| 從地層中開(kāi)采石油的方法可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是利用地層本身的能量來(lái)舉升原油，稱(chēng)為自噴采油法；另一類(lèi)是由于地層本身能量不足，必須人為地用機械設備給井內液體補充能量，才能將原油舉升到地面，稱(chēng)為人工舉升采油法或機械采油法。目前，油田人工舉升方式主要有氣舉、有桿泵采油和無(wú)桿泵采油。 有桿泵采油包括抽油機有桿泵和地面驅動(dòng)螺桿泵。無(wú)桿泵采油包括電動(dòng)潛油泵、水力活塞泵、射流泵等。無(wú)論采用什么舉升采油方式，由于油田開(kāi)發(fā)方案調整、設備故障等原因，需要進(jìn)行檢（換）泵作業(yè)。本章著(zhù)重介紹抽油機有桿泵（簡(jiǎn)稱(chēng)抽油泵）、地面驅動(dòng)螺桿泵（簡(jiǎn)稱(chēng)螺桿泵）、電動(dòng)潛油泵（簡(jiǎn)稱(chēng)電潛泵）、水力活塞泵的作業(yè)方法。 第一節 檢（換）抽油泵 抽油機有桿泵采油是將抽油機懸點(diǎn)的往復運動(dòng)通過(guò)抽油桿傳遞給抽油泵，抽油泵活塞上下運動(dòng)帶出井內液體的采油方式，是目前各油田應用最廣泛的一種人工舉升采油方式，約占人工舉升井數的90%左右。它主要由抽油機、抽油泵、抽油桿及配套工具所組成。 一、抽油泵 1、抽油泵結構及分類(lèi) 抽油泵是有桿泵機械采油的關(guān)鍵井下設備。按結構可分為管式泵和桿式泵兩種。 1）管式泵 管式泵按結構可分為組合抽油泵和整筒抽油泵。 組合抽油泵：由外工作筒和鑲在外工作筒里的襯套、柱塞（柱塞內有上、下游動(dòng)凡爾）和固定凡爾組成。組合抽油泵結構如圖5-1（a）所示。 整筒抽油泵：由泵筒、柱塞（柱塞內有上、下游動(dòng)凡爾）和固定凡爾組成。它與組合抽油泵比具有以下優(yōu)點(diǎn)：結構簡(jiǎn)單，重量輕，沒(méi)有襯套，在運輸和下井過(guò)程中無(wú)襯套錯位現象發(fā)生，泵筒長(cháng)度可以做的更長(cháng)，可做成適應長(cháng)沖程抽油泵。整筒抽油泵結構如圖5-1（b）所示 為了管式泵能適應正、反循環(huán)洗井和不裝泄油閥的作用，可裝可撈式固定凡爾。 2）桿式泵 桿式泵是整個(gè)泵在地面組裝好后接在抽油桿柱的下端，整體通過(guò)油管下入由預先安裝在油管預定位置上的帶卡簧的工作筒內。普通桿式泵的結構如圖5-1（c）所示。其特點(diǎn)是：檢泵不需起出油管，檢泵方便；結構復雜，制造成本高；在相同油管直徑下允許下入的泵徑比管式泵小，故排量較小。因此，桿式泵適用于下泵深度較大，但產(chǎn)量較低的井。 由于井液性質(zhì)的復雜性，對泵往往有特殊要求，因此，從用途上又可將抽油泵分為常規泵和特種泵。特種泵主要有防砂泵、防氣泵、抽稠泵、分抽混出泵和雙作用泵以及各種組合泵等。 2、抽油泵的基本參數 1）我國常規抽油泵的基本參數見(jiàn)表5-1。 表5-1 抽油泵基本參數 基本形式 泵的直徑，mm 柱塞長(cháng)度系列 m 加長(cháng)短節長(cháng)度 m 聯(lián)接油管外徑 mm 柱塞沖程長(cháng)度范圍 m 理論排量m3/d 聯(lián)接抽油桿螺紋直徑 mm 公稱(chēng) 直徑 基本 直徑 桿式泵 32 31.8 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 0.3 0.6 0.9 48.3,60.3 1.2～6.0 14～69 23.813 38 38.1 60.3,73.0 1.2～6.0 20～112 26.988 44 44.5 73.0 1.2～6.0 27～138 26.988 51 50.8 73.0 1.2～6.0 35～173 26.988 57 57.2 88.9 1.2～6.0 44～220 26.988 63 63.5 88.9 1.2～6.0 54～259 30.163 管式泵 整體泵筒 32 31.8 0.6 0.9 1.2 1.5 0.3 0.6 0.9 60.3,73.0 0.6～6.0 7～69 23.813 38 38.1 60.3,73.0 0.6～6.0 10～112 26.988 44 44.5 60.3,73.0 0.6～6.0 14～138 26.988 45.2 57 57.2 73.0 0.6～6.0 22～220 26.988 70 69.9 88.9 0.6～6.0 33～328 30.163 83 83 101.6 1.2～6.0 93～467 30.163 95 95 114.3 1.2～6.0 122～613 34.925 組合泵筒 32 32 60.3,73.0 0.6～6.0 7～69 23.813 38 38 60.3,73.0 0.6～6.0 10～128 26.988 44 44 73.0 0.6～6.0 13～138 26.988 56 56 73.0 0.6～6.0 21～220 26.988 70 70 88.9 0.6～6.0 33～328 30.163 2）抽油泵泵筒與金屬柱塞的配合間隙 整筒抽油泵泵筒與金屬柱塞的配合間隙見(jiàn)表5-2（a）。