抽油機(jī)井卡泵問(wèn)題分析及預(yù)防措施

田健(中國(guó)石油冀東油田南堡作業(yè)區(qū)，河北 唐山 063200)

1 抽油機(jī)井出現(xiàn)卡泵問(wèn)題的原因

抽油機(jī)井如果在石油的開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)卡泵的情況，就會(huì)嚴(yán)重地影響石油開(kāi)采的效率，使得生產(chǎn)效率急速降低，并且對(duì)卡泵的抽油機(jī)井進(jìn)行維修的費(fèi)用也是十分高昂的，所以在實(shí)際的石油開(kāi)采工作中做好對(duì)抽油機(jī)井卡泵問(wèn)題的預(yù)防是十分重要的。對(duì)于抽油機(jī)井的卡泵故障來(lái)說(shuō)，預(yù)防措施的重要性是大于后期的維修措施的重要性的。所以在冀東油田的實(shí)際石油開(kāi)采工作中，要做好抽油機(jī)井卡泵的預(yù)防工作，一旦發(fā)生抽油機(jī)井卡泵的情況，相關(guān)工作人員要第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并對(duì)其做出判斷，進(jìn)而采取相對(duì)應(yīng)的措施，使得減少卡泵問(wèn)題對(duì)生產(chǎn)效率的影響，從而保障石油開(kāi)采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益不受影響。

1.1 堆積蠟過(guò)多造成的卡泵

石油中的成分是十分復(fù)雜的，而通常情況下開(kāi)采出的原油中都會(huì)含有一定含量的蠟。而是石油中含蠟的原因是比較復(fù)雜的，高含蠟的原油其實(shí)很少出現(xiàn)在石油的高產(chǎn)地區(qū)，比如說(shuō)在中東或者墨西哥地區(qū)開(kāi)采出的石油含蠟量其實(shí)是不高的。但是在一些特點(diǎn)的地區(qū)石油中的含蠟量是比較高的，比如說(shuō)我國(guó)的東部地區(qū)。在冀東地區(qū)的石油開(kāi)采中，基本上每時(shí)每刻都在和蠟進(jìn)行打交道，蠟在油管中的凝結(jié)問(wèn)題是十分令人頭痛的，在石油沒(méi)有被開(kāi)采的時(shí)候，因?yàn)榈貙酉碌母邷馗邏?，蠟一般都是呈現(xiàn)液態(tài)的狀態(tài)，而當(dāng)原油從井底上升到井口的時(shí)候隨著壓力和溫度的減小，蠟就會(huì)從原油之中自然地分離出來(lái)，從而凝結(jié)在油管中，這就是抽油機(jī)井油管結(jié)蠟的原因。而在抽油機(jī)井中堆積的蠟地體積到一定程度的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)抽油機(jī)井卡泵的情況，而由于這種原因出現(xiàn)卡泵的問(wèn)題是，清理的難度是比較高的，所以清理的費(fèi)用也隨之提升。由于抽油機(jī)井中堆積蠟過(guò)多而導(dǎo)致抽油機(jī)井出現(xiàn)卡泵的問(wèn)題在很多地區(qū)中出現(xiàn)的頻率是很高的，這種情況目前并沒(méi)有一勞永逸的辦法。而在抽油機(jī)井中的聚驅(qū)井和低產(chǎn)井是比較容易結(jié)蠟的部位，聚驅(qū)井中的油樣和其他的油樣相比較，聚驅(qū)井中的油樣的膠質(zhì)和瀝青含量是比較高的，所以結(jié)蠟的情況比較嚴(yán)重。在低產(chǎn)井中，油和水的會(huì)在此井中充分的混合，從而形成乳狀液的形態(tài)，這個(gè)時(shí)候油井中整體的摩擦阻力會(huì)變得很大，這也使得結(jié)蠟的情況比較嚴(yán)重，并且在低產(chǎn)井中內(nèi)管的液體流動(dòng)速度也會(huì)比較小，溫度也在持續(xù)的降低，這些都是造成結(jié)蠟嚴(yán)重的原因。

