油田機械采油工藝技術
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摘 要：改革開放以來，我國不斷的實施油田開采工作，地層石油資源已經逐漸枯竭，傳統自噴井采油方式開采的油量已經無法滿足社會的需求，因此近年來，機械采油工藝應運而生。隨著探勘技術的不斷發展以及機械采油工藝的不斷完善，該技術已經在國內許多老油田中得到了廣泛的應用，大大提升了油田的采油效率和采油質量。但同時，機械采油技術也存在著很多不足，需要相關技術人員進行不斷研究與探索?；诖耍恼聦⒕彤斍拔覈鴻C械采油技術進行簡要的分析，提出其中存在的問題，并找到相應的解決方法，從根本上提高國內油田采油效率，保證油田生產安全。
關鍵詞：油田機械;采油;工藝
中圖分類號：TE355.5 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）14-0098-02
Abstract： Since the reform and opening up， China's continuous implementation of oilfield exploitation， formation oil resources have been gradually exhausted， the traditional self-injection well production has been unable to meet the needs of society， so in recent years， mechanical oil production technology arises at the historic moment. With the continuous development of exploration technology and the continuous improvement of mechanical oil production technology， this technology has been widely used in many old oil fields in China， greatly improving the oil production efficiency and quality of oil fields. But at the same time， there are also many shortcomings in mechanical oil production technology， which need to be constantly studied and explored by the relevant technical personnel. Based on this， this paper makes a brief analysis of the current mechanical oil production technology in China， puts forward the existing problems， and finds the corresponding solutions， so as to fundamentally improve the oil production efficiency of domestic oil fields and ensure the safety of oil field production.
Keywords： oilfield machinery; oil production; technology
1 概述
現階段我國對石油的需求量呈現逐年上升的趨勢，但同時面臨的問題是國內地下油量不斷減少以及傳統采油方式動力不足，這些導致當前石油資源已進入嚴重供不應求的局面，因此，對傳統采油工藝進行改善和創新顯得十分必要。當前國內很多油田順應客觀需求，摒棄了傳統自噴井進行采油的方式，采用了機械采油的方法，大大提升了采油效率和采油質量。與傳統自噴井方式相比，機械采油對周圍環境也有了更高的要求，因此需要對油田周圍地質環境進行勘測分析，根據具體情況采用適合具體地質環境的機械采油工藝。
2 油田機械采油簡介
2.1 機械采油概念及分類
機械采油就是針對一些使用自噴井無法自噴的油田，借助外界機械設備將井中的石油開采到地面的方法。機械采油工藝根據使用裝置的不同可以分為有桿泵機械采油方式和無桿泵機械采油方式。其中有桿泵機械采油是指使用地面上的機械設備給抽油桿和深井泵一定的機械能，使用這部分機械能將原油帶到地面。無桿泵機械采油指的是不借助抽油桿和深井泵的情況下，將原油帶到地面的采油方式。當前，無桿泵機械采油又可以分為很多種，例如電動潛油離心泵、螺桿泵、水力活塞泵和深井泵等。
2.2 機械采油的發展趨勢
（1）抽油機：近年來，機械采油設備中抽油機經過不斷發展和改進，已經實現了高度標準化、系列化和通用化。另外，其自動化水平以及節能水平也得到了整體的提升。從抽油機種類上說，當前包括液壓抽油機、斜井抽油機、長沖程抽油機和節能抽油機等，不同種類的抽油機適應不同種類油田的開發，例如對于含水、含砂以及稠油類的油田，可以選用液壓抽油機或者長沖程式抽油機進行油田開采。對于斜井或者從式井油田，可以選用斜井抽油機或從式井抽油機進行石油開采。節能型抽油機則適用于新型節能油田，它能夠有效的降低石油開采過程中的耗電量，在一定程度上降低石油開采成本、提升石油開采效率。