組合抽油泵襯套與金屬柱塞的配合間隙見(jiàn)表5-2（b）。 表5-2 （b） 組合抽油泵襯套與金屬柱塞的配合間隙 間隙代號 1 2 3 襯套與金屬柱塞配合間隙范圍 mm 0.02～0.07 >0.07～0.12 >0.12～0.17 注:按間隙代號稱(chēng)呼泵時(shí),應稱(chēng)做“某號間隙泵” 4、抽油泵的工作原理 泵的活塞上、下運動(dòng)一次稱(chēng)為一個(gè)沖程，可分為上沖程和下沖程。此外，沖程還是描述抽油泵的工作參數，即指懸點(diǎn)（或活塞）在上、下死點(diǎn)間的位移，稱(chēng)為光桿沖程，用s（或Sp）來(lái)表示。每分鐘內完成上、下沖程的次數稱(chēng)為沖次，用n來(lái)表示。 1) 上沖程 抽油桿柱帶動(dòng)活塞向上運動(dòng)，如圖5-2（a）所示?；钊系挠蝿?dòng)閥受管內液柱壓力作用而關(guān)閉，泵內壓力（柱塞下面的）隨之降低，固定閥在環(huán)形空間液柱壓力（沉沒(méi)壓力）與泵內壓力構成的壓差作用下而被打開(kāi)，如果油管內已充滿(mǎn)液體，在井口將排出相當于柱塞沖程長(cháng)度的一段液體。所以，上沖程是泵內吸入液體，井口排出液體的過(guò)程。造成泵吸入的條件是泵內壓 力（吸入壓力）低于沉沒(méi)壓力。 2）下沖程 抽油桿柱帶動(dòng)活塞向下運動(dòng)，如圖5-2（b）所示。固定閥一開(kāi)始就關(guān)閉，泵內壓力逐漸升高，當泵內壓力升高到大于活塞以上液柱壓力和游動(dòng)閥重力時(shí)，游動(dòng)閥被頂開(kāi)，活塞下部的液體通過(guò)游動(dòng)閥進(jìn)入活塞上部，使泵排出液體。由于相當于沖程長(cháng)度的一段光桿從井外進(jìn)入油管。所以將排擠出相當于這段光桿體積的液體。所以，下沖程是泵向油管內排液的過(guò)程。造成泵排出液體的條件是泵內壓力（排出壓力）高于柱塞以上的液柱壓力。 二、抽油桿 抽油桿是將抽油機的動(dòng)力和運動(dòng)傳遞給抽油泵進(jìn)行抽汲的部件?？煞譃椋汗鈼U、抽油桿（含加重桿）及接箍幾部分。 1、光桿 光桿是抽油桿上部一根特殊的抽油桿，主要用于連接驢頭毛辮子與井下抽油桿，由井口盤(pán)根盒密 封，并將地面往復動(dòng)力傳遞給井下抽油桿。 光桿分為普通型和一端鐓粗型兩種。 普通型光桿兩端均為相同的抽油桿螺紋，桿體直徑大于兩端螺紋最大外徑，其優(yōu)點(diǎn)是兩端可以互換，當一端磨損嚴重時(shí)，可掉頭繼續使用。結構如圖5-3所示，基本尺寸見(jiàn)表5-3。 一端鐓粗型光桿是光桿的一端鐓粗并加工出抽油桿螺紋，另一端不鐓粗并加工成普通螺紋，其特點(diǎn)是鐓粗端螺紋連接性能好，但兩端不能互換。結構如圖5-4所示，基本尺寸見(jiàn)表5-4。 圖5-3普通型抽油光桿 圖5-4一端鐓粗型抽油光桿 表5-3 普通型抽油光桿的規格和基本尺寸（mm） 光桿規格代號 光桿直徑d 螺紋公稱(chēng)直徑d。 極限偏差D 0 -0.33 極限偏L +2.82 0 極限偏差L1 +1.55 0 極限偏L ±50 匹配的抽油桿規格 基本尺寸 極限偏差 GG25 25 0 -0.28 23.813 23.78 14.6 28.6 3500 4500 6000 CYG16 GG28 28 0 -0.28 26.988 26.95 21.0 34.9 CYG19 GG32 32 0 -0.34 30.163 30.13 21.0 34.9 5000 6000 8000 CYG22 GG38 38 0 -0.34 34.925 34.89 30.5 44.5 CYG25 表5-4 一端鐓粗型抽油光桿的規格和基本尺寸(mm) 鐓粗光桿規格代號 光桿直徑d 鐓粗端螺紋公稱(chēng)直徑 d0 未鐓粗端螺紋 公稱(chēng)直徑 d1 極限 偏差D ±0.38 極限 偏差ι +1.58 0 極限 偏差L1 +0.79 0 極限偏差L ±50 匹配的抽油桿規格 基本尺寸 極限偏差 GGD25 25 0 -0.28 23.813 23.8 31.8 31.8 13.1 4500 6000 CYG16 GGD28 28 0 -0.28 26.988 27.0 38.1 36.5 15.1 CYG19 GGD32 32 0 -0.34 30.163 30.2 41.3 41.3 17.1 6000 8000 CYG22 GGD38 38 0 -0.34 34.925 34.9 50.8 47.6 20.2 CYG25 GGD38 38 0 -0.34 39.688 39.7 57.2 54.0 22.2 CYG28 光桿與抽油桿一樣，按照不同的強度和使用條件分為C級、D級和K級3個(gè)等級。