抽油泵失效原因简析及应对措施

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【摘要】抽油机井作业施工过程中，由于抽油泵失效造成的作业返修占到40%以上，造成抽油泵失效的原因很多，有作业施工质量、采油矿管理、地层影响以及泵本身质量等问题。由于以上问题的存在，造成作业工作量加大、原油产量紧张、开采成本增加。本文就抽油泵失效原因进行了简要分析，提出了防范措施。

【关键词】抽油泵 失效 措施

1 失效原因简析

2011年1月―2012年12月抽油泵质量鉴定分类表1所示。

1.1 作业施工质量方面

由于现场条件和周围环境的限制，不能保证下井管杆的清洁。同时由于控制成本，部分老化的管杆还在继续使用，地面部分泥土、砂粒、管杆壁上的铁锈、垢、死油等沉淀到固定阀上，造成阀密封不严或堵塞阀球，在活塞上下运动时造成活塞发卡不能正常抽油；某些泥质含量较高油井，在抽油过程中，出现周期性的固定阀堵塞，需多次作业更换固定阀座。从现场取出来的固定阀看，都有污物沉淀。如C11-10井，2012年3月31日下总机厂D44mm×3.3m新泵，未生产，示功图反映为泵漏，提出后鉴定发现泵筒和固定阀内被铁屑塞满，致使阀球与阀座座封不严。近两年鉴定的87台抽油泵中，43台属于此类情况，只是铁屑、碎石块、胶皮、杂草、粘稠状死油块等污物不同。

1.2 地层因素影响

由于地层条件复杂，地层出砂严重、产出液的高含水腐蚀性，不同程度的造成泵筒、柱塞、球阀的磨损腐蚀，使抽油泵失效。

1.3 抽油泵本身质量问题

目前泵筒本身质量问题主要是由材质与加工工艺引起，导致固定凡尔刺漏、活塞上罩脱断、泄油器销子刺坏、柱塞与泵筒间隙变大。现就引起抽油泵失效占比重大的凡尔失效进行原因分析。

1.3.1 凡尔失效

（1）热处理工艺的影响。

固定凡尔大都采用6Cr18Mo或9Cr18Mo材料制成。Cr在调制结构钢中的主要作用是提高淬透性，使钢经淬火回火后具有较好的力学性能；而Mo在钢中能提高淬透性和热强性，防止回火脆性。在热处理工艺中处理不当，将会造成固定凡尔的刺漏。

（2）液击和气蚀的影响。

在绝大多数情况下，抽油泵达不到理想工况，在上冲程过程中，泵腔内液体未充满时，泵腔顶部将出现低压气顶，在下冲程过程中，在活塞接触液体前游动阀处于关闭状态，与液体接触的瞬间液压突然升高，游动阀被打开，出现负向液击现象；在下冲程向上冲程转换的瞬间，游动阀由打开状态转换为关闭状态，出现正向液击现象；同时在泵腔内出现低压气顶时，液体被气化，而下冲程泵阀被打开的瞬间，又出现高压状态，气化的液体又被液化，形成瞬时真空，产生气蚀现象。在液击和气蚀的频繁作用下使固定凡尔和游动凡尔失效。 1.3.2 游动凡尔罩脱断

游动凡尔罩在理想状态下，所受的力为抽油杆本身的重力和其向上的拉力、泵筒与活塞之间的摩擦力、液柱的惯性载荷等，凡尔罩在受到外力的综合交替作用下，形成了两个以凡尔罩为支点的力矩，这两个力矩在每个冲次中交替出现，加速了凡尔罩的疲劳破坏，尤其在活塞下行程时，凡尔打开的瞬间，高速高压的液流冲击阀球，由于液流速度的不均匀和其他原因引起的振动，使阀球运动偏离阀座孔轴线，碰撞球室侧壁，在凡尔球的反复冲击下，3条筋处的圆柱形内孔变成椭圆形，3条筋的壁厚变薄，造成凡尔罩断裂；同时由于力矩的存在，使拉杆和凡尔罩的结合处从过盈配合转化或部分转化为间隙配合，导致拉杆从凡尔罩上脱开。

由于检测设备缺乏，目前对抽油泵失效的鉴定手段较单一，通过目测发现鉴定泵的柱塞都有不同程度的划痕，这主要是由出砂造成。普通泵柱塞的结构决定了砂子只进不出，砂子聚积轻则刮伤柱塞和泵筒表面，增加漏矢量，重则发生卡泵事故。造成抽油泵失效还有工艺配套不合理、泵筒与柱塞副材料选配不当、井身结构等原因。