢下入,控制好下放速度,严禁下冲固定阀。

(1)根据油井结蜡情况决定是否进行洗井,洗井时要选择合适的洗井液,防止洗井液对地层的污染。

(2)在光杆上卡好方卡子,将柱塞提出泵筒。

(3)一般新井下泵施工要求正洗井,检泵施工要求反洗井。

(4)一般来说洗井液用量不低于井筒容积的2倍,如用清水,要求水质清洁,水温不低于60℃。

(5)若用清水洗压井,则应大排量洗井,洗井、压井两周以上,将井筒内的原油及脏物清洗干净,出口进排污系统。

(6)对于漏失严重的井,可采用液氮或二氧化碳混汽水洗井。

3、压井

检泵井的油层压力都不太大,除少数井油层压力高于静水柱压力外,一般情况下油层压力都低于或等于静水柱压力。

(1)在检泵作业时,必须要注意保护油层,防止油层污染。

(2)在检泵井压井时,对采用的压井液,必须根据油层压力系数和油层深度计算、选择一定密度的压井液,压井液用量为井筒容积的1.5-2倍。

(3)若用清水洗井、压井,则应洗井、压井两周以上,将井筒内的原油及脏物清洗干净;若用卤水压井,则要求先用清水洗井一周,再用卤水压井。一般检泵井采用反循环压井,热洗后直接替入压井液,要求大排量,中途不得停泵,待出口返出压井液后进行充分循环,并及时测量出口压井液相对密度。当进口、出口压井液密度差小于0.02kg/m³时,关井稳定30min,打开出口若无溢流现象,则说明压井成功。

(4)压井过程中要注意观察井口泵压、进出口排量和压井液密度变化情况,做到压井适度而不致引起井漏、井喷。

4、起抽油杆柱

洗井、压井后,卸掉抽油机驴头负荷,并卸掉悬绳器。拨驴头后,起出井内抽油杆。

(1)对装有脱接器的井,起第一根抽油杆时要缓慢上提,以保证脱接器顺利脱开。对装有泄油器的井,当开泄油器接近泄油器时要缓慢上提,以保证顺利打开泄油器。上提抽油杆杆柱遇阻时,不能盲目硬拔,应查清原因制定措施后再处理。

(2)起抽油杆时各岗位要密切配合,严格遵守操作规程,防止造成抽油杆变形和井下落物事故。

(3)平稳操作起完抽油杆及柱塞。把抽油杆摆放在有四道油管桥架的抽油杆桥上,离地面不得小于0.5m,10根一出头,并摆放整齐,抽油杆悬空端长度不得大于1.0m,抽油杆距地面高度不得小于0.3m,起出的柱塞要放置在不易被磕碰的地方并妥善保管。

5、起泵管

(1)卸掉井口采油树,安装好井口防喷器和自封,防止在起下过程中掉入落物,做到密封井口,防止井喷及污染。对偏心采油树必须将四通拆除,以免将弹子盘刮入井内而造成工程事故。

(2)试提油管头,待大钩载荷正常后方可进行正常起管柱作业。如果井下管柱被卡,最大上提负荷不能超过井架及游动系统的安全载荷,同时应该考虑井内管柱的抗拉强度。绷绳、地锚要有专人看守,出现异常情况,应立即停止试提,以免造成事故。

(3)井下油管装有油管锚时,按照油管锚的使用要求使锚爪脱离套管。井下管柱装有封隔器时,解封封隔器。在起下封隔器等大尺寸工具时,根据相关井控操作规定控制起下速度,防止发生地层压力波动。丢手管柱装有活门时,如果上提管柱一次活门不严,应活动几次再关闭活门。

(4)平稳操作,管柱有上顶显示时应装有加压装置。起管柱做到不碰、不刮、不掉。

(5)起出的井内油管摆放在油管桥上,起出的油管10根一出头,并排放整齐,接箍朝向井口,油管悬空长度不得超过1.5m。单道油管桥只要用5个桥座架起,使用3道油管搭成,距地面高度不得低于0.3m。对油管用热蒸汽清洗干净(清除油管结蜡和脏物)。对起出的深井泵应注意保护,不得摔击,摆放在专用支架上,并与柱塞一起及时送修。油管清洗后,要准确丈量,并做好记录。

