淺談深井采用的配套工藝設(shè)計和應(yīng)用

1、<p>　　淺談深井采用的配套工藝設(shè)計和應(yīng)用</p><p>　　摘 要：隨著油井開采深度的不斷加深，油層的壓力會慢慢變小，油井的動液面也會不斷下降，使得自噴能量慢慢消失，最終影響到油井的正常生產(chǎn)。所以，為能充分采掘到深井的石油，就必須配套相關(guān)的深井采油工藝技術(shù)。本文主要以有桿泵采油工藝、有桿泵-電潛泵接替舉升工藝及深井采油配套工具三個方面為切入口，闡述了這些配套工藝的設(shè)計和應(yīng)用，為實現(xiàn)開采深井石油，提

2、供了更加有效的手段。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：采油工藝 深井采油 深抽工藝 </p><p>　　一、有桿泵采油工藝優(yōu)化設(shè)計 </p><p>　　有桿泵采油是石油開采作業(yè)中重要的人工舉升方式之一，但是隨著油井深度的加深，深井泵排量與地層供液能力不匹配，使得有桿泵采油系統(tǒng)的采油效率降低。因此，我們需要對桿柱、抽汲參數(shù)等進行改造、優(yōu)化和升級。 </p>

3、;<p>　　1.抽油桿柱強度設(shè)計準(zhǔn)則。在對抽油桿柱的強度進行改造優(yōu)化的時候，需要遵循“盡量使桿輕量化”和“等應(yīng)力幅強度”的設(shè)計準(zhǔn)則。前者是指在進行桿柱設(shè)計的時候，除頂級桿外，其余各級桿柱的強度應(yīng)力都要求跟許用強度一樣，通過這樣的設(shè)計方式可以令到設(shè)計出來的桿柱組合盡量輕量化；后者是指最大應(yīng)力和最大最小應(yīng)力差值對抽油桿的影響，等應(yīng)力幅準(zhǔn)則綜合考慮這個因素的影響，可以使桿柱的設(shè)計更加安全合理。 </p><

4、p>　　2.抽油桿實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計的方法。首先是在充分考慮抽油桿柱的彈性振動影響基礎(chǔ)上，計算出光桿的最大載荷和最小載荷，計算的方法一般采用懸點負(fù)荷計算方法；其次是采用數(shù)值法設(shè)計抽油桿柱，其設(shè)計過程一般是：確定抽油桿的抗拉強度和級別，設(shè)計抽油桿每一節(jié)的長度，每一節(jié)加起來的總長度以油井泵所要下到的深度為準(zhǔn)；根據(jù)懸點法求出最大載荷和最小載荷，求出抽油桿最上一節(jié)的實際使用時的系數(shù)，并以此作為每一級抽油桿的實際使用系數(shù)；基于每級抽油桿的最小應(yīng)力

5、，求出每級抽油桿的設(shè)計長度；最后，對比每級抽油桿前后的長度是否有較大的誤差，如果出現(xiàn)較大誤差，則需要重新計算新長度，一直到假設(shè)長度與重新計算出來的長度小于給定誤差并保證總的長度要跟泵掛的深度一樣。 </p><p>　　3.選擇深抽井的材質(zhì)和級別。用于比較深度比較深的油井，應(yīng)該選用高強度的抽油桿，一般是選用H級或D級的，腐蝕性的油井則一般選用玻璃鋼抽油桿。D級別的抽油桿，它的抗拉強度一般在794-965MPA之間

6、，通過多級組合可以達到一定深度的油井，但要注意抽油桿的組合直徑要保持不要太大，太大將會增加抽油機懸點的載荷和能耗。H級別的抽油桿一般是為適應(yīng)對高粘高凝原油油井的開采而產(chǎn)生的，它主要使用的長沖程大泵體液和深抽強采技術(shù)，這類抽油桿一般屬于超高標(biāo)準(zhǔn)的抽油桿。 </p><p>　　4.選擇型號合適的抽油機。在計算光桿的最大載荷和最小載荷的時候我們不但考慮了泵的下井深度，而且也考慮了抽油桿的動力學(xué)原理，即是不僅考慮幾何和

7、系統(tǒng)慣性，也要考慮動力因素。所以，在選擇抽油機的時候要普通曲柄平衡和空氣平衡類的抽油機，即要選用平衡軸承直接位于齒輪減速箱曲柄軸的上方那種。 </p><p>　　二、有桿泵-電潛泵接替舉升系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 </p><p>　　采用有桿泵和電潛泵來設(shè)計接替舉升系統(tǒng)，這種系統(tǒng)所采用的是聯(lián)合使用兩種舉升方式，實現(xiàn)對深井進行采油作業(yè)，它的主要構(gòu)件有有桿泵、電潛泵和儲能器，設(shè)計的時候要合理利用兩者的

8、效率。 </p><p>　　1.設(shè)計高強度的井下管柱。對于普通的油井，只需采用一級油管就可以滿足設(shè)計需求了。但是，對于深井來說，深度超過一定程度，一級油管的強度就滿足不了需求，這種情況下，就必須對油管的設(shè)計進行重新組合優(yōu)化，使油管的強度能滿足正常的采油作業(yè)。 </p><p>　　2.優(yōu)化儲能器。儲能器是有桿泵-電潛泵接替舉升系統(tǒng)的重要組成部分，首先它可以引導(dǎo)油流從電潛泵系統(tǒng)流入到有桿泵