技術(shù)要求包括：桿體表面不允許有深度大于0.1mm的橫向缺陷及深度大于0.15mm的縱向缺陷；C級和K級光桿的熱處理硬度為HRC16~22，D級光桿為HRC22~28；桿體上任意305mm長(cháng)度內的直線(xiàn)度偏差不得大于1.27mm，光桿端部450mm長(cháng)度內的直線(xiàn)度偏差不得大于2.5mm；螺紋精度達到h6，粗糙度Ra小于3.2μm;螺紋軸線(xiàn)與推承面垂直度偏差不得大于0.04mm。 2、抽油桿 抽油桿是兩端加粗并車(chē)制螺紋的實(shí)心或空心桿。用于連接光桿與抽油泵，并將地面動(dòng)力傳遞給抽油泵。抽油桿按材質(zhì)分為鋼質(zhì)抽油桿、增強塑料抽油桿、玻璃纖維抽油桿，按結構分為實(shí)心抽油桿和空心抽油桿，按強度分為普通抽油桿和超高強度抽油桿，本節主要介紹鋼質(zhì)普通抽油桿。 常規鋼抽油桿制造工藝簡(jiǎn)單、成本低、直徑小、使用范圍廣，約占有桿泵抽油井的90%以上。常規鋼抽油桿規格及結構尺寸如圖5-5和表5-5所示 常規鋼抽油桿單位長(cháng)度的質(zhì)量及常用的在流體中的質(zhì)量如表5-6所示。 圖5-5 常規鋼抽油桿結構圖 表5-5常規鋼抽油桿規格尺寸及公差（mm） 規格 桿體直徑和公差D +0.25 -0.36 螺紋 公稱(chēng)直徑 d in 推承面臺肩外徑Df +0.13 -0.25 扳手方頸寬度 Ws ±0.80 凸圓直徑 Du +0.13 -4.76 抽油桿 長(cháng)度L ±50 AR ±3.17 CR +1.60 -0.40 CYG13 13 3/4 25.4 15.9 22.2 7620 8000 38.1 3.17 CYG16 16 15/16 31.8 22.2 31.0 47.6 3.17 CYG19 19 1 1/16 38.1 25.4 35.7 57.1 3.17 CYG22 22 1 3/16 41.3 25.4 38.1 66.7 4.76 CYG25 25 1 3/8 50.8 33.3 48.4 76.2 4.76 CYG29 29 1 9/16 57.2 38.1 55.6 85.7 4.76 為了防止抽油桿脫扣，在抽油桿螺紋上緊時(shí)應按圓周位移推薦值上夠扭距。即當人手擰緊使臺肩面之間靠緊時(shí)在接箍和接頭臺肩外圓劃一垂線(xiàn)，然后用扳手上緊，使其圓周位移符合表5-6的要求。 表5-6 抽油桿緊扣圓周位移推薦值（mm） 抽油桿規格 新D級抽油桿圓周位移 新C、K級和舊D級抽油桿圓周位移 最小值 最大值 最小值 最大值 CYG13 4.76 6.35 3.18 4.76 CYG16 6.35 7.14 4.76 6.35 CYG19 7.14 8.73 5.56 6.75 CYG22 8.73 9.53 7.14 9.13 CYG25 11.11 12.70 9.53 11.11 CYG29 14.28 16.67 12.70 15.08 一般將常規鋼抽油桿分為C級、D級和K級三個(gè)等級。其機械性能如表5-7所示。 表5-7常規鋼抽油桿的機械性能 鋼級 抗拉強度，Mpa 屈服強度，Mpa 使用范圍 D 794～965 ≥620 重負荷油井 C 620～794 ≥412 輕、中負荷油井 K 588～794 ≥372 輕、中負荷并有腐蝕介質(zhì)的油井 一般經(jīng)鐓鍛、整體熱處理、外螺紋滾壓加工、噴丸強化、油溶性涂料防護等工序，使其獲得一定的抗疲勞和抗腐蝕疲勞的性能。桿體上任意305mm長(cháng)度內直線(xiàn)度偏差不得大于1.65mm，任意152mm長(cháng)度內的直線(xiàn)度偏差達3.2mm稱(chēng)為死彎不得進(jìn)行冷較直。抽油桿端部450mm長(cháng)度內的直線(xiàn)度偏差不得大于2.5mm，螺紋軸線(xiàn)與推承面垂直度偏差不得大于0.04mm，螺紋精度等級不低于6h。抽油桿加工面，螺紋影響連接精度，推承面關(guān)系到裝配質(zhì)量，卸荷槽影響疲勞強度，因此加工的精糙度Ra應低于6.4μm。 3．加重桿 加重桿是一種本體直徑較大的抽油桿，用于抽油桿與泵之間以防止桿柱受壓發(fā)生的彎曲損壞，有利于提高抽油桿壽命和抽油泵效。 加重桿是兩端帶有抽油桿螺紋，一端車(chē)有吊卡頸和打撈頸的實(shí)心圓桿，如圖5-6所示。其技術(shù)規格見(jiàn)表5-9。 圖5-6 加重桿結構 表5-9 加重桿規格 單位：mm 參 數 加重桿名義尺寸，in 5/8 3/4 1 兩端螺紋規格，in 5/8 3/4 1 兩端螺紋公端直徑 23.813 26.988 34.925 桿身直徑A 35 38 51 吊卡頸長(cháng)度C 127 127 135 吊卡頸直徑B 22.23 25.40 28.58 打撈頸直徑D 28.58 31.75 44.45 打撈頸長(cháng)度Ls 63.5 63.5 63.5 扳手方寬度E 25.4 28.58 38.10 每米加重桿重，kg 7.44 8.93 15.92 使用的最小油管內徑 44.5 50.7 76.0 使用的抽油桿吊卡規格，in 7/8 1 1~1/8 三、配套工具 抽油泵管柱上通常有濾砂器、氣錨、磁防蠟器、泄油器、回音柱、油管錨等，在抽油桿柱上常見(jiàn)有脫接器、防脫器、防蠟器、扶正器等。 