螺杆泵井下结构改进

,中国石油,新疆油田公司采油二厂,螺杆泵井下结构改进,汇报内容,8,制定对策,9,对策实施,10,效果检查,11,巩固措施,12,下步打算,2,活动计划,3,选题理由,4,现状调查,5,确定目标,6,原因分析,1,小组概况,7,要因确认,前 言,1,）螺杆泵采油具有节能、降耗、适应粘度范围广的特点，采油二厂自,2006,年在部分浅井开始试用可洗井空心螺杆泵。,2,）使用初期效果良好，生产较短时间后出现高动液面、低泵效、低产液量的现象。据此采油二厂油田工艺研究所成立了“螺杆泵井下结构改进”小组。,问题井特点：,所占总井数比例大。,高沉没度、低产液量。,下泵后正常生产时间很短。,前言,课题名称,:,螺杆泵井下结构改进,课题编号：,000103-2008-071,建组日期：,2008,年,2,月,12,日,课题建立日期：,2008,年,2,月,16,日,活动时间：,2008,年,2,月,-12,月,活动次数：,10,次,基本知识取证率：,100%,小组活动介绍,活动方式：,分工负责,集中活动,1,次,/,月,小组类型,：,现场型,平均年龄：,33,岁,资料整理：,余勇,一、小组概况,小组成员介绍,姓 名,性别,文化,程度,职称,组内,分工,张志超,男,本科,助 工,总负责,吴永峰,男,本科,工程师,技术指导,刘洪林,男,本科,助 工,资料收集,余勇,男,本科,助 工,协助负责,赵晓芸,女,大专,助 工,协助负责,苟群仙,女,中专,助 工,现场实施,邱争科,男,本科,助 工,组织实施,胡洪林,男,中专,助 工,现场实施,贾鹏,男,本科,助 工,现场实施,传平,男,本科,工程师,协助负责,活,动,计,划,表,活动原则,确保质量 安全第一,2008,年,2,3,月,选择课题,现状调查,设定目标,2008,年,7,10,月,对策实施,2008,年,12,月,评价阶段,年终总结,2008,年,11,月,验证阶段,检查效果,2008,年,4-6,月,分析原因,确定主因,制定对策,二、小组活动计划,三、选题理由,螺杆泵是一种节能、投资少、适应粘度范围广的采油设备，自,2006,年在六中区应用取得了良好的效果，但在生产过程中也暴露出一些问题。,部分油井下螺杆泵后初期产量高，生产短时间后，产液量下降明显，泵效降低，如左图。,低泵效井虽然泵效降低，但动液面升高，甚至部分井出现动液面在井口、套出油，但产液量低、泵效低的现象，如下图。,螺杆泵井生产情况调查,结论,从饼分图可以看出在运行螺杆泵井低泵效井（泵效,30%,）所占比例大。,泵效,30%,的螺杆泵井,19%,泵效介于,50%-70%,48%,14%,泵效,70%,的螺杆泵井,19%,泵效介于,30%-50%,正常螺杆泵井泵效分布图,四、现状调查,井号,日产量,(t/d),测试情况（,m,）,下泵初期产量,下泵,30,天后产量,沉没度,动液面,泵效,T6003,8.3,1.1,403.7,0,13.00%,T6070,8.5,0.3,383.45,0,3.40%,T6103,7.9,1.7,428.45,0,20.00%,典型问题井生产情况一览表,动液面在井口，但泵效低,低泵效井问题调查,井号,套压（,MPa,）,回压,（,MPa,）,憋泵时间,(min),压力,变化,电流,变化,电压,变化,泵车打压,（,MPa,）,泵车停后,压力变化,套压,T6103,0.6,0.55,10,不变,不变,不变,6,下降,上升,T6070,0.4,0.6,10,不变,不变,不变,6,下降,上升,T6003,0.5,0.6,10,不变,不变,不变,6,下降,上升,典型问题井试验参数统计表,根据试验井憋泵、泵车打压情况分析，井下管柱存在严重漏失,3,口低泵效井提泵后发现螺杆泵转子洗井阀阀球被蜡、垢等杂质卡住，证明井下管柱的漏失为洗井阀处产生的。,低泵效井试验分析,3,口低泵效井在下泵初期都进行过压裂正常措施，从表中可以看出：,3,口井在下泵初期有一定的自喷能力。