9、系統(tǒng)，在兩系統(tǒng)間起連接作用；其次，有桿泵在上沖程的時候吸收液體，下沖程的時候排出液體，而電潛泵是連續(xù)排液系統(tǒng)，因此在下沖程的時候就需要用到儲能器在設(shè)備做下沖程的時候?qū)⒁后w儲存起來；最后，儲能器可以起調(diào)節(jié)作用，基于電潛泵和有桿泵的特性，在下沖程的時候固定閥會關(guān)閉使得電潛泵處于憋壓狀態(tài)，長期以往就會影響使用壽命，因此，儲存器要能夠?qū)㈦姖摫眠B續(xù)排出的液體儲存起來，減小兩泵承受的壓力，改善泵的工作壓力。 </p><p>

10、;　　三、深抽井配套工具優(yōu)化改造 </p><p>　　目前，我國使用于深油井的配套工具主要由深抽泵、抽油桿減震器、油管錨定器和減載器等工具。 </p><p>　　1.深抽泵。在深油井里，普通的抽油泵在泵壓、泵掛和泵效方面都滿足不了開采的需求，所以需要配用深抽泵，這種深油泵使用的是雙工作筒管式，該種泵筒壁有雙層，比較厚；抽油泵的閥球采用的是硬質(zhì)合金，能承受45MPA的壓力，允許最大泵掛能

11、達到4500米，間隙是II級。這種深抽泵可以避免出現(xiàn)液柱壓力過大出現(xiàn)脹泵的情況，即使是連續(xù)長時間的工作也不會因為勞損而產(chǎn)生破壞；同時，也可以減少由于液柱受到的負(fù)荷過大而引起的泵與泵之間摩擦?xí)r產(chǎn)生的原油漏失量。 </p><p>　　2.減震器和減載器。使用深抽油桿減震器可以緩解沖擊載荷的力度和頻率，降低抽油桿斷脫事故的發(fā)生概率。減載活塞的上下斷面分別受到油套不同壓力系統(tǒng)的作用，并會形成一個壓力差，這個壓力差會產(chǎn)生

12、一個作用力，這個作用力最終會對減載活塞的下端面產(chǎn)生壓力作用，使得它產(chǎn)生一個向上的舉升力，這個力能達到減輕抽油機驢頭懸點載荷的目的。減載器的安裝位置一般在泵掛的二分之一處，位于動液面以上。 </p><p>　　3.錨定器。隨著油井深度的加深，管柱和桿柱也要適當(dāng)?shù)募娱L，與此同時，油管油桿會受到來自多個方面的力，受力情況也變得更加復(fù)雜。這個時候，通過使用錨定器可以將油管的下端固定住，使得油管只受到拉力的作用，從而可以

13、達到防止油管變形、減少沖程損失的目的。另外一個原因是，隨著泵掛深度加大，抽油桿及油管沖程的能耗損失比較大，沖程的效能也沒能得到完全發(fā)揮，因此需要用到錨定器。 </p><p>　　4.低磨阻接箍及其他工具。在深井采油作業(yè)中，抽油桿和油管摩擦力會變得比較大，產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦損耗，這時候就需要采用比普通接箍材料強度更高、韌性更好的接箍材料，然后對材料再施加一種特殊的工藝處理，使在其表面形成一層耐腐蝕層，這種耐腐蝕層具有

14、強度更高、硬度更高、磨阻更低的特點，可以使得表面的摩擦力變小，強度也會大幅提高，從而達到減輕抽油桿和油管的磨擦損耗，延長使用的壽命。最后，為提升深井配套工藝設(shè)計的應(yīng)用效果，還需要根據(jù)實際的使用需求，合理使用扶正器、泄油器、防脫器、刮蠟器和管桿旋轉(zhuǎn)技術(shù)等，通過使用這些器具，可以有效提升深井抽油桿的性能并防止斷脫。 </p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b></p><

15、;p>　　綜上所述，開采油田深度的加深，開采的難度也會越來越高，對開采的配套設(shè)備工藝也會提出更高的要求。所以，為保障深井開采的產(chǎn)油量，就必須對配套設(shè)備和工藝進行優(yōu)化設(shè)計，采用高強度深抽泵、接替舉升系統(tǒng)以及各種配套工具，為合理開發(fā)深度油井提供有效的工藝。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]張懷光.側(cè)鉆井完井采油配套工藝技術(shù)

16、探討[J].中國化工貿(mào)易，2013（4）：45 </p><p>　　[2]張立民.淺層油藏水平井采油配套技術(shù)[J].石油工程建設(shè)，2010（31）：26 </p><p>　　[3]郭廣文.水平井采油工藝現(xiàn)狀分析與發(fā)展趨勢研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011（9）：54 </p><p>　　作者簡介：王剛（1977～），男，遼寧鐵嶺人，碩士，工程師，主