1、濾砂器 濾砂器也稱(chēng)砂錨，其作用是為了防止砂子或其它雜質(zhì)進(jìn)入泵筒，造成泵凡爾卡或拉缸，所以一般裝在泵的進(jìn)口處。下泵時(shí)把濾砂器接在泵與尾管之間，尾管下面用堵頭堵死。 2、氣錨 氣錨的作用是在井下流體進(jìn)入泵前將部分氣體分離出來(lái)，減小氣體對泵的影響，提高泵的充滿(mǎn)系數。氣錨裝在泵的入口處，在油進(jìn)入泵之前將其中的部分氣體分離出來(lái)，減少進(jìn)入泵筒內的氣量，從而提高泵的充滿(mǎn)系數。氣錨的工作原理是利用油氣的比重差以及回流效應。 3、強磁防蠟器 強磁防蠟器的作用是防止結蠟對出油造成的影響，減少蠟卡造成的生產(chǎn)故障。強磁防蠟器裝在泵的吸入口下方，在含蠟油流進(jìn)入泵筒之前，首先流經(jīng)磁防蠟器，對油流進(jìn)行磁化處理，可達到預防或減緩含蠟原油中蠟的析出。目前在油田上的使用呈減少的趨勢。 4、泄油器 泄油器是抽油泵的一種配套工具，在起下油管時(shí)泄油器連通油套管通道，將油管內的液體泄到油套管環(huán)形空間。有些泄油器還可配合完成不動(dòng)管柱的洗井作業(yè)。這樣可以改善井口操作條件，減少井場(chǎng)污染，同時(shí)提高井內液面，在一定程度上避免井噴。目前在各油田上應用的主要有液壓式和機械式兩大類(lèi)。 5、回音標 回音標是測動(dòng)液面的標深工具。其直徑以遮住環(huán)形空間面積的50%～70%為準?；匾魳艘话阆略诰嗑谝韵?0～100m處。有些油田已不采用下入回音標來(lái)測動(dòng)液面的方法，而是利用下入井內上部油管接箍的已知深度來(lái)代替回音標的作用。 6、脫接器 脫接器是在抽油泵活塞直徑大于上部油管內經(jīng)的情況下，用于抽油桿與活塞之間的對接和脫開(kāi)，解決小油管下大直徑抽油泵的井下工具。如目前很多油田的抽油機井都下入了內徑為Φ83mm和Φ95mm的大泵，而用的是內徑為75.9mm的3″油管，活塞不能通過(guò)油管下井，只有把活塞隨泵筒先下入井內，但活塞的上部必須在下井前與脫接器的下半部相連接，然后在最下端的一根抽油桿的下端接上脫接器的上半部，隨抽油桿下入井內，在泵筒內完成對接。需要檢泵起管柱時(shí)上提抽油桿當脫接器上行至接在泵筒上部的脫卡器時(shí)，使脫接器上、下兩部分脫開(kāi)，從而實(shí)現分別起出抽油桿和油管的目的。 7、油管錨 抽油機井在抽油泵的上部10m左右處接上油管錨的目的是錨定泵筒以上油管，以減小因活塞在上、下沖程中油管承受交變載荷所造成的沖程損失，同時(shí)也可防止因交變載荷所造成的油管斷脫事故。 目前油田上使用的油管錨有用卡瓦支撐式的，即有用水力釋放支撐式的和提放式的兩種，施工時(shí)上提即可解封。另有一種無(wú)卡瓦支撐式的，而是應用膠筒過(guò)盈的原理，用水力使膠筒軸向受壓縮，徑向膠筒外徑擴張與套管壁形成過(guò)盈，產(chǎn)生磨擦阻力，對油管進(jìn)行錨定。 8．抽油桿防脫器 抽油桿柱在上下往復變速運動(dòng)過(guò)程中，由于井斜所造成的油管安裝中心與抽油桿柱重力方向的不一致，使柱塞和抽油桿柱受到附加扭矩，由于抽油桿柱運動(dòng)方向的變化，這個(gè)扭矩的方向也隨著(zhù)改變，形成了對抽油桿柱螺紋的旋松扭矩，另外，由于抽油桿彎曲、變速引起的振動(dòng)等，都會(huì )形成沖擊載荷，引起附加扭矩。使得這種旋松扭矩更加強了。防脫器的作用是可以釋放抽油桿上下運動(dòng)過(guò)程所產(chǎn)生的旋轉扭矩，防止抽油桿脫扣。 抽油桿防脫器多安裝在中和點(diǎn)以下，中和點(diǎn)以上易脫扣位置也應加防脫器。 四、檢泵的原因 由于井下抽油泵發(fā)生故障應進(jìn)行檢泵。兩次檢泵之間的時(shí)間間隔稱(chēng)為檢泵周期。油井的產(chǎn)量、油層壓力、油層溫度、出氣出水情況、油井的出砂結蠟、原油的腐蝕性、油井的管理制度等諸多因素都會(huì )影響檢泵周期的長(cháng)短。 抽油井由于事故檢泵的原因一般有以下幾種： 1、油井結蠟造成活塞卡、凡爾卡，使抽油泵不能正常工作或將油管堵死。雖然油田上為了防止蠟在油管內析出做了大量的預防措施，但對一些結蠟較為嚴重的井，蠟卡、蠟堵的現象時(shí)有發(fā)生。 2、砂卡、砂堵檢泵，油田上為了提高地層的出油能力，對一些抽油井采取壓裂的增產(chǎn)措施，壓后支撐地層用的壓裂砂，在下泵抽油過(guò)程中，壓裂砂隨油流進(jìn)入泵筒，有部分砂柱沉積在凡爾處或積滿(mǎn)了活塞砂槽，造成砂卡泵；對一些地層砂巖膠結疏松，或因施工過(guò)程帶入井內的砂粒，都可能造成砂卡泵的現象。 