1.2 工具磨損造成的卡泵

在石油的開(kāi)采過(guò)程中不可避免地就會(huì)使用各種各樣的井下開(kāi)采工具，而井下開(kāi)采工具大部分都是機(jī)械工具。而這些在井下使用的開(kāi)采機(jī)械工具出現(xiàn)故障的時(shí)候，也會(huì)使得抽油機(jī)井出現(xiàn)卡泵的問(wèn)題。抽油機(jī)井是一個(gè)十分龐大并且組成精密復(fù)雜的設(shè)備，其中不論任何的零部件出現(xiàn)故障都會(huì)導(dǎo)致抽油機(jī)井出現(xiàn)卡泵的問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，隨著石油開(kāi)采深度的不斷加深，抽油機(jī)井中的凡爾罩可能會(huì)出現(xiàn)磨損的情況，當(dāng)磨損程度比較嚴(yán)重的時(shí)候，凡爾罩中的凡爾球就會(huì)在結(jié)構(gòu)中因?yàn)槟Σ磷枇Φ脑龃蠖鵁o(wú)法順利運(yùn)動(dòng)，從而使得流通的通道出現(xiàn)堵塞的情況。這就讓整個(gè)泵筒的空間形成了比較密閉的情況，結(jié)構(gòu)中的活塞也沒(méi)有辦法向下運(yùn)動(dòng)，最終出現(xiàn)地面光桿和驢頭不能夠同時(shí)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而出現(xiàn)卡泵的情況。

1.3 砂石造成的卡泵

在進(jìn)行石油的開(kāi)采工作中，異物造成的抽油機(jī)井卡泵出現(xiàn)的頻率也是比較高的，而在異物卡泵問(wèn)題中，出現(xiàn)頻率最高的異物則是砂石，砂卡泵。出現(xiàn)這種情況的原因則是，在石油開(kāi)采的過(guò)程中，在抽油機(jī)井開(kāi)展抽油工作時(shí)，因?yàn)榈貙拥膲毫κ潜鹊貙拥膹?qiáng)度要高很多的，所以在抽油機(jī)井進(jìn)行抽油的時(shí)候，油井中就會(huì)涌出大量的砂石，在砂石數(shù)量如此之多的情況之下，抽油機(jī)井很容易的就會(huì)出現(xiàn)卡泵的問(wèn)題。由于異物造成的卡泵問(wèn)題中，大部分的情況都是由于壓力的不均，導(dǎo)致砂石的涌出進(jìn)而導(dǎo)致卡泵的情況出現(xiàn)，除了砂石的原因外，還有很多出現(xiàn)卡泵問(wèn)題也是由于設(shè)備中結(jié)垢的數(shù)量過(guò)多造成的，這些都是異物造成卡泵的原因。

1.4 結(jié)垢造成的卡泵

在抽油機(jī)井進(jìn)行石油開(kāi)采工作的時(shí)候，由于結(jié)垢原因造成的卡泵現(xiàn)象也是十分多見(jiàn)的。由于原油中的成分比較復(fù)雜，油田中的原油結(jié)垢離子的含量比較高，在進(jìn)行石油開(kāi)采工作時(shí)，原油從溫度比較高的層流入到抽油井中的井筒時(shí)，原油的溫度會(huì)急劇下降，這就導(dǎo)致原本在原油中的各種結(jié)垢離子由于溫度的劇烈變化從而析出，吸附在油管之中。原油中的結(jié)垢離子大體上是以碳酸鹽類為主，結(jié)垢基本上會(huì)聚集在抽油機(jī)井的油管或者是其他管道以及抽油桿中。由于結(jié)垢離子中基本上都是由碳酸離子構(gòu)成的，而吸附在油管、抽油桿中的碳酸鈣結(jié)垢又十分的堅(jiān)硬和牢固，這些碳酸鈣結(jié)垢吸附在管道中時(shí)，而且在清理的方案選擇上，為了保證管道不被腐蝕，還必須要選擇一些腐蝕性比較小的化學(xué)溶劑，所以管道結(jié)垢導(dǎo)致的卡泵問(wèn)題后期的治理和維修工作難度是比較高的。從這個(gè)角度上來(lái)看，預(yù)防結(jié)垢造成的卡泵是十分重要的。其實(shí)不論是任何原因造成的卡泵問(wèn)題都是預(yù)防大于后期治理維修，而結(jié)垢問(wèn)題由于后期治理的麻煩程度比較高，所以在日常的石油開(kāi)采工作中更要做好結(jié)垢的預(yù)防工作[1]。

