抽油泵修旧再利用工艺_王雷.pdf

2023 年 第 2 期 化学工程与装备 2023 年 2 月 Chemical Engineering&Equipment 139 抽油泵修旧再利用工艺 抽油泵修旧再利用工艺 王 雷（大庆油田采油六厂工艺研究所举升技术室，黑龙江 大庆 163000）摘 要：摘 要：在国内外的原油生产中，机械采油占据着主要的地位，而在机械采油中，抽油机采油是最基本，也是最广泛的采油方式，其中抽油泵是抽油机采油方式中扮演这心脏的角色，其质量的好坏不光影响到原油的产量，也对作业的成本有着极大的挑战。但随着抽油泵在井下工作时间的延长，会产生泵筒腐蚀、结垢以及凡尔不严的情况发生，更换下来的抽油泵有一部分并没有完全损坏，如果不进行回收再利用，会造成巨大的经济浪费，尤其在我厂的抽油机井在检泵时无论检泵原因，均会使用新泵，增加了检泵成本，对于那些有修复价值的抽油泵可以进行二次利用，每一台修复泵的价格是新泵的一半，对于实现油田生产的废旧物资再利用、降本增效具有巨大的意义。关键词：关键词：抽油泵；修复；降本增效 前 言 前 言 截至目前我厂抽油机共检泵 1364 井次，平均检泵周期681d。因泵问题导致检泵为 564 井次，占比 41.3%。其中有800 井次是泵以外的其他问题造成的检泵，但由于目前我厂的换泵标准是：无论是检出什么原因，都会更换抽油泵，导致这部分井造成的换泵费用高达 347 万元。这些非泵问题井的平均检泵周期为 568d，低于全厂平均检泵周期 113d，说明大部分井在泵问题出现前因其他原因检泵。这不但增加检泵成本，而且对无问题的抽油泵也是一种资源的浪费，因此提出抽油泵修旧利废措施，对于一些从井上起出的抽油泵除了外观有些腐蚀外，内部结构并没有完全损坏的抽油泵进行拆检分析，进而根据损坏部位及原因，完善抽油泵的修复标准。1 抽油泵的修复方式 1 抽油泵的修复方式 抽油泵的修复主要是由检泵或措施作业更换下来的旧泵作为依托，根据这部分旧泵的损坏程度一般分为抽油泵检修以及抽油泵大修两种维修方式。抽油泵检修主要是对于从井上回收的下井时间较短的旧泵，经过外观检查、阀球及阀座密封性检测、对于密封不好的，更换新零件，在经过打压实验，直到最大的漏失量达到标准并经过第三方检测无问题为修复合格，但这种检修方法需要对回收的旧泵有很高的要求，修复的成本低但下井后故障率高。抽油泵的大修主要是将从井上回收的旧泵全部进行解体，并对各个部件进行检测，挑选出合格的零件在进行重组，不合格的零件进行报废处理，缺少的零部件将购买新件进行替换，在经过打压实验，直到最大的漏失量达到标准并经过第三方检测无问题为修复合格。这种的维修方式的成本较高工作量较大，修复的周期长，但故障率低，下井后的运行周期长。前期由于采用抽油泵检修的方式出现凡尔漏失返工的现象发生，根据我厂送修的旧泵的磨损程度，后期送修旧泵采用抽油泵大修的方式进行维修。2 抽油泵修旧流程 2 抽油泵修旧流程 2.1 旧抽油泵的选择 修复泵主要用抽油机井作业后更换的旧泵进行修复，修复成功比例为 1:2。我厂更换旧泵来源为检泵作业和措施作业，一部分抽油泵随着作业起出后泵并未损坏并且外观较新的旧抽油泵作为优先选择；对于凡尔漏失、卡泵、外观较旧的抽油泵作为次要选择；对于各部件有缺失的抽油泵可作为备用选择的三种选择方式。2.2 抽油泵修旧工艺流程 抽油泵修复的工作流程：回收抽油泵、初步检验筛选、清洗、解体拆卸（重点柱塞的拆卸）、泵筒柱塞的检测、打磨、组装、密封性试压检验、喷漆、出厂。