减载器大泵深抽提液技术的研究与应用

减载器大泵深抽提液技术的研究与应用

宋顺杰

河南省濮阳市范县中原油田濮城采油厂工艺研究所机采室 河南濮阳 457532

摘要：本文从濮城油田生产实际出发，统计分析了濮城油田生产现状与开发过程中存在问题，探讨了减载器大泵深抽提液技术工作原理、技术改进以及在濮城油田大泵深抽提液方面的应用及效果，达到了减载深抽、提液增油、节能增效提高开发效益的目的。

关键词：减载器；深抽提液；节能降耗；提高效益

1 项目背景

1.1现状

濮城采油厂现有抽油机开井735口，平均单井日产液22.9t，单井日产油1.0t，综合含水95.9%，平均泵径44.0mm，平均冲程4.80m，平均冲次3.65n/min，平均泵挂深度1928m，动液面1677m,沉没度251m，平均泵效54.5%，免修期628d。

电泵33口，通过对所测电泵井分析，平均系统效率为23.4%，平均功率因数合格率100.0%，平均日产液159.2t/d，平均日产油2.6t/d，平均含水98.4%，平均泵挂深度1776.0m，平均动液面1194.8m，平均吨液单耗12.98 KW•h/t，平均吨油单耗920.42 KW•h/t，平均百米吨液单耗1.27KW•h/(10²m•t)。

1.2存在问题

1.2.1电泵井存在问题

根据2018年电泵系统效率测试报告，可以看出电泵井生产存在以下问题：

系统效率不达标：电泵井系统效率低23.4%,平均吨油单耗920.42kW•h/t，电泵井维护成本高28万元/台。

由于电潜泵井高含水高液量低效生产，在濮城油田沙二段油藏强注强采，造成油藏平面注采结构失调，主力产层水淹严重，用水洗油的状况越来越严重，注入水低效循环。并且大量的液量造成水处理成本的增加、能源的浪费，因此针对含水率较高的油井采取平面、层间调整等措施；同时通过有效堵水，降低无效液量，从而降低吨油单耗，提高电泵井的经济效益。

1.2.2 抽油机井存在问题

(1) 部分油井供液能力好,高产液、高含水、但液面较深需要大泵深抽提液井，由于地面设备（抽油机）受限,严重制约了泵挂进一步加深，难以满足油田开发的需要。

(2)更换大型抽油机的成本在80万元左右，这无疑会增加巨额的成本投入。

2 主要技术概况

2.1 技术思路

以经济效益为中心，在摸清储层变化和认清构造特征的基础上，结合剩余油分布规律的认识，加大油藏产液结构、注水结构的调整力度；通过优化采油方式大幅度减少低效、无效油井；抽油机的举升方式无疑在节能方面大大优越于电泵井，但抽油机井最大下泵深度受驴头悬点最大载荷、减速器最大扭矩和抽油杆强度三个条件的制约，在排量上无法满足生产的需要。在现有经济技术条件下，如果要想实现电泵井转成抽油机生产，确保液量相对稳定，就需要安装大型抽油机，一台大型抽油机的成本在80万元左右，这无疑会增加巨额的成本投入。在这种形势下，深入研究了抽油机井在正常工况下的驴头悬点最大载荷，认为通过特种结构抽油泵降低驴头悬点最大载荷，并进一步优化杆柱组合，达到大泵深抽的目的是完全可行的。

2.2 核心技术

油井减载器JZQ-V是电泵转抽重要的配套工艺之一，减载器由上管、下管和减载活塞组成，该项技术充分借力抽油泵大、小柱塞面积差产生的向上的助推力，达到降低抽油机悬点载荷的目的,实现了抽油机减载节能配套采油的一项新技术。具有以下特点。

1）用普通D级抽油杆便可大幅度加深泵挂，实现小泵深抽、超深抽，或者大泵深抽提液，达到提高泵效，提高产量的目的。

2）降低抽油杆柱伸缩对泵效的影响，增加有效冲程，提高泵效。

3）液面、泵挂越深，其减载能力越强，在最大下泵深度时，同泵挂深度，驴头负荷比下减载装置前可减少35%以上；泵挂加深，驴头负荷比下减载装置前可减少15%以上。其节能效果也非常理想，节能率可达到10%以上。