1.5 其他原因造成的卡泵

在抽油機(jī)井開(kāi)展抽油工作的時(shí)候，卡泵故障的出現(xiàn)原因是比較多的，大體上可以分為上述的三種，異物，工具磨損，堆積蠟過(guò)多以及下列的一種，下行的阻力過(guò)大，導(dǎo)致的開(kāi)采異常產(chǎn)生的卡泵問(wèn)題，原油通常情況下都處在地層之下，那么地層中的物質(zhì)是未知的，所以在開(kāi)采原油過(guò)程中的下行阻力也是不確定的。當(dāng)在進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中由于下行的阻力過(guò)大的情況，地面上的抽油機(jī)井會(huì)出現(xiàn)地面光桿和驢頭運(yùn)動(dòng)不同步的問(wèn)題，也就是會(huì)出現(xiàn)卡泵的情況。下行阻力過(guò)大的原因基本上可以分為兩種，一是外部的阻力過(guò)大，而是機(jī)械內(nèi)部由于磨損導(dǎo)致的摩擦阻力增大。另一方面，當(dāng)開(kāi)展石油開(kāi)采工作的過(guò)程中，當(dāng)閥門關(guān)閉的時(shí)候或者是冷輸區(qū)域出現(xiàn)堵塞的情況時(shí)候，機(jī)械內(nèi)部的油壓會(huì)隨之升高，這種情況也會(huì)使得抽油機(jī)井的下行阻力過(guò)大，進(jìn)而產(chǎn)生卡泵的問(wèn)題[2]。

2 預(yù)防抽油機(jī)井出現(xiàn)卡泵問(wèn)題的具體措施

2.1 堆積蠟過(guò)多造成卡泵問(wèn)題的預(yù)防措施

出現(xiàn)堆積蠟過(guò)多進(jìn)而造成抽油機(jī)井卡泵問(wèn)題的出現(xiàn)，究其本質(zhì)原因就是相關(guān)工作人員的清蠟，防蠟工作并沒(méi)有按照相對(duì)應(yīng)的規(guī)章制度來(lái)開(kāi)展工作，地面設(shè)備不可避免地就會(huì)出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，被腐蝕的程度也會(huì)越來(lái)越高，這就會(huì)產(chǎn)生壓力過(guò)低的情況。而清除蠟的有效手段就是使用熱清洗方法對(duì)油管中的堆積蠟進(jìn)行清理，而熱清洗會(huì)加速設(shè)備的老化和腐蝕，所以熱清洗的時(shí)間不適宜過(guò)長(zhǎng)，而清洗的時(shí)間過(guò)短的話則會(huì)出現(xiàn)堆積蠟清理不凈的情況出現(xiàn)，通常情況下熱清洗的時(shí)間要維持在兩小時(shí)到四小時(shí)之間，在這個(gè)時(shí)間段之內(nèi)，對(duì)設(shè)備造成的影響會(huì)降到最低，并且對(duì)油管內(nèi)堆積蠟的清理程度也是最高的。清理油管內(nèi)的堆積蠟第二種方式就是使用復(fù)合熱洗方法，如果在使用熱清洗之后對(duì)油管中堆積蠟的含量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)其中堆積蠟的含量沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的要求的時(shí)候，相關(guān)的工作人員就可以使用復(fù)合熱洗法，一般情況下來(lái)說(shuō)可以使用高壓的方式對(duì)油管進(jìn)行清洗。當(dāng)油管中堆積蠟的堆積情況較為嚴(yán)重的時(shí)候，要優(yōu)先使用高壓熱清洗辦法對(duì)其中的堆積蠟進(jìn)行清理。那么為了解決這個(gè)問(wèn)題，復(fù)合熱清洗這種清理方式就應(yīng)運(yùn)而生，復(fù)合熱清洗方法的開(kāi)始階段是要先對(duì)油管進(jìn)行半小時(shí)左右的預(yù)熱處理，減少堆積蠟對(duì)油管的吸附能力，然后再對(duì)油管中的堆積蠟進(jìn)行高壓沖洗，這樣一來(lái)就可以有效地清理油管中的堆積蠟。