?。?）抽油桿：當前我國國內機械采油方式存在多種類型的抽油桿，例如超高強度抽油桿、玻璃干抽油桿、碳纖維抽油桿以及金屬塑料復合材料抽油桿等，這些不同類型的抽油桿適用于不同地質的油田，在一定程度上擴大了抽油桿的使用范圍，增加了抽油桿使用壽命。另外，這種抽油桿具有高強度、高抗腐蝕能力以及高抗疲勞能力，同時以其操作簡便、節約能源的特點取得了廣泛的發展空間。 （3）抽油泵：抽油泵是我國機械采油最主要的采油設備之一，抽油泵主要有以下幾個特點，操作過程簡單、技術工藝成熟、使用效率高，使用壽命長，且可以應用于不同尺寸范圍的油井，滿足不同油井的采油需求。例如勝利油田，其根據自身實際情況、周圍環境和采油需求量，自行研制出很多類型的抽油泵，包括針對稠油的稠抽稠泵、針對具有腐蝕性物質的防腐耐磨泵等，另外勝利油田還研制出適用于深井和斜井的抽油泵。
3 常見的油田采油工藝
3.1 螺旋泵采油
?。?）螺旋泵的結構組成：地面驅動系統和井下螺桿泵是螺旋泵系統的主要組成部分。其中地面驅動系統又由電機、電控箱、機架和減速器等組成。接頭、抽油桿、油管、尾管以及接頭和導向頭等零件又組成了井下螺桿泵。
（2）螺旋泵采油的工作原理：電機接收到通過電控機傳播的電流后進入工作狀態，帶動皮帶轉動，皮帶將轉動產生的動能通過減速箱中的輸入軸傳遞給抽油桿，抽油桿帶動井下的螺旋泵轉子轉動，在螺旋桿轉子轉動時，其與定子中間的空間會不斷的發生改變，這樣進入到螺桿泵中的石油會被帶送到地面上來，從而完成了石油的開采工作。
?。?）螺旋泵采油的優缺點：使用螺旋泵方式進行石油開采，優點是結構簡單、操作簡便，節能性良好、采油量大，采油效率較高，適用于油田開發三次采油階段的油田。但是它同樣也存在很多缺點，現階段螺旋泵采油工藝具有較特殊的應用原理，在油田實際開采過程中可能遇到不可預測的問題和隱患，例如在工作中經常出現脫螺紋問題，另外泵筒極易發生老化現象，抽油桿也極易在采油過程中發生斷裂。因此，如果使用螺旋泵采油，就必須在較短周期內就對螺旋泵進行質量檢測，這一過程在一定程度上影響了采油整體速度。
3.2 防砂式稠油泵采油
?。?）防砂式稠油泵采油的結構組成：防砂式稠油泵的主要組成部分是抽稠結構、泵筒和環空沉砂結構。其中雙通接頭和扶正將防砂式稠油泵缸筒固定在一起，成為一個整體結構，因此具有裝機簡單、拆卸方便的特點。通常來說，防砂式稠油泵采油工藝對油田開采的廣度有著很高的重視程度，但是對于油田開采的深度卻有所忽略，因此在使用該技術時應該對采油深度加以注意。
?。?）防砂式稠油泵采油的工作原理：在其上行時，下柱塞關閉進油閥，儲油腔體積不斷減少，腔內的石油液體量不變，壓力隨著腔體減少不斷加大，當壓力足夠大時，油體從排油閥進入上油管，完成整個排油過程。同理在下行時，下柱塞的進油閥會被打開，石油會進入儲油室完成進油過程。抽油泵如此反復工作，油液就會逐漸從油井中被帶到地面上。
?。?）防砂式稠油泵采油的優點：防砂式稠油泵方式采油的優點是泵筒安裝簡易，不存在稠油引起的下行困難問題，泵筒與外套之間會形成一個沉砂通道，有效的減少了抽油泵停止工作時產生的卡砂和堵砂情況。防砂式稠油泵采油的適用范圍是油液中含砂量在2.5%以內，且油井內的溫度應保持在150度以下的油液，此外還應該保證油井的供油能力不得超過油井泵的排油量。
4 油田機械采油工藝要點
4.1 抽油泵泵效分析
抽油泵的好壞對采油質量有直接的影響，如果抽油泵泵效不高，那么會對石油開采效率和石油開采數量形成很大的影響，造成石油資源大量沉積，出現生產浪費現象。一般情況下，80%至120%之間的抽油泵泵效可以使抽油泵發揮出最佳狀態，但是在實際石油開采過程中，往往存在一些問題，降低了抽油泵的泵效，對油液開采造成一定的影響。出現泵效偏低的情況可能是因為原油的粘度不夠或者油井供液不足導致，另外如果抽油泵的泵量選擇不合理也會導致泵效不佳。泵效如果能夠達到102%且平均沉沒度能夠大于1357m，說明油井的供液能力較好，在實際操作時可以選擇泵徑較大的抽油泵進行快速抽汲，這樣也能夠增加油井的誘噴作用。
4.2 工藝適應性分析
?。?）當前我國通常使用管式泵與其它技術相配合的配套技術進行油液開采，以彌補其對高砂、稠油和高含氣的油田抽吸效果較差的弱點。管式泵在中低粘稠度的油田中，實用性較優良，它有效縮小了抽油機上下沖程中負載的變化，降低了抽油桿斷裂的可能性。（2）對于電潛泵來說，其揚程較大，最遠揚程甚至可達到3500米左右，其排量范圍也較廣，即便在惡劣的環境中也能保持一定的工作能力。對于地面粘度不超過2500毫帕.秒的油井，可以選擇使用小排量的電潛泵進行采油，能夠有效的解決氣蝕問題和下入深度問題。
4.3 沉沒度分析
根據以往經驗來說，沉沒度在600米以上的油井，平均沉沒度可能高于1300米。碳酸鹽巖油藏深井的產油情況會受到很多外界因素影響，一些因素具有較大的不確定性，因此人們對碳酸鹽巖油藏深井的產油量估值缺乏一定的準確度，為了減少今后因加深泵掛形成的費用，應該在設計時，將沉沒度值設計得較大些。另外沉沒度還可以調節生產壓差，調節氣體對采油過程的影響。因此應該科學合理的對機械采油的沉沒度進行確認，提高泵效，降低采油成本，提升采油效率。
4.4 采油清污措施
為了采油機械能夠更好的完成采油工作，技術人員必須定期對采油機械進行清污處理?，F階段常見的清污措施主要包括螺旋輸送清污裝置和半球搖擺轉子泵清污方式。其中螺旋輸送清污方法的優點是設備簡單、結構緊湊，對于含顆粒較多的物料具有良好的清污能力，但是對于顆粒含量較少或者粘稠度較高的物料的清理能力就有一定的局限。對于半球搖擺轉子泵清污裝置來說，其優點是結構簡單，具有很強的自吸能力，且適用于清理粘稠原油和粘污油。
5 結束語
總結來說，石油在現代經濟發展中起著不可替代的重要作用，因此只有做好采油技術的合理開發和利用才能保證油氣資源的充足供應?，F階段機械采油工藝有著良好的發展空間，但在未來的發展中要想進一步實現機械采油工藝的高效性，石油工作者就必須對該工藝繼續進行研究和探索，達到降低采油成本、提升采油效率以及降低環境污染的目標。
參考文獻：
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