2.3 各部位修旧标准及注意事项 表 1 旧抽油泵修复标准及注意事项 表 1 旧抽油泵修复标准及注意事项 工序 修旧标准 注意事项 解体拆卸 拆解应采用专用工具或机具 拆卸工具不能损伤柱塞的外表面 防止柱塞发生弯曲形变，发生变形的泵不能修复。内清洗 零部件内部的无明显附着物 柱塞、泵筒内表面结垢，不能进行修旧 DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.02.078140 王 雷：抽油泵修旧再利用工艺 泵筒检验 内壁无明显腐蚀、磨损、拉伤；螺纹无损坏，泵筒的内表面粗糙度 Ra 不大于 0.4m，并呈镜面光滑 对泵筒进行矫直机检查直线度，对于不合格泵筒不能进行修复 柱塞检验 表面无损伤、腐蚀、磨损等状况；柱塞外表面粗糙度 Ra 不大于 0.4m，圆柱面的轴线直线度公差不大于 0.03mm，柱塞外径的密封面应使用专用的仪器进行检验，用这种方法确保在整个柱塞长度内维持给定的间隙。专用仪器测量应达到0.013mm 对于柱塞的外径进行测量后要进行等级评估，对于柱塞与泵筒间隙量小于 0.013mm 的需进行在加工 固定凡尔球、座、罩的检验 凡尔球、凡尔座表面无损伤、变形、腐蚀；球座总成在密封面处进行抽压试验，3min 内无泄漏凡尔罩断不能进行修复 零部件重新组装 接箍、接头两端螺纹应无缺陷，螺纹连接应均匀轻快无卡阻 组装前每个零件应擦拭干净；柱塞两端螺纹应涂抹厌氧密封胶、其余螺纹涂抹防腐润滑剂；应保证每个零件的型号相匹配 密封性检验 在 10MPa 的压力下稳压 5min，最大漏失量达到标准 打压时，仪器附近严禁站人，以免由于压力过高造成伤人 表 2 各型号抽油泵最大漏失量标准 表 2 各型号抽油泵最大漏失量标准 泵间隙 1 级 2 级 3 级 泵型 mm 最大漏失量 ml/min 57 355 745 1360 70 550 1170 2530 83 试验压力 10MPa 650 1380 2920 对于旧修复泵的维修标准严格按照该表格的标准执行，将不合格的旧泵筛选出来，拆卸、对柱塞和泵筒的检验都采用专业的仪器，保证出厂的每个修复泵的质量都能达标。3 旧泵的损坏原因及对应的修复方法 3 旧泵的损坏原因及对应的修复方法 3.1 凡尔漏失 在油井抽汲的过程中，由于凡尔球与凡尔座长期的撞击会导致球座之间出现间隙，或由于死油、蜡块及其他杂质吸入泵凡尔罩内，粘附在凡尔座、凡尔球等处造成凡尔不能坐封而漏失。修复方法：由于凡尔球与凡尔座长期的撞击导致之间出现间隙的球座将进行新零件的更换，并进行打压试验，保证球座总成的密封；由于死油、蜡块及其他杂质的粘附导致的球座不严问题，可通过喷涂打磨的手段将凡尔球座进行更新，并进行打压试验，确定打磨的球座密封不漏光方可进行使用。3.2 凡尔罩断脱 凡尔罩断脱也是造成抽油泵损坏的问题之一，而造成凡尔罩断脱主要是由于抽油泵在油井中上下往复抽汲运动中，不可避免地将会有交变应力作用在凡尔罩上，根据计算柱塞在泵筒中每天的往复运动可达到 8000 次10000 次，频繁的应力作用于凡尔罩会导致凡尔罩的疲劳损坏导致断脱现象的发生；其次凡尔球的频繁撞击，液流速度的不均匀性，凡尔球的连续开启和关闭的运动轨迹是随机性的，凡尔球对凡尔罩的高频碰撞磨损也是造成凡尔罩疲劳断脱的主要因素。修复方法：抽油泵的修复的初期只是对较好外形的凡尔罩进行打磨翻新的方式进行维修，但打磨过后会造成凡尔罩爪壁变薄，在受到较大应力时易造成凡尔罩断脱，在送库抽检时发现此类问题并对厂家提出整改意见，为了解决凡尔球对凡尔罩冲击性磨损同时提高凡尔罩出油槽的抗拉能力将游动凡尔罩的阀球腔与出油腔通过挡板分离，形成游动凡尔总成，使凡尔球起跳时不进入凡尔罩的出油腔与凡尔罩的出油端面不直接接触从而解决了凡尔球对凡尔罩频繁碰撞和研磨损耗。