3、抽油桿的脫扣造成檢泵，由于抽油桿不停地改變受力方向，加之受井內液流的阻力，和各種摩擦力的作用，使抽油桿扣產(chǎn)生松動(dòng)，造成脫扣。 4、抽油桿的斷裂造成檢泵，由于抽油桿在抽油過(guò)程中，不停地受交變應力的作用產(chǎn)生疲勞或因砂卡、蠟卡造成的過(guò)載斷裂。 5、泵的磨損漏失量不斷增大，造成產(chǎn)液量下降，泵效降低。 6、由于產(chǎn)出液粘稠，特別是目前有些油田進(jìn)入三次采油階段，注聚合物采出井的采出液粘彈性較大，對活塞下行阻力較大，使抽油桿在下沖程中發(fā)生撓度變形，抽油桿接箍或桿體與油管壁產(chǎn)生磨擦，長(cháng)期作用將油管磨壞或將接箍、桿體磨斷。 7、油井的動(dòng)液面發(fā)生變化，產(chǎn)量發(fā)生變化，為查清原因，需檢泵施工。 8、根據油田開(kāi)發(fā)方案的要求，需改變工作制度換泵或需加深或上提泵掛深度等。 9、其它原因：如油管脫扣、泵筒脫扣、襯套亂、大泵脫接器斷脫等造成的檢泵施工等。 四、檢泵作業(yè)施工工序及要求 檢泵作業(yè)施工主要包括以下施工工序：施工準備、洗井、壓井、起抽油桿柱、起管柱、刮蠟、通井、探砂面、沖砂、配管柱、下管柱、下抽油桿柱、試抽交井、編寫(xiě)施工總結等。 1、施工準備 1）編寫(xiě)施工設計，其內容和格式應符合SY/T5873.1-93 有桿泵抽油作業(yè)工藝作法 常規抽油的規定。 2）按施工設計要求準備質(zhì)量合格的油管、抽油桿、抽油泵及下井工具，油管、抽油桿及抽油泵的維護和使用應符合GB/T17745-1999 石油天然氣工業(yè) 套管和油管的維護和使用 SY/T5643-1995抽油桿維護與裝卸推薦作法 SY/T5188-1996抽油泵維護與使用推薦作法的要求。 3）立井架、穿大繩、校井架、拆卸井口、吊轉驢頭等按有關(guān)技術(shù)標準進(jìn)行操作。根據井場(chǎng)情況，合理擺放設備。 2、熱洗 1）根據油井結蠟情況決定是否進(jìn)行洗井，洗井時(shí)要防止洗井液對地層的污染。 2）在光桿上卡好方卡子，將活塞提出泵筒。 3）新井下泵井施工要求正洗井，檢泵井施工要求反洗井。 4）洗井用水量不低于井筒容積的2倍，水質(zhì)清潔，水溫不低于60℃。 5）大排量洗井，出口進(jìn)干線(xiàn)。 3、壓井 1）需要壓井作業(yè)施工的井，要盡量使用無(wú)固相或低固相的優(yōu)質(zhì)壓井液，以減少壓井液對地層的污染。 2）根據油井地層壓力值和油層深度計算壓井液相對密度，附加系數為10%~15%。根據壓井液的相對密度選擇壓井液見(jiàn)表5-10，壓井液量為井筒容積的1.5~2倍。 表5-10 壓井液類(lèi)型與相對密度 相對密度 壓井液類(lèi)型 <1 油田污水 1~1.18 鹽水 1.18~1.26 鹽水加氯化鈣水溶液 >1.26 泥漿 3）檢泵井采用反循環(huán)壓井，熱洗后直接替入壓井液，要求大排量、中途不停泵，待出口返出壓井液后要進(jìn)行充分循環(huán)，并及時(shí)測量出口壓井液相對密度，當進(jìn)出口壓井液相對密度差小于0.02時(shí)，關(guān)井穩定30min，打開(kāi)出口無(wú)溢流現象，則壓井成功。 4）壓井過(guò)程中要注意觀(guān)察井口泵壓、進(jìn)出口排量和壓井液相對密度變化，做到壓井適度而不致引起井漏、井噴。 4、起抽油桿柱 1）裝有脫接器的井，起第一根抽油桿時(shí)要緩慢上提，以保證脫接器順利脫開(kāi)；裝有開(kāi)泄器的井，當開(kāi)泄器接近泄油器時(shí)也要緩慢上提，以保證順利打開(kāi)泄油器。上提抽油桿柱遇阻時(shí)，不能盲目硬撥，應查清原因制定措施后再進(jìn)行處理。 2）起抽油桿柱時(shí)各崗位要密切配合，防止造成抽油桿變形和造成井下落物。 3）平穩操作起完抽油桿及活塞。抽油桿橋要求使用4根油管搭成，每根油管至少使用4個(gè)橋座架起，起出的抽油桿在桿橋上每10根1組排放整齊，抽油桿懸空端長(cháng)度不得大于1.0m，抽油桿距地面高度不得小于0.5m。 5、起管柱 1）試提油管頭，待大勾載荷正常后方可進(jìn)行正常起管柱作業(yè)。如果井下管柱被卡，最大上提載荷不能超過(guò)井架及游動(dòng)系統的安全載荷。 2）井下管柱裝有油管錨時(shí)，按照油管錨的使用要求使錨爪脫離套管；井下管柱裝有封隔器時(shí)，解封封隔器；丟手管柱裝有活門(mén)時(shí)，如果上提管柱一次活門(mén)不嚴，應活動(dòng)幾次以關(guān)閉活門(mén)。 3）平穩操作，管柱有上頂顯示時(shí)應裝有加壓裝置。起管柱做到不碰、不刮、不掉。 4）油管橋至少使用3根油管搭成，每根油管至少使用5個(gè)橋座架起，起出的油管在管橋上每10根1組排放整齊，接箍朝向井口，油管懸空端長(cháng)度不得大于1.5m，油管距地面高度不得小于0.3m。 5）泥漿壓井作業(yè)施工起管柱帶出的壓井液要收到土油池內；不壓井作業(yè)施工起泵管柱期間改套管生產(chǎn)。 