王海强
中原油田分公司文留采油厂工艺研究所 河南 濮阳 457001
摘要：随着文留油田进入注水开发中后期，井况恶化日益严重，影响油井生产的两大难题：一是部分区块地层压力下降，泵挂加深后导致泵效降低；二是文北油区地下储层是以粘土矿物作为胶结物的泥质砂岩，30多年强注强采导致胶结物疏松脱落，油井出砂严重产生砂埋产层引起油井减产或停产。为保证油井正常生产和提高油井开发效益，经过技术调研引进了具有“防砂、防气和低漏失”优点的专利产品新型多功能抽吸装置，目前已应用了45口井，工艺成功率100%，使用后平均单井日增油0.5t/d，泵效提高2.3%，检泵周期延长62天，该工具解决了注水开发后期砂岩油藏因出砂导致油井检泵周期短和深抽油井泵效低的难题，取得了较好的经济效益和社会效益。
主题词：多功能 自洁式 低漏失 防砂
前言
文留油田已进入注水开发中后期，地层压力降低，部分井泵挂不断加深，抽油泵的工作环境愈加恶劣。目前很多油井下泵深度已超过2000米，井下泵筒在近20MPa内外压差的作用下，会产生膨胀变形，导致抽油泵在生产过程中的实际漏失量增大引起泵效的降低。另外文北油区地下储层是以粘土矿物作为胶结物的泥质砂岩，经过30多年的注水开发，强注强采导致生产压差不断放大，注水的冲击导致疏松的胶结物脱落，油井出砂较为严重。出砂的危害主要表现在：砂埋产层造成油井减产或停产；高速的砂粒造成地面及井下设备加剧磨蚀；地层出砂在泵筒内沉积导致抽油泵固定阀座不严，需要频繁洗井，洗井无效需上作业检泵，严重制约了油井的正常生产。据统计，2018年有172口井产出液含砂，占抽油机井总开井数34.8%。因此2019年我们引进了具有“防砂、防气和低漏失”优点的专利产品新型多功能抽吸装置[1]，专利号：ZL 2017 2 0915745.X。目前已在文留采油厂应用了45口井，工艺成功率100%，该工具解决了注水开发后期砂岩油藏因出砂导致油井检泵周期短和深抽油井泵效低的难题，取得了较好的经济效益和社会效益，建议在其他同类型油田推广使用。
1.工具结构及主要技术参数
新型多功能抽吸装置由抽吸总成和自洁式防砂油气分离装置两大部分组成，下井顺序是抽吸总成在上部起抽油泵的作用，自洁式防砂油气分离装置[2]在下部，根据油井供液能力可以安装在总成下部200米以内，也可以直接安装在总成下端。
1.1 新型多功能抽吸装置结构剖面图
如图1所示，新型多功能抽吸装置的抽吸总成主要由上接头、外泵筒、内泵筒、配套防断脱上游动凡尔的柱塞、下接头、固定凡尔等主要部件组成。
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图1 新型多功能抽吸装置的抽吸总成结构剖面图
如图2所示，自洁式防砂油气分离装置主要由上接头、排气孔、外管进液孔、螺旋片、内部绕丝防砂芯管和下接头组成。
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1.2技术参数
(1) 新型多功能抽吸装置开发了系列产品，抽吸总成按柱塞直径分类有Φ32mm、Φ38mm、Φ44mm、Φ57mm共4个型号，最大外径89mm，长度7.1m。
(2) 抽吸总成上下两端螺纹： 23/8 ″UPTBG。
(3) 柱塞长度1.2m，柱塞连接螺纹为Φ19mm抽油杆螺纹[3]。
(4) 该抽吸总成可满足最大冲程5.0米。
(5) 自洁式防砂油气分离装置长度2.5m，最大外径89mm，上端螺纹： 23/8 ″UPTBG，下端螺纹： 23/8″TBG。