2.2 工具磨損造成卡泵問(wèn)題的預(yù)防措施

工具磨損造成抽油機(jī)井卡泵的問(wèn)題預(yù)防措施主要從管理層面入手，因?yàn)樵谑偷拈_(kāi)采工作中工具的磨損是不可避免的，需要現(xiàn)場(chǎng)的工作人員定時(shí)定期的對(duì)抽油機(jī)井的各種設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有磨損的情況及時(shí)的開(kāi)展維修和治理工作。管理人員可以根據(jù)抽油機(jī)井的不同工具的磨損情況來(lái)進(jìn)行分類管理，首先要詳細(xì)地記錄具體的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和油井作業(yè)記錄，并且詳細(xì)地對(duì)施工圖進(jìn)行分析。其次管人員要經(jīng)常到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察，結(jié)合施工圖和生產(chǎn)資料進(jìn)行分析和觀察，發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中不尋常的情況立即采取相對(duì)應(yīng)的措施，從而避免抽油機(jī)井出現(xiàn)卡泵的情況。最后，要對(duì)抽油機(jī)井發(fā)生卡泵的次數(shù)和原因做出詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，具體問(wèn)題具體分析。

2.3 砂石原因造成卡泵問(wèn)題的預(yù)防措施

砂石原因造成的抽油機(jī)井卡泵問(wèn)題出現(xiàn)的一般比較突然，造成的損失可能也會(huì)很大，所以在日常的時(shí)候開(kāi)采工作中要著重的注意對(duì)砂石原因造成的卡泵問(wèn)題。注意開(kāi)采工作中砂石對(duì)設(shè)備的影響，并及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題然后解決問(wèn)題。在石油開(kāi)采的工作中，如果發(fā)現(xiàn)地層內(nèi)的壓力和地層本身的強(qiáng)度差距過(guò)大的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)的工作人員就要提前做出準(zhǔn)備，當(dāng)卡泵問(wèn)題出現(xiàn)的時(shí)候第一時(shí)間做出反應(yīng)，減少卡泵帶來(lái)的損失。如果抽油機(jī)井在近期已經(jīng)作了熱清洗工作對(duì)其中堆積蠟進(jìn)行清洗，并且抽油機(jī)的負(fù)荷并不是很高，而且進(jìn)行出現(xiàn)過(guò)壓裂井，套管錯(cuò)斷井，當(dāng)前油田的地層出現(xiàn)過(guò)砂石，現(xiàn)場(chǎng)工作區(qū)域的光桿向下的阻力非常大并且已經(jīng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)了。在這些情況出現(xiàn)的時(shí)候，抽油機(jī)井出現(xiàn)卡泵的情況就可以基本上肯定是砂石的原因?qū)е碌?。那么現(xiàn)場(chǎng)的工作人員應(yīng)當(dāng)首先對(duì)設(shè)備進(jìn)行打卡處理，如果情況不能得到緩解的話，工作人員就要將設(shè)備中的活塞提出并對(duì)泵筒進(jìn)行細(xì)致的高壓清洗。