6）起完泵管柱，檢查原井管柱完好情況，做好記錄。 6、刮蠟 1）自噴井轉抽下泵施工要進(jìn)行刮蠟；檢泵井施工要按設計的要求決定是否進(jìn)行刮蠟。 2）刮蠟器直徑應比套管內徑小6mm，如果刮蠟器下不去，則可根據情況先用小直徑刮蠟器進(jìn)行刮蠟。 3）刮蠟深度應超過(guò)油井結蠟點(diǎn)深度和設計下泵深度。 4）刮蠟后要替入井筒容積2倍的熱水，循環(huán)出井筒的死油和蠟，水溫不得低于60°C。 7、通井 1）新井下泵施工前必須通井；檢泵井施工要按照設計的要求決定是否通井。、 2）通井規外徑比套管內徑小6～8mm，長(cháng)度不小于0.5m。如有特殊要求可根據情況選擇特殊規格的通井規。 3）通井深度要達到設計要求，遇阻井段應調查清楚。 8、探砂面、沖砂 1）新井下泵、壓裂后下泵、自噴井轉抽下泵要探砂面，如果砂柱超過(guò)允許高度，要進(jìn)行沖砂、探人工井底。檢泵井施工要按照設計要求決定是否探砂面、沖砂、探人工井底。 2）嚴禁使用帶封隔器的管柱探砂面。 3）砂面深度以管柱懸重下降20～30kN，連續3次數據一致為準，其管柱深度即為砂面深度。 4）沖砂管柱必須裝沖砂管，如果原井是光油管，允許用原井管柱沖砂。 5）從砂面以上2～3m開(kāi)始沖砂，液量要充足，排量不低于20m3 /h。 6）平穩緩慢加深，仔細觀(guān)察懸重變化，沖砂過(guò)程做到不堵不卡。 7）沖砂到人工井底后要用井筒容積2倍的清水，以20m3/h以上的排量進(jìn)行循環(huán)，出口含砂小于0.2%為合格。 8）實(shí)探人工井底，誤差每1000m小于0.3m為合格。 9、配管柱 1）用蒸汽清洗油管、抽油桿，確保下井油管、抽油桿及工具清潔。 2）螺紋損壞、桿體彎曲、接頭或桿體磨損嚴重，或有其他變形的抽油桿不許下井。螺紋損壞，管體有砂眼、孔洞、裂縫的油管不許下井。必要時(shí)應檢測油管和抽油桿抗疲勞強度。 3）φ73mm普通油管使用φ59mm×800mm內徑規通油管，φ89mm油管使用φ73mm×800mm內徑規通油管，不合格油管不許下井。 4）油管和抽油桿要丈量3次，做好記錄，3次丈量結果下井管柱總長(cháng)度誤差小于0.02%為合格。 5）組裝下井工具做到設計、合格證、實(shí)物三對口，復核無(wú)差錯后方可下井。 10、下管柱 1）下井油管螺紋必須清洗干凈后涂密封脂。 2）下油管時(shí)應平穩加壓，做到不“飛”、不“頂”、不壓彎油管，井口要有防掉、防噴措施，順利下完管柱，做到不“掉”、不“上碰下礅”。 12、下抽油桿柱 1）抽油桿螺紋及接觸端面必須清洗干凈。 2）抽油桿上緊矩應符合表5-12的規定。 表5-12 抽油桿上緊矩 抽油桿規格 mm 上緊矩，kN?m 應力為245MPa 應力大于245MPa 16 0.30 0.33 19 0.487 0.53 22 0.72 0.79 25 1.10 1.22 28 1.52 1.67 3）防止上緊矩過(guò)大，損壞抽油桿螺紋。 4）平穩緩慢下放，使活塞順利進(jìn)入泵筒。裝有脫接器的井，對接好脫接器，對接后提抽油桿不能超高，防止脫接器脫開(kāi)。裝有井下開(kāi)關(guān)的井，按照使用要求打開(kāi)井下開(kāi)關(guān)。 5）活塞坐進(jìn)泵筒后，光桿伸入頂絲法蘭以下長(cháng)度不小于防沖距與最大沖程長(cháng)度之和，光桿在防噴盒平面以上長(cháng)度應在1.2～1.5m之間。 13、試抽交井 1）裝驢頭對中井口，嚴防搞彎光桿，并按照設計要求對好防沖距。 2）試抽憋壓達到3MPa以上，穩壓15min，壓降小于0.3MPa為合格，憋壓不合格者應查找原因。 3）倒流程、起抽。觀(guān)察正常后交井。 14、編寫(xiě)施工總結 完工后及時(shí)編寫(xiě)施工總結，施工總結的格式和內容應符合SY/T5873.1-93的要求。 15、安全質(zhì)量控制 1）施工單位要有安全檢查員和質(zhì)量檢查員，負責施工現場(chǎng)的安全檢查和質(zhì)量檢查工作。班組有兼職質(zhì)量檢驗員檢查工序施工質(zhì)量，每道工序只有達到質(zhì)量要求后方可進(jìn)行下道工序，班組兼職安全檢查員負責班組安全檢查工作，不符合安全規定不能施工。 2）冬季施工時(shí)防止凍管線(xiàn)，設備和管線(xiàn)凍結后只許用蒸汽解凍，禁止用明火解凍。 3）施工井場(chǎng)禁止使用明火，需要進(jìn)行焊接井口作業(yè)時(shí)，要先履行用火手續并采取相應安全措施。 4）施工井場(chǎng)必須按規定數量配備消防設施，所有崗位人員對消防設施做到會(huì )保養、會(huì )檢查、會(huì )使用。 5）嚴禁使用裸線(xiàn)作施工井場(chǎng)照明用線(xiàn)，照明線(xiàn)必須用專(zhuān)用電線(xiàn)桿架起，不能掛在井架、值班房或其他鐵器上。不準帶電移燈，電源閘刀必須符合安全規定。 6）搬遷井下作業(yè)設備時(shí)要合理吊裝，不擠壓，不撞擊，盛液容器必須放空排凈。