抽砂泵失效原因分析及应对措施

刘书涛+王文鹏+曾恒英

摘 要：抽砂泵是机械捞砂的重要工具。在目前临盘采油厂漏失井井筒清砂工序中有广泛的应用。但在抽砂过程中，由于油管漏失，无法形成有力的抽汲；抽砂泵进出液阀机构失灵，不能构成井内液体循环；人为操作延误、井下情况多样性等原因造成抽砂失效。在此我从以上几方面的影响进行分析并提出相应措施。

关键词：抽砂泵；捞砂；失效；分析；处理

0前言

由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理，以及措施不当造成油井出砂。出砂会导致油井减产、停产，甚至损坏井下设备造成砂卡事故[1]。对于地层漏失或水敏井施工常选机械捞砂法。

1抽砂泵失效分析

机械捞砂不用通过循环就可以将井内沉砂清除。目前广泛使用的是油管传输抽砂泵捞砂。

目前抽砂泵抽砂主要应用在井深2500m以下的井清砂，2500m以上的井施工难度大应用较少。根据应用情况来看，抽砂施工失效表现形式有：①抽砂管柱卡；②抽砂泵弯曲；③单次抽砂进尺少等[2]。施工中单次抽砂进尺少问题尤为突出。根据近两年抽砂井统计，單次抽砂进尺一般在30m左右（见表1）。分析其影响因素主要有抽砂泵、沉砂管、沉没度、操作延误、砂桥、套损等。

1.1抽砂泵失效原因分析

（1）沉砂管漏失。抽砂时，井液直接从沉砂管漏失处吸入，造成短路，无法携带井底沉砂。

（2）泵上出液口堵。出液口为抽砂泵内井液的循环至油套环空的通道，一旦被堵住，形不成液流循环，抽砂失败。

（3）活塞与泵筒间隙大。目前使用的活塞环形高效抽砂泵采用活塞与泵筒无间隙配合，保证抽吸压力。抽砂泵长期工作磨损快，后期抽吸力下降，从而影响抽砂效果。

（4）底球阀卡堵。底球阀打开时，携砂液进入沉砂管，关闭时砂子沉积在沉砂管内。抽出的油泥砂等将球堵或卡住，造成抽砂失败。

（5）负沉没度。液面低，抽砂泵内外未形成压差，砂浆密度大，进入球座以上困难[3]。

（6）操作延误。在换单根，上行冲程短、冲次慢等砂子沉积堵塞，造成抽吸无法继续进行；

（7）井内落物。由于井内碎胶皮、铁块等小件落物影响底球阀正常工作，造成抽砂失败。

（9）砂桥。油气井长期生产，由于井筒内结垢、地层无规律吐砂形成砂桥，在抽砂过程中会造成中断，携入沉砂管内的沉砂完全沉积造成抽砂不能继续[4]。

造成一次抽砂失效的原因可能是一种，也可能是多种，在施工时根据各井原因采取措施来避免抽砂泵失效。

1.2现场井例分析

（1）临61井检泵

该井进行检泵作业，并落实砂面。油层1854.0-1904.8m、井底1950m，泵挂深度1200m，动液面756m。起出生产管柱，尾管沉砂8m，探砂面深度为1899m，砂埋油层3m。该井在起生产管柱前洗井时漏失严重，出口始终未能返液，决定用抽砂泵抽砂。抽砂时加重30KN，冲程为6m，冲次4/min，抽下5m后无显示，立即加下管2根至1919m遇阻继续抽砂，此时发现无进尺，试在下放管柱时加压至40KN后抽下6m，上行程提管柱时管柱出现卡钻现象，为防止砂卡管柱，增加抽砂冲次到5/min，并增加上提高度至8m，加压由40KN降至30KN，经过多个冲程活动抽砂正常，直至抽砂到1942m后无进尺。

