抽油机井卡泵问题分析及预防措施

田健(中国石油冀东油田南堡作业区，河北 唐山 063200)

1 抽油机井出现卡泵问题的原因

抽油机井如果在石油的开采过程中出现卡泵的情况，就会严重地影响石油开采的效率，使得生产效率急速降低，并且对卡泵的抽油机井进行维修的费用也是十分高昂的，所以在实际的石油开采工作中做好对抽油机井卡泵问题的预防是十分重要的。对于抽油机井的卡泵故障来说，预防措施的重要性是大于后期的维修措施的重要性的。所以在冀东油田的实际石油开采工作中，要做好抽油机井卡泵的预防工作，一旦发生抽油机井卡泵的情况，相关工作人员要第一时间发现并对其做出判断，进而采取相对应的措施，使得减少卡泵问题对生产效率的影响，从而保障石油开采企业的经济效益不受影响。

1.1 堆积蜡过多造成的卡泵

石油中的成分是十分复杂的，而通常情况下开采出的原油中都会含有一定含量的蜡。而是石油中含蜡的原因是比较复杂的，高含蜡的原油其实很少出现在石油的高产地区，比如说在中东或者墨西哥地区开采出的石油含蜡量其实是不高的。但是在一些特点的地区石油中的含蜡量是比较高的，比如说我国的东部地区。在冀东地区的石油开采中，基本上每时每刻都在和蜡进行打交道，蜡在油管中的凝结问题是十分令人头痛的，在石油没有被开采的时候，因为地层下的高温高压，蜡一般都是呈现液态的状态，而当原油从井底上升到井口的时候随着压力和温度的减小，蜡就会从原油之中自然地分离出来，从而凝结在油管中，这就是抽油机井油管结蜡的原因。而在抽油机井中堆积的蜡地体积到一定程度的时候，就会出现抽油机井卡泵的情况，而由于这种原因出现卡泵的问题是，清理的难度是比较高的，所以清理的费用也随之提升。由于抽油机井中堆积蜡过多而导致抽油机井出现卡泵的问题在很多地区中出现的频率是很高的，这种情况目前并没有一劳永逸的办法。而在抽油机井中的聚驱井和低产井是比较容易结蜡的部位，聚驱井中的油样和其他的油样相比较，聚驱井中的油样的胶质和沥青含量是比较高的，所以结蜡的情况比较严重。在低产井中，油和水的会在此井中充分的混合，从而形成乳状液的形态，这个时候油井中整体的摩擦阻力会变得很大，这也使得结蜡的情况比较严重，并且在低产井中内管的液体流动速度也会比较小，温度也在持续的降低，这些都是造成结蜡严重的原因。

1.2 工具磨损造成的卡泵

在石油的开采过程中不可避免地就会使用各种各样的井下开采工具，而井下开采工具大部分都是机械工具。而这些在井下使用的开采机械工具出现故障的时候，也会使得抽油机井出现卡泵的问题。抽油机井是一个十分庞大并且组成精密复杂的设备，其中不论任何的零部件出现故障都会导致抽油机井出现卡泵的问题。具体来说，随着石油开采深度的不断加深，抽油机井中的凡尔罩可能会出现磨损的情况，当磨损程度比较严重的时候，凡尔罩中的凡尔球就会在结构中因为摩擦阻力的增大而无法顺利运动，从而使得流通的通道出现堵塞的情况。这就让整个泵筒的空间形成了比较密闭的情况，结构中的活塞也没有办法向下运动，最终出现地面光杆和驴头不能够同时运动，进而出现卡泵的情况。

1.3 砂石造成的卡泵

在进行石油的开采工作中，异物造成的抽油机井卡泵出现的频率也是比较高的，而在异物卡泵问题中，出现频率最高的异物则是砂石，砂卡泵。出现这种情况的原因则是，在石油开采的过程中，在抽油机井开展抽油工作时，因为地层的压力是比地层的强度要高很多的，所以在抽油机井进行抽油的时候，油井中就会涌出大量的砂石，在砂石数量如此之多的情况之下，抽油机井很容易的就会出现卡泵的问题。由于异物造成的卡泵问题中，大部分的情况都是由于压力的不均，导致砂石的涌出进而导致卡泵的情况出现，除了砂石的原因外，还有很多出现卡泵问题也是由于设备中结垢的数量过多造成的，这些都是异物造成卡泵的原因。