1.3使用注意事项
(1) 装卸小心轻放、不允许碰撞、掉落，摆放时其下部每隔1-2m加垫支撑，严禁堆放、互相挤压，以免弯曲变形。
(2) 运输和下井前护罩和两护帽不允许损坏、丢失，以防损害螺纹及砂、土、泥、水、等物进入。
(3) 严禁摆放在室外，以免因温差造成变形和风沙雨水的侵蚀。
(4) 拆卸时应采用不会咬伤金属的专用扳手或摩擦扳手，不可敲击或捶打，检泵时，将油气分离器表面清洗去污，检查其丝扣是否磨损、损坏。
2. 关键技术及工作原理：
(1)抽吸总成
该装置参照超深低漏柱塞泵专利技术，在普通整筒泵的基础上加装了承力外管，泵筒底端固定在外管上，上端悬空。工作时，泵筒与外管环形空间内充满液体，内外压差平衡，大大改善了泵筒的工作环境,与普通管式泵对比，具有低漏失的优点，深抽井可以提高泵效。另外上游动凡尔总成采用防断脱结构，能适应3500米以上泵挂深度。
工作原理：抽吸总成和常规管式泵的工作原理一样，上冲程完成一次排液和一次进液过程，下冲程完成一次排液过程。
(2) 自洁式防砂油气分离装置
该装置采用流体力学原理设计制造，安装抽油泵下取替其它进液工具，液体由该装置外管进液孔进入，通过螺旋片的离心作用实现气、砂、液自动分离，分离出的气体由上部四个排气孔排入油套环空，分离出的砂子沉入尾管中，分离后液体从内部绕丝防砂芯管进入抽油泵。由于液体经螺旋片离心作用后进入内部绕丝防砂芯管，还可起到自我清洗的作用，把绕丝管壁上的残存的砂子冲刷掉。在此过程中有五大功能，分别是双层过滤、防砂、自洁、防气、沉砂功能。
3. 现场应用效果
2019-2020年在文留采油厂应用新型多功能抽吸装置45口井，工艺成功率100%，使用后平均单井日增油0.5t/d，泵效提高2.3%，检泵周期延长62天，该工具解决了注水开发后期砂岩油藏因出砂导致油井检泵周期短和深抽油井泵效低的难题，取得了较好的经济效益和社会效益，具有较高的推广应用价值。
典型井例：文16-41，措施前工作制度38×4.8×3.5，日产液8.6t/d，日产油1.7t/d，泵挂2420m，动液面在2250m，泵效31.2%，检泵周期332天， 2018年5月10日结合检泵作业配套?38mm新型多功能抽吸装置，泵挂2545m，措施后工作制度38×4.8×3.5，日产液12.4t/d，日产油2.8t/d，动液面下降至2356m，泵效45.1%，提高了13.9个百分点，功图正常，因提液放大了生产压差，含水下降，日增油1.1t，深抽增产效果显著，免修期已达到542天。
4. 结论与认识
(1) 新型多功能抽吸装置在出砂油井上的成功应用，解决了注水开发油田高含水后期油井出砂导致检泵周期短的难题，现场应用效果可以证明其设计合理，防砂效果好，且具有提高泵效的特点。
(2) 新型多功能抽吸装置在深抽油井上的应用，解决了深抽井泵效低和柱塞上凡尔罩易断脱的难题，满足了油井深抽提液需求，取得了较好的经济效益和社会效益，具有较高的推广应用价值。
参考文献：
[1] 沈迪成，抽油泵[M].北京.石油工业出版社,1994:152-155
[2] 成大先，王德夫，韩学铨，等.机械设计手册[M],北京.化学工业出版社，2009:101-111
[3] 樊金侠 段敬黎 周勋等.抽油泵柱塞开口阀罩断裂原因分析及改进措施[J].石油矿场机械，2011，40（6）：26-29.
第一作者简介： 王海强 ，男，1970年生，工程师，1997年毕业于中原石油学校石油炼制专业。