螺杆泵卡泵原因及解决方法分析

发布时间:2018/10/26 10:26:47     作者:     来源:本站

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在进行原油开采时,需要使用泵组对其加压,以便地下原油能够顺畅的流出井外,我国最常见的泵组中采用的是螺杆泵,螺杆泵具有效率高、适应性强等优点,为我国的原油开采工作做出了突出贡献。在前期使用螺杆泵的过程中,由于原油的开采量较小,所以出现的问题较少,但是随着我国…

在进行原油开采时,需要使用泵组对其加压,以便地下 原油能够顺畅的流出井外,我国最常见的泵组中采用的是螺 杆泵,螺杆泵具有效率高、适应性强等优点,为我国的原油 开采工作做出了突出贡献。在前期使用螺杆泵的过程中,由 于原油的开采量较小,所以出现的问题较少,但是随着我国 对能源需求量的增加,各大油田都在提高原油生产量,使得 螺杆泵在运行过程中出现了各种问题,其中卡泵问题最为严 重[1]。当螺杆泵出现卡泵时,轻则影响原油的开采效率,重则 可能因为卡泵严重造成油井废弃,给原油生产单位带来了巨 大损失。

1 螺杆泵卡泵原因分析

1.1 油井结蜡

原油在从井底到被开采出地面的过程中,其温度会不断下 降,石蜡的溶解度也会相应的下降,从而使得大量的石蜡析出。 析出的石蜡将沉积在管壁的某一位置,从而造成油井结蜡。当 油井结蜡严重时,原油的流动阻力会急剧增加,螺杆泵的效率 会大幅下降。很多螺杆泵由于没有进行清蜡,使得石蜡的聚集 十分严重,逐渐形成了段塞流,此时螺杆泵的转动扭矩也会急 剧增大,工作所需要的电压电流也会相对增加,当增加超过额 定电压电流时,就会出现卡泵问题[2]。

1.2 油井出砂

油井出砂主要是受到地层性质的影响,造成油井出砂严 重的原因主要有两点:①地质影响,地层部位的岩石较为松软, 在进行原油开采时,大量的砂石随着原油流出井外;②开采 影响,在进行原油开采过程中,需要对地层进行酸化压裂处理, 酸化压裂对地层岩石产生了破坏,造成岩石破碎严重,也会 造成油井出砂严重。当油井出砂严重时,砂石将对设备产生 一定的磨损,同时,砂石进入螺杆泵中,将因堵塞的原因造 成卡泵问题。

1.3 油井结垢

我国地下原油的性质较为复杂,某些地区原油偏酸性,某 些地区原油偏碱性,不管是酸性还是碱性,在原油开采过程中, 原油本身都会和井壁岩石发生一定的化学反应,从而产生大 量的反应物沉积于井壁表面,这种现象称为油井结垢。油井 结垢后,使得原油的流动阻力增大,螺杆泵运行所需要的电 压或电流也会随之增大,当超出额定电压或电流时,即会引 起卡泵问题[3]。同时,开采出的原油将带出大量的污垢,污垢 可能引起螺杆泵堵塞,从而产生卡泵问题。

1.4 定子橡胶溶胀和脱胶

由于螺杆泵都是在高温高压的环境中工作,加上原油中 的某些成分将进入定子橡胶内部,定子橡胶的内部将在外力 和化学作业下产生膨胀现象,此时定子的体积会急剧增大, 从而抱死转子,产生卡泵问题。同时,定子橡胶的质量较差时, 在使用中还可能出现脱胶问题,从而使得转子无法正常工作, 导致卡泵问题出现。

2 螺杆泵卡泵问题解决方法

2.1 清蜡解堵

蜡堵是引起卡泵问题的主要原因,目前没有防止结蜡的 有效方法,只能从清蜡角度入手解决卡泵问题。油田单位应 制定专门的清蜡规定和标准,每隔一段时间即对井壁进行清 蜡处理,同时,可采用添加化学试剂或增大开采温度两种方法, 减缓原油中石蜡的析出效率,从而解决卡泵问题。

2.2 清防砂

油井出砂也是引起螺杆泵卡泵问题的主要原因之一,解 决出砂问题的关键在于找到出砂原因,通过上文对出砂原因 的系统分析,清防砂的主要措施有两点:①开采油井尽可能 避开地层砂石松软的地区;②在进行酸化压裂作业时,需要 对相关指标进行有效的控制,防止引起地层岩石破碎。