1.4 结垢造成的卡泵

在抽油机井进行石油开采工作的时候，由于结垢原因造成的卡泵现象也是十分多见的。由于原油中的成分比较复杂，油田中的原油结垢离子的含量比较高，在进行石油开采工作时，原油从温度比较高的层流入到抽油井中的井筒时，原油的温度会急剧下降，这就导致原本在原油中的各种结垢离子由于温度的剧烈变化从而析出，吸附在油管之中。原油中的结垢离子大体上是以碳酸盐类为主，结垢基本上会聚集在抽油机井的油管或者是其他管道以及抽油杆中。由于结垢离子中基本上都是由碳酸离子构成的，而吸附在油管、抽油杆中的碳酸钙结垢又十分的坚硬和牢固，这些碳酸钙结垢吸附在管道中时，而且在清理的方案选择上，为了保证管道不被腐蚀，还必须要选择一些腐蚀性比较小的化学溶剂，所以管道结垢导致的卡泵问题后期的治理和维修工作难度是比较高的。从这个角度上来看，预防结垢造成的卡泵是十分重要的。其实不论是任何原因造成的卡泵问题都是预防大于后期治理维修，而结垢问题由于后期治理的麻烦程度比较高，所以在日常的石油开采工作中更要做好结垢的预防工作[1]。

1.5 其他原因造成的卡泵

在抽油机井开展抽油工作的时候，卡泵故障的出现原因是比较多的，大体上可以分为上述的三种，异物，工具磨损，堆积蜡过多以及下列的一种，下行的阻力过大，导致的开采异常产生的卡泵问题，原油通常情况下都处在地层之下，那么地层中的物质是未知的，所以在开采原油过程中的下行阻力也是不确定的。当在进行开采的过程中由于下行的阻力过大的情况，地面上的抽油机井会出现地面光杆和驴头运动不同步的问题，也就是会出现卡泵的情况。下行阻力过大的原因基本上可以分为两种，一是外部的阻力过大，而是机械内部由于磨损导致的摩擦阻力增大。另一方面，当开展石油开采工作的过程中，当阀门关闭的时候或者是冷输区域出现堵塞的情况时候，机械内部的油压会随之升高，这种情况也会使得抽油机井的下行阻力过大，进而产生卡泵的问题[2]。

2 预防抽油机井出现卡泵问题的具体措施

2.1 堆积蜡过多造成卡泵问题的预防措施

出现堆积蜡过多进而造成抽油机井卡泵问题的出现，究其本质原因就是相关工作人员的清蜡，防蜡工作并没有按照相对应的规章制度来开展工作，地面设备不可避免地就会出现老化的现象，被腐蚀的程度也会越来越高，这就会产生压力过低的情况。而清除蜡的有效手段就是使用热清洗方法对油管中的堆积蜡进行清理，而热清洗会加速设备的老化和腐蚀，所以热清洗的时间不适宜过长，而清洗的时间过短的话则会出现堆积蜡清理不净的情况出现，通常情况下热清洗的时间要维持在两小时到四小时之间，在这个时间段之内，对设备造成的影响会降到最低，并且对油管内堆积蜡的清理程度也是最高的。清理油管内的堆积蜡第二种方式就是使用复合热洗方法，如果在使用热清洗之后对油管中堆积蜡的含量进行检测时发现其中堆积蜡的含量没有达到预期的要求的时候，相关的工作人员就可以使用复合热洗法，一般情况下来说可以使用高压的方式对油管进行清洗。当油管中堆积蜡的堆积情况较为严重的时候，要优先使用高压热清洗办法对其中的堆积蜡进行清理。那么为了解决这个问题，复合热清洗这种清理方式就应运而生，复合热清洗方法的开始阶段是要先对油管进行半小时左右的预热处理，减少堆积蜡对油管的吸附能力，然后再对油管中的堆积蜡进行高压冲洗，这样一来就可以有效地清理油管中的堆积蜡。