原因分析：①该井有砂桥，导致抽砂中途间断影响抽砂效果；②抽砂时，上行程高度低、冲次低，油套环空砂子沉积易造成卡钻。

经验总结：探至砂面加压10-20KN，快抽无明显进尺时可考虑改变负荷捣碎砂子形成砂浆；上行程应比抽砂泵冲程略大，但不能超过10m，防止卡管柱。

（2）临41-X30井检泵

该井2013.3.21检泵，探砂面位置2382.12m，使用抽砂泵抽砂，通井机为动力，油管带动抽砂泵，抽砂时加重30KN，冲程为6m，冲次为5/min抽砂20m后无进尺。

原因分析：经查地质资料并结合作业井史发现该井在抽砂深度井斜超过40°，抽砂泵球座关闭不严导致抽砂不能有效进行。

经验总结：在选择使用抽砂泵前要认真查看地质资料及近几次作业情况，落实井况（井斜、套损、落物等），确保抽砂泵能够正常进行。

2应对措施

2.1井况及抽砂泵管柱的匹配筛选

（1）施工前认真查看地质工艺方案，落实井筒及历次出砂清砂情况，对于低压漏失、水敏、井深小于2500m套管无异常的直井，优先考虑抽砂泵抽砂。抽砂φ139.7mm套管砂柱不超过100m，φ177.8mm套管砂柱不超过50m。抽砂施工井深2500m内，采用Ф70抽砂泵，井深超过2500m，受作业机功率限制时抽次低，应采用Ф83抽砂泵。

（2）合理确定沉砂管长度。沉砂管太长储砂能力强，捞砂多，但受井的限制，压差小，捞砂效率低；长度太短，压差大，捞砂效率高，但储砂不够，砂子易进入泵筒，造成泵的损坏。目前常使用的抽砂泵其捞砂高度可达到沉砂管内100-200m，据现场经验，接装300-400m沉砂管既能保证捞砂顺利进行，又能保证沉砂效果，如沉砂太多可分次抽砂以满足要求。

（3）认真检查沉砂油管。沉砂油管必须选用清洁，无裂缝、穿孔、刺漏等的合格油管，逐根用通径规过管保证通畅便于抽汲砂液及沉砂，沉砂油管上扣时按规定扭矩上紧油管。

2.2操作参数优选及注意事项

（1）抽汲冲程6m、冲次控制在4/min-5/min。抽砂过程中，捣砂器负荷保持在40-60KN，上行程不大于10m.

（2）抽砂时要保证抽汲速度。速度过慢，沉砂管内砂子易沉积堵死底球阀根据现场经验φ70mm抽砂泵抽汲速度不小于20m/min；φ83mm抽砂泵抽汲速度不小于15m/min；每抽十次，捣砂器得离砂面1m一次，防止砂卡。

（3）抽砂施工时各岗配合要密切，快速接换单根，中途间歇时间不要超过2分钟，沉积时间过长会堵塞底球阀导致抽砂泵失效。

（4）抽砂泵使用前认真检查，使用后及时清洁保养并及时入库存放，进一步检查维护保养。

3建议

（1）起沉砂管前备一方铁池、回收漏斗及连接管线，用来回收沉砂管内的砂浆避免污染施工现场。

（2）建议将泄液孔换成挡砂装置，避免时间长砂浆返至油管环空。

参考文献：

[1]吕广忠，陆先亮，栾志安，等.油井出砂预测方法研究进展[J].油气地质与采收率，2002，9（6）：55-57.

[2]杨振威，曾凡芝，熊晓波，等.捞砂泵作业工艺技术[J].油气井测试，2005，14（1）：47-48.

[3]孙永壮，杜丙国，邵宣涛，等.机械捞砂工艺研究[J].石油学报，2006，27（6）：125-127.

[4]付强，李英松，李啸南，等.机械式抽砂管柱结构及作业工艺改进[J].石油矿场机械，2014（10）：58-60.