2.3 油井除垢

通过对油井结垢出现的原因分析可以发现,主要是原油 本身和岩石反应所产生,所以无法避免结垢问题的出现,只 能尽可能消除壁面上的垢层。因此,油田单位也应制定专门 的除垢规定和标准,每隔一段时间即可采用化学除垢或物理 除垢等方法对垢层进行清理。

2.4 泵的优选

解决卡泵问题最为有效的方法就是根据油井所处环境以 及地下原油性质,对泵的种类进行优选。在进行泵的优选时, 不能只考虑经济性因素,还需要考虑未来生产量增加,泵的 负荷问题,防止因负荷增加,电压和电流超出额定电压或电 流所导致的卡泵问题出现。

3 结论

综上所述,螺杆泵能否正常运行将直接决定原油的开采 效率,而卡泵是螺杆泵运行中面临的最严重问题。油井结蜡、 出砂、结垢,以及定子橡胶的溶胀和脱胶是引起卡泵问题的 四大主要原因,只要分别从清蜡解堵、清防砂、除垢以及泵 的优选四个角度采取解决措施,即可把卡泵的概率降至最低, 全面保障原油开采工作的正常进行。

相邻企业签订互保协议,建立应急联络热线,无事时几 个企业共同进行演练,有事时多方支援。统合相近企业应急 力量,扩大应急储备。

6.4 一对一结对子、先进帮助后进

推行“结对子”工程,一个区域内安全管理标杆企业与 管理薄弱企业建立合作机制。由标杆企业协助薄弱企业全方 面提高,薄弱企业利用“对子”找短板、改缺点。这种一对 一的帮扶办法,能避免一窝蜂式参观,在较短的时间内取得 1+1大于2 的结果。

6.5 强化企业标准化、体系化

政府监管机构可以协调专项资金,对取得二级以上标准 化或真正吸取国际、国内好的安全管理经验的企业进行一定 比例的奖励。使企业在奖金激励下,对“取经”工作更有劲头, 并促进经验落地、执行。

6.6 开展安全文化建设

一个好的企业,要想在当今激烈竞争的大环境中生存,首 当其冲的就要有适合本企业的文化。企业文化搞得好,职工 幸福感、满足感、归属感就强,各项制度落实就更容易。相 邻地市企业有“孝”文化、“家”文化,虽然简简单单一个字, 但是其中蕴含的哲理能使职工全身心地投入到企业建设中。 有了文化,就相当于一个响当当的企业品牌。通过文化的建设, 能更大程度上将企业上下拧成一股绳,各项管理均能更流畅 地开展。

6.7 综合利用各种检查措施

检查分为多种形式,如一段时间内企业自主开展的检查, 每次都存在走形式、走过场,那就说明该项工作已经失效。 碰到这种情况就需要外聘中介、专家协助检查。借鉴部分央 企成熟的检查模式,首先聘请区域内安全中介机构、相关专家; 然后聘请行业内重点龙头企业、专业设计院;最后聘请国内 外相关领域规范起草者、“大咖”。这种逐级递增的检查模式, 可以更有效地提高企业隐患控制、安全管理能力。

6.8 抓事故管理,特别是未遂事故管理

事故学习利用会议、视频、文件等形式,已经变为普遍 现象。事故后发文件、受教育、抓预防、再落实已经成了目 前大部分企业面对的显著问题。关于事故的防范,各企业应 该着重狠抓未遂事故的管理。

未遂事故通俗的讲就是未发生健康损害、人身伤亡、重 大财产损失与环境破坏的事故。在安全管理理论中,海因里 希法则提出严重伤害事故、轻微伤害事故和无伤害事故的概 率为1 ∶ 29 ∶ 300。在实际的工作中,如果能够降低未遂事故 的发生概率,就可以降低伤亡事故发生概率。日本安全业界 曾经发起“消灭300 运动”,就是从未遂事故着眼提高安全水 平的成功案例。未遂事故可以是人的违章、可以是物的缺失、 可以是制度的不规范。只有把这些“300”当成“1”去管、 去重视,坚决杜绝、消灭,这样才能更规范、更安全。

7 结语

综上所述,在日益严峻的安全生产大环境下,各企业应 当从自身下手,在公司政策、人员管理、教育培训、应急处 置等方面,利用政府监管部门的监督、帮扶,更进一步提高 思想认识,全面科学的提高管理,这样才能保证自身安全, 创造更大的效益。

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