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塔河油田防氣技術分析

文檔作者：楊小輝劉毅于國龍徐鑫謝祥君文檔來源：中國石化西北油田分公司塔河采油三廠		點擊數：	更新時間： 2025年09月22日
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上一篇：塔河油田膨脹管井鉆井技術

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一92 一
石 油機械
CHINA PETROLEUM MACHINERY 2014年 第42卷 第7期
油氣田開發工程
塔河油田防氣技術分析
楊小輝 劉 毅 于國龍 徐 鑫 謝祥君
(中國石化西北油田分公司塔河采油三廠)
摘要：塔河油田原始油氣比較大，油井供液能力下降快，原油很容易脫氣， 氣體影響已成為
機抽井泵效低的重要原因。介紹了塔河油田主要的防氣技術。防氣技術應用結果表明，單從分氣
效率而言，傘形螺旋氣砂錨優于螺旋氣砂錨，螺旋式氣錨最差。氣錨因結構簡單，價格便宜，防
氣效果較好，廣泛應用于稀油井開采中，但使用時需注意其適用范圍。環閥式防氣桿式泵宜在泵
深小于3 100 m的稀油井使用，與氣錨配套使用效果更佳。螺旋式氣錨+毛細管+單流閥過泵排
氣防氣工藝不僅能達到防氣目的，而且還能最大程度地發揮氣體的舉升作用。
關鍵詞：塔河油田；氣鎖；防氣技術；氣錨；泵效
中圖分類號：TE933 文獻標識碼：B doi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．07．022
Technical Analysis of Gas-prevention in Tahe Oilfield
Yang Xiaohui Liu Yi Yu Guolong Xu Xin Xie Xiangjun
(No．3 Tahe Oil Production Plant，S1NOPEC Northwest Oi ld Company)
Abstract：The large original oil／gas ratio in Tahe Oilfield make the crude oil easily degas，resulting in fast
reduced oil supply in oil wel1．Thus．degassing has become an important cause of low pump eficiency．The gas—pre—
vention technology in Tahe Oifield is introduced and the application results show that the umbrella—type spiral gas
and sand anchor is better than spiral gas and sand anchor in terms of gas separation eficiency，and spiral gas an—
chor has the lowest gas separation eficiency．The gas anchor has a simple structure and great gas—prevention per—
formance with low cost，making it widely used in thin oil production．But its application range should be well con—
sidered．The annular valve type gas—preventive sucker rod pump is preferable for application in thin oil well less than
3 100 m ， and will achieve a better performance with the use of gas anchor．Spiral gas anchor + capillary tube +
non—return valve through pump gas discharge／prevention technology can not only achieve gas prevention，but also
take advantage of gas lifting role to the greatest extent．
