深井泵防砂防泥浆密封系统装置的研究与应用

来源 :油气·石油与天然气科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:minlu123
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  摘要:扶余油田是开发六十多年的老油田,随着开采时间的延长,油井出砂、出泥浆越来越严重,严重影响了油井的生产,油井井底出砂、出泥浆或生产管柱结垢,垢片落入泵内会导致深井泵漏失,严重的会造成砂卡、垢卡、泥浆卡等,这些因素的产生都会导致油井停产而上修作业,甚至造成油井井下事故。针对扶余油田油井出砂、出泥浆现状与客观实际问题,研究深井泵防砂防泥浆密封系统装置,改变了传统的钢质阀球与阀座的线性密封,泵内液体密封由平面橡胶密封和纵向机械密封的组合密封,该装置的成功应用,改善了开发效果,为保障扶余油田长期稳产和提高采收率提供了有效的技术手段。
  关键词:深井泵;防砂防泥浆;密封件;生产时率
  前言:扶余油田目前属于中后期开发阶段,油井含水高,注水强度大,同时由于各种化学措施的实施,造成油层吐砂、结垢严重,由于传统井下深井泵密封原理是钢质阀球与阀座的线性密封,如果油井井底出砂、出泥浆或生产管柱结垢,垢片落入泵内都会导致深井泵漏失,严重的会造成砂卡、垢卡、泥浆卡等井下事故的发生,这些因素的产生都会导致油井停产而上修作业,甚至造成油井井下事故而大修作业,严重影响了油井正常生产。
  1防砂防泥浆密闭系统的技术需求
  1.1工艺技术需求
  扶余油田油田目前在修井作业统计中,由于出砂、出泥浆引起的作业井以3%的速度逐年增加,目前的工艺技术要求不能满足现场需求,通过化学等工艺措施控制油层出砂又对油层产液造成了很大的影响,通过一系列的控制措施效果不理想,主要是传统的抽油泵采取的密封措施不能满足现场工艺的要求,在出砂井中容易造成砂卡,出泥浆的井由于泥浆的作用造成泵阀的漏失,给生产造成了一定的困难。
  1.2油井维护成本需求
  扶余油田油井数量多,每年作业维护工作量大,作业成本高,受当前低油价、疫情的双重考验下,企业生产经营困难,而作业维护又是刚需,如何减少作业井频次,延长免修期是当前非常重要的工作,如何有效控制油井出砂、出泥浆将有效避免修井的作业维护工作量,提高油井免修期。
  2深井泵防砂防泥浆密封系统工艺
  2.1深井泵工艺优化设计
  为了克服现有抽油井深井泵的密封系统不能防砂、防泥浆、防卡泵及密封效果差的不足, 根据现场实际研发应用了一种抽油井深井泵防沙、防卡、防漏失的密封系统装置,该密封系统装置不仅能防沙、防卡、防漏失,而且能方便地组装。这种装置是由固定密封组件和游动密封组件等部件组成,同时当深井泵活塞上行时,游动密封件关闭并密封,固定密封件打开,液体从固定密封件四周进入泵筒内,当深井泵活塞下行时,游动密封件打开,固定密封件关闭并密封,泵筒内液体从游动密封件四周进入活塞腔内,活塞腔内的液体进入油管内,周而复始将油抽至地面。抽油井深井泵的密封系统装置,能防砂防泥浆和深井泵卡死的密封系统装置。现场应用前景广阔。
  减少抽油井深井泵漏失及卡泵现象的发生,降低生产油井的修井作业费用,提高油井生产时率,克服传统井下深井泵密封系统的缺点和不足。
  2.2深井泵防砂防泥浆密封系统装置组成。
  图1中1.泵头丝扣压帽,2.泵体,3.衬套 ,4.活塞出油腔丝扣压帽,5.T型密封件,6橡胶密封圈 ,7.密封座 ,8.丝扣短接,9.活塞,10.出油腔丝扣短接,11.T型密封件,12.橡胶密封圈 ,13.密封座,14.活塞丝堵,15.泵体接箍,16. 进油腔丝扣压帽,17.T型密封件,18.橡胶密封圈 ,19.密封座,,20. 泵尾接箍。
  2.3抽油机防砂、防泥浆泵安装顺序
  在組成图中,首先将衬套加装在泵体内,然后安装泵头丝扣压帽和泵体接箍,再将密封系统装置活塞上端游动密封组件安装在活塞上端,活塞下端安装密封系统装置活塞下端游动密封组件,安装好的活塞放入泵筒内,深井泵下端安装是密封系统装置的固定密封组件,固定密封组件下端安装花管,组装完成。组装完成的深井泵运往现场,下井投入生产。
  经过组装的泵筒在工艺车间进行地面试验中取得了良好的效果,通过地面抽汲不同密度的液体中掺杂的泥沙、泥浆等对泵筒本身基本无影响,试验取得了预期的效果,而且在泵筒倾斜的现场效果也非常理想,这为在现场推广应用到水平井或大斜度井提供了理论依据,在现场试验中,我们应用此项工艺技术选取易出砂区块进行试验取得了良好的效果,应用改装置的生产井,在二次作业过程中,没有因为出砂、出泥浆导致的停井发生,从根本上解决了这一问题,尤其是水平井和大斜度井效果更为明显。
  3应用效果
  3.1东33-19.1井应用效果
  东33-19.1油井是开发了18年的老井,油井地处扶余油田东部城乡结合部,进三年来该井频繁上修,上修原因都为砂卡和泵阀漏失,起出泵筒可以看到泥浆充满泵筒里面还有少量地层砂,初期采取下防砂尾管,由原来的的下一级泵换成下三级泵,使活塞和泵筒的间隙加大,防止砂卡,但效果都不够理想,通过应用深井泵防砂防泥浆密封装置,该井由原来的的作业频率3个月到目前26个月还在正常生产,有效解决了该井频繁作业造成的修井成本高,免修期短的难题。
  3.2深井泵密封系统装置的应用有益效果是。
  (1)解决了深井易漏失和卡泵问题。
  (2)延长了油井免修期降低修井费用和吨油成本。
  (3)减少了修井作业对井场及周边环境的污染问题。
  (4)降低了员工劳动度和操作风险。
  (5)解决斜井、水平井深井泵游动阀和固定阀漏失问题。
  (6)耐使用,成本低,结构简单。
  4结论及建议
  通过在扶余油田应用抽油井深井泵的密封系统装置,有效解决了传统抽油泵在油井因出砂、出泥浆造成的停井,大大提高了油井免修期,可满足生产现场因出砂、出泥浆造成的停井,结合目前油田生产开发现状,认为下一步应推进以下几个方面的工作:
  (1)研究不同密封材料下泵筒漏失量和开关速度。
  (2)研究气大井对泵阀控制的影响,通过技术手段有效解决的方案。
  (3)研究在该装置中加入弹性材料避免阀球卡死。
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