4）有效地提高抽油井的机采系统效率，降低生产成本。

5）改善杆、管的受力状况，减少杆、管断脱的几率，延长检泵周期，节约检泵费用。

2.3 经济技术指标

1）柱塞的抗拉强度提高了1.3倍。

2）过液通道的截面积由8.04cm²增加到24.63cm²，过液通道的流动阻力进一步降低，抽油杆柱下行更为通畅，过液能力增加了206%，完全可以满足Φ83mm 、Φ95mm大泵提液的需求。

3）能满足一般稠油井、出砂井的使用。

3 项目实施情况

3.1 第Ⅴ代减载器使存在问题

1）上下泵筒和活塞的直径大，摩擦副接触面大，漏失量大，致使下泵较深，油井泵效低。

2）φ44mm长柱塞过液通道的内径只有φ32mm，长度超过7.2m，过液通道的截面积小且长度长，流动阻力大，不仅减载效果受到了一定的影响，而且抽油机减载器的最大排量也受到了限制，特别是在油井实施大泵提液时，油井日产液量一般都稳定在90㎡左右，导致泵效不是十分理想。针对油层能量高供液充足的油井，需要下Φ83mm、Φ95mm泵提液增油，第Ⅴ代产品因排量限制已不能满足现场生产需要。

3.2 第ⅤI代减载器改进方案

1）将长柱塞由空心改为实心，其直径由Ф44mm改为Ф28mm，柱塞的抗拉强度提高了1.3倍。

2）将泵筒和减载活塞的直径由Ф70mm改为Ф57mm，将过液通道由长柱塞内孔过液，改为由上下泵筒和外管以及组合接头，作为过液通道，增大过液截面积。

3）在上下泵筒之间增加了一个组合接头，其内分别连接上下泵筒，其外分别连接上下外管，其中间部位开有呼吸孔和过液通道。

4）改进了防杂质、防砂结构，在Ф28mm短工作筒顶部端面成45℃斜角。

3.3 现场应用情况

截止到2019年底共实施17口井，在不改变现有机抽设备的基础上，φ83mm泵挂深度由1000m加深到1500m，泵挂加深500m，放大了生产压差，提高单井产量，起到了深抽提液增油、节能降耗的目的。

4 经济效益分析

利用减载器实施83mm大泵深抽提液16口井；实施电泵转抽1口（P1-85），日节电0.2×10⁴KW.h，年累节电33×10⁴KW.h。截止到12月底，年累增液419407t，年累增油4343.6t，累增气1080199m³。

实施减载器大泵深抽提液后，φ83mm泵挂深度由1000m加深到1500m，泵挂加深500m，悬点载荷没有增加，达到了节能降耗、提高效益的目的。实施后进行机采系统效率测试井8口井，效能指标明显提升，平均单井机采系统效率46.2%，与常规抽油机相比提高了13.3%；平均吨液单耗5.7KW·h/t，与常规抽油机相比下降4.7KW•h/t；百米吨液单耗0.9kW·h/(10²m·t)，与常规抽油机相比增加0.25KW•h/(10²m•t)。

投入费用合计208.76万元，产出效益合计1357.85+169.59+25.94=1553.38（万元），投入产出比=208.76∶1553.38=1∶7.44，投资回收期：208.76∶1553.38=0.13（年）。

5 推广应用建议

通过开展濮城油田大泵深抽提液配套技术的攻关，利用减载器可以减轻抽油机驴头悬点载荷，配套抽油机井大泵提液深抽提液和实施小排量电泵转抽技术，达到降载、节能、降耗、提高泵效、提高机采系统效率的一项抽油井配套新技术。 具有很好的推广前景，也为下步濮城油田的电泵转改工作积累了经验，奠定了技术基础。

参考文献：

[1]万邦烈.采油机械的设计计算.北京：石油工业出版社，1988:105-110.

[2]韩春文.抽油机减载器减载节能试验结果与分析[J] .承德民族职业技术学院学报，2004（2）：94-95.