吊裝用的鋼絲繩必須滿(mǎn)足承吊重物的安全載荷，提鉤要掛牢，捆綁要結實(shí)。 7）用專(zhuān)用送泵車(chē)運送抽油泵，應放平卡牢，平穩行駛。多臺抽油泵同車(chē)運送時(shí)，要區別標記不能弄混。 8）高空作業(yè)必須系安全帶，安全帶要栓在可靠的位置上。高空處理故障時(shí)下面不得站人。梯子、踏板、欄桿要牢固可靠，手要扶牢，腳要蹬穩，高空作業(yè)完不許往下扔工具和用具。 9）校井架倒花籃螺絲必須先卡好備用繩套，不許用作業(yè)機拉井架，不許用游動(dòng)滑車(chē)背井架，校完井架后各道繃繩必須拉緊。 10）試提油管頭時(shí)要檢查頂絲和井口控制器，有專(zhuān)人看拉力表并擔任試提指揮，并有專(zhuān)人看守前后地錨，密切注視井架和基礎的動(dòng)態(tài)，井口不許站人，重載荷不能猛提猛放。 11）井架基礎附近不挖坑積水，防止井架基礎下沉。 12）起下作業(yè)時(shí)井口操作應分工明確，正確使用液壓油管鉗，不許上井架扶滑車(chē)。 13）施工用高壓管線(xiàn)試壓壓力為工作壓力的1.5倍，若發(fā)現刺漏必須停泵放壓后再處理。高壓作業(yè)時(shí)施工人員不能靠近作業(yè)區，嚴禁跨越。 第二節 螺桿泵井作業(yè) 螺桿泵作為一種機械采油設備，它具有其它抽油設備所不能替代的優(yōu)越性，它主要適用于稠油、含砂、高含氣井的開(kāi)采，具有體積小、安裝方便、無(wú)污染、能耗低等易于推廣的重要特征。近幾年來(lái)隨著(zhù)高粘度原油的開(kāi)采和三次采油的發(fā)展，螺桿泵采油得到了較大規模的應用，隨之螺桿泵井的作業(yè)工作量也在不斷地增加，作業(yè)技術(shù)也在不斷地發(fā)展。 一、螺桿泵采油系統組成 螺桿泵采油系統按不同驅動(dòng)方式可分為地面驅動(dòng)和井下驅動(dòng)兩大類(lèi)。地面驅動(dòng)螺桿泵主要有皮帶傳動(dòng)和直接傳動(dòng)兩種型式。井下驅動(dòng)螺桿泵可分為電驅動(dòng)和液壓驅動(dòng)兩種形式，目前油田常用的是地面驅動(dòng)井下單螺桿泵采油系統。下面以地面驅動(dòng)井下單螺桿泵采油系統為例介紹其組成。 地面驅動(dòng)井下單螺桿泵主要有電控部分、地面驅動(dòng)部分、井下螺桿泵、配套工具等四部分組成，見(jiàn)圖5－8所示。 1、電控部分 電控箱是螺桿泵井的控制部分，控制電機的啟、停。該裝置能自動(dòng)顯示、記錄螺桿泵井正常生產(chǎn)時(shí)的電流、累計運行時(shí)間等，有過(guò)載、欠載自動(dòng)保護功能，確保生產(chǎn)井正常生產(chǎn)。 2、地面驅動(dòng)部分 地面驅動(dòng)裝置是螺桿泵采油系統的主要地面設備，是把動(dòng)力傳遞給井下泵轉子，使轉子實(shí)現自轉和公轉，實(shí)現抽汲原油的機械裝置。從變速形式上分，有無(wú)級調速和分級調速。機械傳動(dòng)的驅動(dòng)裝置主要由以下幾部分組成。 （1）減速箱：主要作用是傳遞動(dòng)力并實(shí)現一級 減速。它將電機的動(dòng)力由輸入軸通過(guò)齒輪傳遞到輸出軸，輸出軸聯(lián)接光桿，由光桿通過(guò)抽油桿將動(dòng)力傳遞到井下螺桿泵轉子。減速箱除了具有傳遞動(dòng)力的作用外，還將抽油桿的軸向負荷傳遞到采油樹(shù)上。 （2）電機：它是螺桿泵井的動(dòng)力源，將電能轉化為機械能。一般用防爆型三相異步電機。 （3）密封盒：主要作用是防止井液流出，起密封井口的目的。 （4）方卡子：主要作用是將減速箱輸出軸與光桿聯(lián)接起來(lái)。 3、井下螺桿泵 井下螺桿泵主要有定子和轉子組成。轉子是通過(guò)精加工，表面經(jīng)過(guò)處理的高強度螺桿。定子就是泵筒，是由一種堅固、耐油、抗腐蝕的合成橡膠精磨成型，然后被永久地粘接在鋼殼體內而成。 其工作原理是：螺桿泵是靠空腔排油，即轉子與定子間形成的一個(gè)個(gè)互不連通的封閉腔室，當轉子轉動(dòng)時(shí)，封閉空腔沿軸線(xiàn)方向由吸入端向排出端方向運移。封閉腔在排出端消失，空腔內的原油也就隨之由吸入端均勻地擠到排出端。同時(shí)，又在吸入端重新形成新的低壓空腔將原油吸入。這樣，封閉空腔不斷地形成、運移和消失，原油便不斷地充滿(mǎn)、擠壓和排出，從而把井中的原油不斷地吸入，通過(guò)油管舉升到井口。 4、配套工具部分 1）專(zhuān)用井口：簡(jiǎn)化了采油樹(shù)，使用、維修、保養方便，同時(shí)增加了井口強度，減小了地面驅動(dòng)裝置的振動(dòng)，起到保護光桿和換密封盒時(shí)密封井口的作用。 2）特殊光桿：強度大，防斷裂，光潔度高，有利于井口密封。 3）抽油桿扶正器：避免或減緩抽油桿與油管的磨損。 4）油管扶正器：減少油管柱振動(dòng)和磨損。 5）抽油桿防倒轉裝置：防止抽油桿倒扣。 