,井号,压裂日期,下泵日期,下泵初期测试,套压（,Mpa,）,动液面（,m,）,T6003,2007.8.3,2007.8.17,1.8,60,T6103,2007.7.10,2007.8.19,1.6,48,T6070,2007.8.1,2007.8.24,1.9,121,低泵效井问题调查,综合以上分析确认螺杆泵洗井阀产生漏失的过程如下：,经增产措施或刚转抽的油井在螺杆泵的抽吸作用下，有一定的自喷能力，由于洗井阀的开启压力太小（,0.1MPa,），下泵后阀球底部压力大于上部压力，在压差作用下洗井阀被顶开。,当油井自喷能力减弱或没有自喷能力后，此时阀球应在弹簧压力作用下恢复原位座封。,由于阀球最大直径处与周围管柱内壁的距离过小（,2.5mm,），在阀球开启时间段内由于其周围蜡、垢的聚集，阀球被卡在开启位置，不能恢复原位座封，从而产生漏失。,结论,在低泵效螺杆泵井中（泵效,30%,），洗井阀漏失井所占比例大。,洗井阀漏失井,转速低的井,转子磨损、腐蚀的井,定子,磨损,扭矩杆脱扣,通过上述试验确认洗井阀漏失井,9,口，其余,6,口低泵效井提泵后发现有转子磨损、扭矩杆脱扣等现象，如下图。,低泵效井问题调查,将由洗井阀漏失原因造成的,9,口低泵效井的平均泵效由改进前的,22.6%,提高至,65.0%,。,改进后的井下结构符合安全要求，方法简单、可行、有效，容易快速推广。,五、确定目标,弹簧,制度,措施,油井,阀球,弹簧弹性系数过低,管理制度不完善,下泵前的增产措施,油井井况问题,阀球尺寸不合适,洗井阀开启压力过低,热洗周期确定不合理,下泵后油井有自喷能力,油井产生蜡、垢等杂质,阀球与周围管柱间隙小,洗,井,阀,漏,失,原,因,根据洗井阀漏失的过程将其产生的原因归纳如下：,六、原因分析,序,号,末端因素,调查确认,验证人,验证结果,1,洗井阀开启压力过低,经确认，洗井阀开启压力为,0.03MPa,洗井,阀极易打开产生严重漏失。,吴永峰,张志超,余勇,要因,2,热洗周期不合理,刚进行完增产措施的螺杆泵井，如按照普,通抽油井热洗制度进行热洗，易造成蜡、,垢聚集，阀球被卡，井下产生漏失。,刘洪林,邱争科,传平,要因,3,下泵后油井有自喷能力,刚进行完增产措施的部分油井本身具有一定,的自喷能力。此属于普遍存在的正常现象。,张志超,刘洪林,邱争科,胡洪林,非要因,4,蜡、垢等杂质,油井生产中会不同程度的存在蜡、垢等杂,质。此属于普遍存在的正常现象。,刘洪林,邱争科,余勇,非要因,5,阀球与管壁间隙小,洗井阀阀球与管壁最小间隙仅有,2.5mm,，,易造成杂质聚集，阀球被卡，产生严重漏,失。,吴永峰,张志超,余勇,苟群仙,要因,七、要因确认,序号,要因,对策,目标,措施,实施地点,负责人,完成,1,洗井阀开启压力过低。,提高洗井阀的开启压力。,将洗井阀的开启压力确定为：正常措施井洗井阀上、下部压差最高值,+0.1MPa,。,收集油井经增产措施后的生产参数。根据措施井的生产参数，计算如下螺杆泵后洗井阀处阀球上、下部的压差。根据压差范围，确定洗井阀的合理开启压力,确定弹簧改进后合理的弹性系数,现场,张志超吴永峰,余勇传平,7,月,2,阀球与周围管柱内壁间隙小。,对洗井阀结构进行改进。,增大洗井阀阀球与周围管柱内壁的间隙。,优选改进方案，确定改进参数。确定合理的现场实施步骤。,库房,现场,刘洪林余勇贾鹏赵晓芸,8-9,月,3,热洗周期不合理。,制定合理的螺杆泵井热洗周期。,使蜡、垢等杂质不易在洗井阀处聚集。,借鉴各种资源，并收集螺杆泵井的生产资料，统计出易结蜡、垢的油井的热洗情况。确定合理的螺杆泵井热洗周期。巩固螺杆泵井热洗制度。,现场,刘洪林邱争科胡洪林苟群仙,10,月,八、制定对策,对策一：提高洗井阀开启压力,九、对策实施,首先对,25,口进行过压裂等增产措施的油井进行生产参数的收集，收集参数包括油井进行增产措施后的回压、套压、沉没度等。,实施,(,一,),根据所收集参数的计算结果，统计出经增产措施后下泵初期具有一定自喷能力的油井。