2.2 工具磨损造成卡泵问题的预防措施

工具磨损造成抽油机井卡泵的问题预防措施主要从管理层面入手，因为在石油的开采工作中工具的磨损是不可避免的，需要现场的工作人员定时定期的对抽油机井的各种设备进行检测，发现有磨损的情况及时的开展维修和治理工作。管理人员可以根据抽油机井的不同工具的磨损情况来进行分类管理，首先要详细地记录具体的生产数据和油井作业记录，并且详细地对施工图进行分析。其次管人员要经常到现场进行观察，结合施工图和生产资料进行分析和观察，发现在生产过程中不寻常的情况立即采取相对应的措施，从而避免抽油机井出现卡泵的情况。最后，要对抽油机井发生卡泵的次数和原因做出详细的统计，具体问题具体分析。

2.3 砂石原因造成卡泵问题的预防措施

砂石原因造成的抽油机井卡泵问题出现的一般比较突然，造成的损失可能也会很大，所以在日常的时候开采工作中要着重的注意对砂石原因造成的卡泵问题。注意开采工作中砂石对设备的影响，并及时地发现问题然后解决问题。在石油开采的工作中，如果发现地层内的压力和地层本身的强度差距过大的时候，现场的工作人员就要提前做出准备，当卡泵问题出现的时候第一时间做出反应，减少卡泵带来的损失。如果抽油机井在近期已经作了热清洗工作对其中堆积蜡进行清洗，并且抽油机的负荷并不是很高，而且进行出现过压裂井，套管错断井，当前油田的地层出现过砂石，现场工作区域的光杆向下的阻力非常大并且已经停止运转了。在这些情况出现的时候，抽油机井出现卡泵的情况就可以基本上肯定是砂石的原因导致的。那么现场的工作人员应当首先对设备进行打卡处理，如果情况不能得到缓解的话，工作人员就要将设备中的活塞提出并对泵筒进行细致的高压清洗。

2.4 结垢原因造成卡泵问题的预防措施

随着石油开采工作的不断深入，地层中原油的离子平衡就会被打破，地层中的碳酸氢根就会转化成碳酸根。当地层中的碳酸根含量上升的时候，抽油机井将碳酸氢根含量丰富的石油抽到地面时，在油管中形成碳酸盐的沉淀，沉淀的质量达到一定程度时就会在油管中形成碳酸盐结垢。这些碳酸盐结垢属于晶型垢，如果因为结垢原因导致的卡泵后期的清理工作难度会十分大，进而影响到石油开采的效率，使得企业的经济效益受到不小的损失。所以，在实际的工作中要着重对这种原因造成的卡泵进行预防。经过查阅相关资料可以得知，当抽油机井即将出现结垢的情况之前时，采出液的pH值会有明显的升高，当抽油井中的结垢到临界点的时候，采出液中的钙离子和镁离子数量会明显的减少，碳酸氢根转化成碳酸根的数量也会减少，从而进入到结垢期。所以现场的工作人员要定时定期的对采出液的pH值进行检测，当采出液的pH值大于9的时候则是表示管道内已经进入了结垢期，相关工作人员要及时采取相应的清理措施，防止管道内结垢的数量增多，以免导致卡泵的情况出现。

2.5 其他原因造成卡泵问题的预防措施

一般由于设备自身情况所产生的卡泵问题通常被称之为假卡泵，假卡泵这种现在的治理难度不高，大多数都是一些意外情况，比如说在油水井的生产过程中，抽油杆由于作用力的原因出现断脱的情况，造成杆下不去，这种就是典型的假卡泵问题，那么判断假卡泵的实际操作是现场相关的工作人员可以使用管钳对其进行旋转，如果可以轻松地旋转并且不反弹，就可以直接判断为假卡泵，对抽油井的相关设备进行简单调整就可以修复。还有一种情况出现的频率也比较高，由于冀东油田处于我国的东部，在冬季的时候气温比较低，所以抽油机井的减速箱中的机油很容易受到温度的影响出现冷凝的情况，那么一旦机油发生冷凝，就会导致减速箱内部的齿轮无法正常运转，这种情况也会出现假卡泵的情况。

3 结语

综上所述，抽油机井出现卡泵的原因可以总结为五个：堆积蜡过多、砂石原因、工具磨损原因、结垢原因以及其他原因。本文通过对这五种原因导致的卡泵问题进行简单的分析后提出了相应的预防措施，相关工作人员可以在实际工作中通过预防的措施来减少卡泵问题对石油开采工作的影响。