3.3 柱塞拉伤及卡泵 柱塞在泵筒运行过程中由于间隙配合过小，频繁上下往复运动会造成磨损，时间长柱塞会有拉伤，而且柱塞长期在油水混合液中工作，在抽汲时有一部分压裂砂和地层砂被吸入泵筒，造成卡泵的发生。修复方法：由于柱塞上的内通径较小。在抽油泵修复 王 雷：抽油泵修旧再利用工艺 141 清理的过程中缝隙中的垢质难以清理，大大增加了抽油泵的修复难度及修复质量。为解决这一问题，按照柱塞的内径设计加工了适合各种柱塞尺寸的长约 1cm、直径较柱塞内径小3mm 的钢制刮削头，可以依靠刮削头锋利的棱角将附着在柱塞内径上的垢质成分清理干净，提高了抽油泵的修复质量。4 抽油泵修旧再利用情况及效益评价 4 抽油泵修旧再利用情况及效益评价 4.1 修复及使用效果 2021 年我厂共进行抽油泵修旧计划 980 台，截至 10 月初，累计完成修复 690 台，其中57mm*4.2 抽油泵 400 台；70mm*4.2 抽油泵 270 台；83mm*4.2 抽油泵 20 台。已完成抽油泵修复下井实验工作 54 井次。通过对检泵前后修复泵下井的液量与泵效的对比，57mm 修复泵井日产液量由 38t/d 升为 41t/d，液量上升7.9%，泵效由 53.6%升为 60.5%，泵效上升 12.9%。70mm修复泵井日产液量由 49.3t/d 升为 60.5t/d，液量上升22.7%，泵效由 45.8%升为 57.7%，泵效上升 26%。83mm修复泵井日产液量由92.3t/d升为95.8t/d，液量上升3.8%，泵效由 65.1%升为 67%，泵效上升 2.9%。通过下井前后数据对比说明单井产液量及泵效并不会因为下入修复泵而有明显下降趋势，相反充满系数有所上升，后续将对比修复泵的检泵周期进行评价，目前 54 井中有一口井由于凡尔漏失造成返工，其余均运转正常。4.2 经济效益评价 根据修复泵现场试验效果可以看出，修复泵在抽汲效果上与常规泵相同，单次作业节约成本为泵本身价值。同时对二次作业费用、工具费用的对比：其中：抽油泵修复比正常检泵节约的费用：单次作业的泵成本。抽油泵修复比正常检泵造成的效益损失：检泵周期缩短，额外增加作业成本；作业躺井影响产油，造成效益损失。假设修复抽油泵的检泵周期为 Xd,则：单次作业节约成本=泵费用 检泵周期缩短造成的额外作业成本=(764-X)764单次作业成本 作业躺井影响产油造成的效益损失=(764-X)764检泵作业平均躺井时间平均日产油原油价格 通过该公式算出，修复泵的检泵周期达到 496d 以上，则经济效益为正。且随着修复泵的运行周期提高，收益继续提高。5 结论与认识 5 结论与认识（1）对抽油泵在工作过程中可能出现的泵况问题进行了分析，并在使用和修旧过程中对各部件进行改进，保证了修复的质量，提高了修旧利废的经济效益。（2）修复泵在试验过程中表现出与常规泵相当的抽汲能力，对油井正常生产无影响。（3）就抽油泵的修复的方法及使用的效果进行评价，通过前期下入修复泵的泵效及产液量对比及修复标准、修复后的技术指标、经济效益进行了论证，证明抽油泵的修旧工艺对于我厂检泵成本的节约具有重要意义。参考文献 参考文献 1 曹广超,付海军.抽油泵故障要因分析及对策J.化学工程与装备,2011(05).2 申振坤,段国栋,樊云,等.抽油泵修复技术在姬塬油田的应用C/第十三届宁夏青年科学家论坛论文集.3 抽油泵再制造标准：Q/SY DQ2018-083S.