(6)压井作业施工中起管柱带出的压井液要回收,防止造成环境污染。

6、进行套管刮削或刮蜡施工

(1)根据套管内径选择合适的套管刮蜡器,要求其直径小于套管内径6-8mm。如果刮蜡器下不去,可适当缩小刮蜡器的外径,通过后再换大直径的刮蜡器。

(2)刮蜡深度应超过油井结蜡深度和设计下泵深度。

(3)刮蜡至设计深度后,要用井筒容积1.5-2倍的热水或溶蜡剂洗井,彻底清除井壁结蜡,循环出井筒内的死油。如用热水洗井,温度不得低于60℃。

7、通井

(1)新井下泵前必须进行通井;检泵井施工要按照设计要求决定是否通井。

(2)通井规的大小要根据实际情况选择。

(3)通井深度要达到设计要求,中途遇阻,应调查清楚,按照有关要求采取打印等措施后,确定原因,再进行下步施工。

8、探砂面与冲砂

对于出砂井检泵,在下泵之前均需下笔尖探砂面、冲砂。

(1)新井下泵、压裂施工后下泵、自喷井转抽下泵都需要探砂面或确定人工井底,如果砂面超过允许高度,就要进行冲砂。检泵施工要按照施工设计要求决定是否探砂面、冲砂和探人工井底。

(2)严禁使用带封隔器的管柱探砂面。

(3)砂面深度以管柱悬重下降10-20KN,连续三次探砂面深度一致为准,其管柱深度即为砂面深度。

(4)实际探人工井底,误差每1000m小于0.3m为合格。

目前部分油田的部分油井在倒出油管挂后,用原井生产管柱进行探砂面、核实人工井底深度。用原井管柱探砂面要有油管记录,起出后应核实井内管柱,防止探砂面不准。

9、组配下泵管柱

根据施工设计要求,计算出抽油管柱各工具间的长度、油管根数及下井深度,画出下泵管柱结构示意图,再按下井先后顺序依次将下井工具连接好。

10、下泵管柱

下泵管柱操作要点:

(1)按设计要求核对深井泵的泵径、类型、检验合格证等,并在下井前检查深井泵的完好性。

(2)对于管式泵,取出柱塞涂抹黄油后,放置在清洁安全、不易被磕碰的指定位置。

(3)下井管柱必须用通管规通管。

(4)下井油管、抽油杆应达到“无裂缝、无弯曲、无孔洞、无偏磨、无泥砂、无油污、清洁、螺纹完好”,在螺纹上均匀涂上密封脂或缠上密封胶带,上满扣且上紧,以免因油管螺纹处泄漏而造成泵效低。然后将泵及下井工具下入井内,完成生产管柱,做到“不掉、不上碰下墩”。

(5)下油管时应平稳,井口要有防掉、防喷措施,防止小件物品落入井内。

(6)在下泵过程中,对每根油管都必须采取螺纹密封措施。上扣时严禁油管偏扣,油管上紧扭矩应符合规定。

(7)对有油管锚的井,应按照操作规程锚定油管。

(8)坐上井口,装齐配件,摆正方向,均匀上紧各部位连接螺钉,确保不渗漏。

(9)完成抽油井生产管柱后,油管试压8MPa,稳压30min,以压降不超过0.5MPa为合格。

11、下抽油杆柱

下完油管后连接油管挂,上紧顶丝,坐好采油树,摆正方向,装齐配件,均匀上紧各部位螺钉,确保不渗漏。

(1)抽油杆螺纹及接触面必须清洗干净。抽油杆上紧扭矩要符合规定,防止上紧扭矩过大,损坏抽油杆螺纹。近年有的作业队用液压钳操作,非常容易损坏抽油杆螺纹,有时候甚至会使抽油杆接箍破裂。