,计算压差范围,确定合理泵挂深度，对统计出的,11,口井计算下螺杆泵后在螺杆泵洗井阀阀球上、下部所产生的压差值，经计算压差分布范围如右图。,实施,(,二,),弹簧初始压缩量为,5cm,确定弹簧的压缩系数,31.4N/cm,阀球开启压力为,0.5MPa,受力面积,3.1410,-4,m,2,阀球自重忽略,确定洗井阀合理开启压力为,0.5MPa,。,实施,(,三,),对策二：对洗井阀结构进行改进,确,定,了,三,种,方,案,改为板阀,优点：技术成熟、可靠，可选择性大,缺点：经济成本高、工作量大,取消洗井阀,优点：经济成本低、简单易行,缺点：对后期生产不利，限制了某些措施,洗井阀局部,改造,优点：经济成本低、不会破坏洗井阀的,整体结构，易推广、改进。,缺点：无,实施,(,一,),方案优选,第,3,种方案胜出！,序号,方案类型,评价分类,小组成员评价,分项得分,综合得分,张志超,吴永峰,余勇,邱争科,刘洪林,赵晓芸,苟群仙,贾鹏,1,更换为板阀,经济成本,12,40,应用时间,14,可操作性,14,2,取消洗井阀,经济成本,29,61,应用时间,16,可操作性,16,3,对结构局部改进,经济成本,34,96,应用时间,32,可操作性,30,5,分 ,3,分 ,1,分,实施（二）,确定的洗井阀,合理开启压力,优选的改进方案,进行安全校核,避免杂质聚集,阀球直径减小为,25mm,阀球底座直径减小为,20mm,实施（三）,序号,工作描述,负责人,日期,1,改进阀球结构的设计、加工制作,吴永峰、张志超,8,月,2,统计螺杆泵井生产情况；,确定螺杆泵井各井改进顺序,刘洪林、余勇,8,月,3,现场改进施工,张志超、刘洪林,9,月,4,改进后的复核工作，确保改进过程无误,邱争科、余勇,10,月,对改进后的结构进行强度校核，确保改进后洗井阀结构的安全性，不留任何安全隐患。阀球及阀球底座的设计、制作要符合相关的行业标准。,实施（四）,小组分工,改进原则,为不影响油井生产，首先对库存未使用的螺杆泵洗井阀按要求进行改进。,对于在生产的螺杆泵，待提泵作业时进行改进。,实施（五）,对策三：制定合理的螺杆泵热洗周期,对策三：制定合理的螺杆泵热洗周期,利用网络资源,技术讨论,实施（一）,井,次,热洗,周期,热洗前,平均泵效,热洗后初,期平均泵效,7,1,次,/,周,61.80%,63.90%,10,1,次,/15,天,56.40%,65.30%,5,1,次,/,月,50.30%,62.70%,结合螺杆泵井热洗情况的统计确定其热洗原则,对于含蜡、垢的油井下螺杆泵后，每星期大排量热洗井一次，在不超出规定的压力范围内，尽量提高排量；待生产稳定后，恢复目前抽油井正常热洗周期。,实施（二）,确定热洗原则,十、效果检查,截止,2008,年,12,月，所有洗井阀漏失的螺杆泵井均整改完毕，经统计，洗井阀漏失井的平均泵效提高至,67.4%,，超过预定目标，未再出现低泵效、高沉没度的现象。,达到并超过了,目标值！,经济效益,螺杆泵井下结构改进后其检泵周期大幅延长，减少了检泵费用，保守估算，按改进前每年检泵,4,次，改进后,2,年检泵,1,次，每次检泵,2,万元,/,井次，单井改进成本费用,0.1,万元计算，,9,口井一年节约费用为：,9,（,42-0.52,）,-90.1=62.1,万元,十、效果检查,十一、巩固措施,编写了,螺杆泵井运行管理制度,，将螺杆泵的热洗管理及部分目前在正常运行的螺杆泵井的改进工作纳入管理制度，加以落实。,对现场管理人员进行螺杆泵相关知识培训，使其了解螺杆泵的基本技术原理，日常运行、维护等知识，以提高螺杆泵的管理水平。,十二、遗留问题及下步打算,下步打算,针对上述问题，我们将,螺杆泵一体式封隔锚定器的改进,作为下一轮小组的活动课题。,遗留问题,目前我厂采用的螺杆泵井下结构,中的封隔器、锚定器为一体式封隔锚,定器，限制了如挤降粘剂等措施的实,施。,汇报完毕,欢迎批评指正,!,