脱筒状功图出现的原因及预防措施

　　摘要：分析了脱筒状功图出现的原因，并提出了相应的预防措施，以此达到延长检泵周期，减少作业经费的目的。结果表明，在油田开发的过程中，应结合柱塞在工作筒中的位置和运动的过程，准确判断脱筒状特殊示功图产生的原因，对提高油田管理水平及节约作业成本具有参考价值，为正确判断泵的工作状况提供了重要技术支撑。
　　关键词：柱塞，脱筒，磨损，漏失
　　某油田是裂缝性油田，随着开发的不断深入，单井供液能力逐渐降低，出现活塞脱出工作筒形状的井数也逐渐增加。2009年-2010年某采油队共有7口油井是在出现脱筒状功图后泵况变差而作业，平均检泵周期417d。其中柱塞脱出工作筒这一特殊情况在油田中占有一定的比例，对泵况的影响较为严重。所以，分析7口井脱筒状的原因及采取预防措施，为今后正确判断泵况提供分析依据。
　　一、分析造成脱筒状功图出现的原因
　　已作业的6口井泵径均为32mm，从现场来看2口井柱塞表面全部变黑，使用游标卡尺测得的平均直径为30.87mm；7口脱筒井平均泵深1501.23m，平均沉没度50.84m，由于单井的供液能力较差，柱塞和工作筒内壁因液少不能产生油膜润滑而发生干磨，其镀铬层由于变薄或脱落造成间隙变大。当间隙增大到一定程度后，部分产液就会从柱塞与工作筒内壁的间隙处回落到工作桶内，从而出现类似于脱出工作筒状的功图。
　　
　　目前采油厂通常使用使用CYB32-TH45-1.2-0.6的整筒泵，见图1。在不考虑杆管弹性变形的前提下，通过计算能够得出顶部距离与防冲距及冲程长度的关系：顶部距离=3m-防冲距长度-冲程长度
　　（1）当抽油机的冲程小于2m或2.5m防冲距小于1m或0.5m时，光杆运行至上死点时柱塞能全部处于工作桶内；
　　（2）当抽油机冲程大于等于3m时，防冲距留出多少距离，光杆运行至上死点时柱塞就会脱出工作筒多少距离。按照上述公式我们将柱塞在工作筒中的位置和运动的过程加以分析。
　　1.1柱塞全部进入工作筒磨损的情况
　　在7口脱筒井中有4口冲程为2m时出现脱筒状功图的井数所占的比例为57.14%，说明冲程越短，柱塞在工作筒内移动的有效距离越小。根据石油机械理论研究所得出的结论，光杆在运动过程中是按照近似简谐的运动规律，在上下冲程的正中间是光杆速度的最大值，所以我们将活塞在工作筒运动情况按照光杆的运行规律分为两个阶段来加以分析，见图2。
　　（1）第一阶段。柱塞从工作筒底部静止状态运行到速度最大状态。直至上行至工作筒间隙变大处，柱塞运动的速度也逐渐达到最大，但是由于间隙变大，且柱塞上行的速度小于液体漏失的速度，所以功图呈现从上载荷中间部位开始漏失。
　　（2）第二阶段。柱塞从速度最大状态运行到工作筒的上部静止状态。由于柱塞上升的速度逐渐减小并最终达到静止，而工作筒上部间隙虽然也逐渐变小，但柱塞减速上升时的速度小于液体漏失的速度所以仍呈现漏失的状态。
　　1.2柱塞部分进入工作筒磨损的情况
　　当抽油机的冲程≥3m，或者由于在作业过程中防冲距预留过大，柱塞下放不到位，致使光杆在上死点时，会有部分活塞裸露在油管里。上冲程初期加载较为正常，当上升至内壁较薄的部位时呈现出的就是相当于完全活塞脱筒的状态，导致部分液体漏失，从功图上显示就是右上角部分功图缺失，见图3。
　　二、预防措施
　　（1）作业后密切观察液面和功图的变化，尤其是低产液的井，合理的控制抽油机参数，制定合理的间歇或间抽制度，保证合理的沉没度，来减轻柱塞和工作筒的磨损。
　　（2）根据以上得出的结论，延长冲程的长度降低冲次的频率能够有效减轻柱塞与工作筒的磨损。
　　（3）转动光杆使柱塞在工作筒内的角度发生改变，从而改变磨损的位置并配合延长冲程长度能使泵况得到一些改善。
　　（4）出设计时可针对低产液井使用二级泵以增大柱塞与工作筒的间隙，来验证二级泵是否能延长检泵周期。
　　三、结束语
　　单井供液能力较差，机采参数过大容易加速柱塞与工作筒磨损，并形成脱筒状功图；出现类似脱筒井共有58口，占抽油机开井井数的2.61%，这不仅影响油井的检泵周期，更增加了作业的负担。
　　参考文献：
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　　[2]任广武，杨凤波.特高含水期抽油机井示功图变异特征[J].油气田工程，2007，（26）26-27.
　　[3]薛继军，徐永高.抽油机示功图曲线跟踪[J].小型微型计算机系统，1998，（24），614-616.

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