(2)将深井泵柱塞连接在抽油杆上,平稳缓慢下入井内,使柱塞顺利进入泵筒。注意在下抽油杆过程中速度要均匀,下放要平稳,避免遇阻时发生杆柱跳动冲击,在柱塞进入泵筒时一定要放慢下放速度,以防碰伤柱塞。

(3)对装有脱接器的井,应对接口好脱接器,对接后提油杆不能超高,防止脱接器脱开。对装有井下开关的井,应按照使用要求正确打开井下开关。

(4)柱塞坐进泵筒后,光杆伸入顶丝法兰以下长度不小于防冲距与最大冲程长度之和,光杆在防喷盒平面以上长度应在1.2-1.5m之间。

(5)安装光杆并调防冲距。

①调防冲距的要求。

安装光杆,然后按每100m泵挂深度调防冲距50-100mm的原则调好防冲距,做到“上不挂、下不碰”。但要注意,在保证柱塞不撞击固定阀的前提下,防冲距越小越好。

a、抽油杆在工作中,由于受自重、油管内液体和惯性力的作用,要产生一定长度的伸缩。为保证深井泵在工作中柱塞不与固定阀相碰撞,而要将光杆上提一定高度,这段高度称为防冲距。

b、安装光杆应注意两个问题:一是光杆的方入,二是光杆的方余。光杆方入要大于深井泵的最大冲程,若方入短,光杆在上行时上挂井口,会使防喷盒损坏。光杆方余姚保证在调好防冲距后,驴头在下死点时,井口防喷盒以上裸露1.5m左右。若光杆方余过短,在检泵后不能进行碰泵操作。除上述外,还要求光杆保持垂直、无弯曲、无伤痕并与密封填料盒密封良好。

c、卡方卡子时,方卡子牙一定要朝上,卡反了会造成砸泵事故。

d、方卡子以下的光杆与毛辫子之间部位不许用手抓,严防卡、碰手指。

e、用提升设备下放柱塞碰泵底时,速度要缓慢,严禁猛放。

②用通井机调防冲距的操作步骤。

a、防冲距高度的确定:一般原则是每100m泵挂深度调防冲距为50-100mm。现场施工经验是:泵挂深度为500m,防冲距约为300mm;泵挂深度为600-800m,防冲距约为500mm;泵挂深度为800-1000m,防冲距约为700mm。

b、用通井机缓慢下放光杆,使深井泵柱塞与深井泵固定阀接触,接触时拉力表稍有显示,即可在与防喷盒平齐位置的光杆上打上记号。

c、将光杆缓慢上提到确定的防冲距高度,在防喷盒上卡好方卡子。

d、利用提升设备缓慢试抽一个行程,若试抽合格,则下放光杆,使方卡子坐在防喷盒上。

e、取下与游动滑车相连的钢丝绳套及抽油杆吊卡,卸掉上部方卡子。

f、启动抽油机以不刮、不碰为合适。

12、试抽交井

(1)做好收尾工作,装好密封填料盒,拨正驴头,挂好毛辫子,拧紧井口各部位螺钉,收拾工具、用具,擦净采油树和抽油机上的油污,平整地面,倒好流程,启动抽油机。

(2)试抽憋压3.0MPa以上,稳压15min,以压降小于0.3MPa为合格。若憋压不合格,应认真查找原因,待试压合格,倒好流程,观察正常后方可交井。

(3)与采油队(作业区)进行交井,双方在交接书上签字,完成交井。

13、检泵施工质量要求及相关安全、环保注意事项

(1)抽油杆、油管的规格和型号应符合设计要求。泵径、泵深等数据要符合设计要求(一般要求工具、管柱完成深度误差以小于5m为合格)。

(2)产量达到规定要求,检泵后的产量不能低于检泵前的产量。

(3)不发生抽油杆断脱故障。

(4)深井泵工作正常。

(5)检泵施工后,井口配件齐全,井口不刺不漏,工完、料净、场地清,无污染。

(6)检泵施工要达到“清洁、密封、准确、及时、精良”十字作业要求。

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