6）油管防脫裝置：錨定泵和油管，防止油管脫落。 7）防蠟器：延緩原油中石蠟和膠質(zhì)在油管內壁的沉積速度。 8）防抽空裝置：地層供液不足會(huì )造成螺桿泵損壞，安裝井口流量式或壓力式抽空保護裝置可有效地避免此現象的發(fā)生。 9）篩管：過(guò)濾油層流體。 三、螺桿泵采油系統的特點(diǎn) 1、主要特點(diǎn) 螺桿泵與其它機械采油設備相比，主要有以下特點(diǎn)。 1）節省一次投資，螺桿泵與電動(dòng)潛油泵、水力活塞泵和游梁式（鏈條式）抽油機相比，由于其結構簡(jiǎn)單，所以?xún)r(jià)格低。 2）地面裝置結構簡(jiǎn)單，安裝方便，可直接座在井口套管四通上，占地面積小，除原井口外，幾乎不另占面積，可以很方便地罩上一個(gè)防盜井口房。 3）泵效高、節能、管理費用低。由于螺桿泵是螺旋抽油的容積泵，流量無(wú)脈動(dòng)，軸向流動(dòng)連續，流速穩定，因此它與游梁式抽油機相比，沒(méi)有液柱和機械傳動(dòng)的慣性損失。泵容積效率可達90％，它是現有機械采油設備中能耗最小、效率較高的機種之一。 4）適應粘度范圍廣，可以舉升稠油。一般來(lái)說(shuō)，螺旋泵適合于粘度為8000mPa?s(50℃)以下的各種含原油流體,因此多數稠油井都可應用。 5) 適應高含砂井。理論上看，螺桿泵可輸送含砂量達80％的砂漿。在原油含砂量高，最大含砂量達40％（除砂埋之外）的情況下螺桿泵可正常生產(chǎn)。 6）適應高含氣井。螺桿泵不會(huì )氣鎖，故較適合于油氣混輸，但井下泵入口的游離氣會(huì )占據一定的泵容積。 7）適應于海上油田叢式井組和水平井，螺桿泵可下在斜直井段，而且設備占地面積小,因此適合海上油田叢式井組甚至水平井的采油井使用。 8）允許井口有較高回壓。在保證正常抽油生產(chǎn)情況下，井口回壓可控制在1.5MPa以?xún)然蚋?，因此對邊遠井集輸很有利。 9）當發(fā)動(dòng)機或電動(dòng)機停轉時(shí)，在某些情況下，砂沉積在泵的上部。與有桿泵比較，螺桿泵有更大的可能恢復工作。 2、局限性 雖然螺桿泵采油具有很多優(yōu)點(diǎn)，但在某些方面也存在一定的缺陷。 1）定子最容易損壞，若定子壽命短，則檢泵次數多，每次檢泵，必須起下管柱，增加了檢泵費用。 2）泵需要流體潤滑，如果泵只靠極低粘度的液體潤滑而工作，則泵過(guò)熱將會(huì )引起定子彈性體老化，甚至燒毀。 3）定子的橡膠不適合在注蒸汽井應用。 4）雖然它操作簡(jiǎn)單，若操作人員不經(jīng)適當操作訓練，操作不正確，也會(huì )造成泵損壞。 5）它與有桿泵比較，總壓頭較小。目前大多數現場(chǎng)應用是在井深1000m左右的井。批量生產(chǎn)的泵裝置壓頭都比較低。對高壓頭泵正在試驗，但是，當下泵深度大于2000m時(shí)，扭矩大，桿斷脫率較高，使井下作業(yè)工作量增大，技術(shù)還不過(guò)關(guān)。 7、常見(jiàn)故障的處理方法 1）抽油桿斷脫 抽油桿斷脫有三種情況，即桿斷、脫扣、擼扣，一般情況三種形式很難區分，通常在處理這類(lèi)事故時(shí)，首先按脫扣來(lái)處理，上吊車(chē)下放桿柱進(jìn)行對扣，如果是脫扣，這樣處理成功率較高，對扣不成功，只有動(dòng)桿柱，起出桿柱視斷脫情況下打撈工具打撈余下桿柱，打撈再不成功，只有動(dòng)管柱起出所有桿柱，重新作業(yè)。 2）油管脫落 油管脫落的處理，首先要起出桿柱，然后動(dòng)管柱判斷脫扣位置，加深油管進(jìn)行對扣，對扣成功起出原井管柱，如對扣不成功就要下打撈工具進(jìn)行打撈。 3）蠟堵 螺桿泵井發(fā)生蠟堵造成機組不能運轉時(shí)，通常要上吊車(chē)上提桿柱，使轉子脫離定子，然后進(jìn)行徹底洗井，洗通后下放桿柱重新投產(chǎn)，如果洗井洗不通又無(wú)其它解堵措施，只好上作業(yè)動(dòng)管柱。 4）井下泵出現故障 一旦井下泵出現故障須上作業(yè)進(jìn)行檢泵。 5）地面驅動(dòng)裝置出現故障 地面驅動(dòng)裝置的齒輪、軸承、油封等零件因管理不當或制造缺欠等原因也會(huì )出現故障，這類(lèi)故障一般通過(guò)維修即可解決，主要零部件不能維修只有更換。 6）起動(dòng)困難 出現這類(lèi)事故，如果排除蠟堵，只要上吊車(chē)活動(dòng)一下桿柱即可解決。 8、抽油桿扶正技術(shù) 螺桿泵抽油桿在油管內作高速旋轉運動(dòng)，與抽油桿相連接的轉子運動(dòng)特點(diǎn)是滾動(dòng)加滑動(dòng)，在運動(dòng)過(guò)程中，轉子以一定的頻率發(fā)生振動(dòng)，出現了振源。為此，在抽油桿上合理地布置扶正器，逐漸消除振源的傳播，同時(shí)，還要避免抽油桿與轉子發(fā)生共振。以防止抽油桿與油管內壁的摩擦。 |
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