2.4 結(jié)垢原因造成卡泵問(wèn)題的預(yù)防措施

隨著石油開(kāi)采工作的不斷深入，地層中原油的離子平衡就會(huì)被打破，地層中的碳酸氫根就會(huì)轉(zhuǎn)化成碳酸根。當(dāng)?shù)貙又械奶妓岣可仙臅r(shí)候，抽油機(jī)井將碳酸氫根含量豐富的石油抽到地面時(shí)，在油管中形成碳酸鹽的沉淀，沉淀的質(zhì)量達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)在油管中形成碳酸鹽結(jié)垢。這些碳酸鹽結(jié)垢屬于晶型垢，如果因?yàn)榻Y(jié)垢原因?qū)е碌目ū煤笃诘那謇砉ぷ麟y度會(huì)十分大，進(jìn)而影響到石油開(kāi)采的效率，使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到不小的損失。所以，在實(shí)際的工作中要著重對(duì)這種原因造成的卡泵進(jìn)行預(yù)防。經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)資料可以得知，當(dāng)抽油機(jī)井即將出現(xiàn)結(jié)垢的情況之前時(shí)，采出液的pH值會(huì)有明顯的升高，當(dāng)抽油井中的結(jié)垢到臨界點(diǎn)的時(shí)候，采出液中的鈣離子和鎂離子數(shù)量會(huì)明顯的減少，碳酸氫根轉(zhuǎn)化成碳酸根的數(shù)量也會(huì)減少，從而進(jìn)入到結(jié)垢期。所以現(xiàn)場(chǎng)的工作人員要定時(shí)定期的對(duì)采出液的pH值進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)采出液的pH值大于9的時(shí)候則是表示管道內(nèi)已經(jīng)進(jìn)入了結(jié)垢期，相關(guān)工作人員要及時(shí)采取相應(yīng)的清理措施，防止管道內(nèi)結(jié)垢的數(shù)量增多，以免導(dǎo)致卡泵的情況出現(xiàn)。

2.5 其他原因造成卡泵問(wèn)題的預(yù)防措施

一般由于設(shè)備自身情況所產(chǎn)生的卡泵問(wèn)題通常被稱之為假卡泵，假卡泵這種現(xiàn)在的治理難度不高，大多數(shù)都是一些意外情況，比如說(shuō)在油水井的生產(chǎn)過(guò)程中，抽油桿由于作用力的原因出現(xiàn)斷脫的情況，造成桿下不去，這種就是典型的假卡泵問(wèn)題，那么判斷假卡泵的實(shí)際操作是現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)的工作人員可以使用管鉗對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如果可以輕松地旋轉(zhuǎn)并且不反彈，就可以直接判斷為假卡泵，對(duì)抽油井的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單調(diào)整就可以修復(fù)。還有一種情況出現(xiàn)的頻率也比較高，由于冀東油田處于我國(guó)的東部，在冬季的時(shí)候氣溫比較低，所以抽油機(jī)井的減速箱中的機(jī)油很容易受到溫度的影響出現(xiàn)冷凝的情況，那么一旦機(jī)油發(fā)生冷凝，就會(huì)導(dǎo)致減速箱內(nèi)部的齒輪無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這種情況也會(huì)出現(xiàn)假卡泵的情況。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，抽油機(jī)井出現(xiàn)卡泵的原因可以總結(jié)為五個(gè)：堆積蠟過(guò)多、砂石原因、工具磨損原因、結(jié)垢原因以及其他原因。本文通過(guò)對(duì)這五種原因?qū)е碌目ū脝?wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析后提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，相關(guān)工作人員可以在實(shí)際工作中通過(guò)預(yù)防的措施來(lái)減少卡泵問(wèn)題對(duì)石油開(kāi)采工作的影響。