Key words： Tahe oilfield；gas lock； gas—prevention technology ； gas anchor； pump efi ciency
0 引 言
塔河油田主力油藏為碳酸鹽巖縫洞型油氣
藏 ，油藏埋深5 300～6 600 m，原始油氣比一般
為100～500 nl。／t，部分井油氣比高達2 000 m。／t。
隨著油田開發的不斷深入，地層能量逐步衰減，油
井陸續轉抽。由于原始油氣比較大，油井供液能力
下降快，原油很容易脫氣，氣體影響已成為機抽井
泵效低的重要原因。目前塔河油田采油三廠共有抽
油機井195口，開井185口，其中泵效低于60％
的機抽井中受氣體影響井有3O口， 占總開井數的
16．2％ ，嚴重影響了原油上產。因此，消除或減小
氣體影響已成為采油工程的重要任務之一。
1 氣體影響泵效機理
當泵吸人口壓力小于泡點壓力時，原油中溶解
的天然氣便會不斷地分離出來 。進入泵筒的氣
體不但占據了泵筒的有效空問，減少吸入液量，形
成吸入過程的無效沖程，而且這部分游離氣在下沖
程時受壓縮，不像液體受壓縮時那樣壓力很快上
2014年 第42卷 第7期 楊小輝等：塔河油田防氣技術分析 一93一
升，使游動閥打開進行排油。更嚴重的是當泵筒中
氣體較多時，游動閥始終打不開，形成氣鎖，造成
井口不出油。
2 塔河油田主要防氣技術
2．1 氣錨
減小氣體對泵工作影響的有效措施是在泵人口
處安裝氣錨，使油流中的滑脫氣在進泵之前被分離
出來，通過油套環形空間排到地面 -5]。目前，塔
河油田采油三廠使用的氣錨主要有螺旋式氣錨、螺
旋氣砂錨及傘形螺旋氣砂錨。
2．1．1 螺旋式氣錨
螺旋式氣錨結構如圖1所示。油氣混合物經氣
錨下端的篩管進入螺旋葉片與外管之間的環形空
1 2 3 4 5 6 7 8
1一上接頭；2一排氣管；3一單流閥；4一集氣罩；
5一頂絲；6一外管；7一螺旋葉片；8一下接頭。
圖1 螺旋式氣錨結構示意圖
Fig．1 Structural schematic diagram of spirM gas anchor
間，沿螺旋面上行期間，由于離心力作用，液流沿
螺旋外側上行，經過外管和集氣罩的環形空間進人
泵筒；氣流沿螺旋器內側運行，最終在集氣罩中形
成“氣帽”頂開單流閥，經排氣管排出。
該氣錨最大外徑114 mm，螺旋器長度1 600
mm，適用油氣比≤1 000 m ／t，兩端連接螺紋為
88．9 mm (3 in)TBG。
2．1．2 螺旋氣砂錨
螺旋氣砂錨結構如圖2所示。錨簡上有2排
12條8 mm×100 mm 的割縫，分別用于進液和排
氣，螺旋器上有若干出氣孔，襯管有排砂孔。
螺旋氣砂錨工作時，井內混合物由進液口進入
錨筒，沿螺旋表面做回轉運動過程中，由于氣、
液、固3相密度不同，在不同的離心力作用下密度
最大的固相顆粒被甩到外圈，密度最小的小氣泡則
運動到內圈。分離后的3相各沿不同的方位運移：
內圈的氣體從螺旋器(具有內、外管)外管上的
進氣孔上移，通過螺旋器上部及錨筒上的排氣孔進
入油套環形空間；密度最大的固體顆粒被拋向錨筒
內壁，通過襯管上的排砂孑L分離，可向下沉積至氣
砂錨下部的沉砂管內；經過分離后的液體由螺旋器
中心管進入抽油泵。
1一上接頭；2一錨筒；3一密封圈；4一螺旋器內管；5～ 螺旋器外管；6一螺旋器；7一襯管；8一中心管；9一剪釘；10～ F接頭。
圖2 螺旋氣砂錨結構示意圖
Fig．2 Structur~ schematic diagram of spir~ gas and sand anchor
該氣砂錨最大外徑102 mm，最小內徑30 mm， (2 in)TBG。
螺旋器長度2 330 mm，適用油氣比≤1 500 m ／t， 2．1．3 傘形螺旋氣砂錨
適用油井產量≤50 t／d，兩端連接螺紋為~73．0 mm 傘形螺旋氣砂錨結構如圖3所示。
1 排氣孔 2 3 進}匿孔 4 帚氣扎 5 6 ，
1一上接頭；2一引氣筒；3一中心管；4一集氣帽；5-傘形螺旋導流葉片；6一隔砂筒；7一外筒；8一下接頭。
圖3 傘形螺旋氣砂錨結構示意圖
Fig．3 Structural schematic diagram of umbrella—type spir~ gas and sand anchor
傘形螺旋氣砂錨工作原理與螺旋氣砂錨相似， 集氣帽，隨后經引氣筒、排氣孑L排至油套環空，最
井內液體由進液孔進入后，在離心力作用下經傘形 后液體由隔砂筒頂端、中心管下端進入中心管，經
螺旋器分離出的砂粒在離開傘形螺旋尾部后由于隕 上接頭進入抽油泵。
性自動進入外筒與隔砂筒之間的環腔，隨后沉降至 該氣砂錨最大外徑124 mm，中心管通徑32
尾管中；液體在沉沒壓力及重力作用下自上而下逐 mm，螺旋器長度2 100 mm，適用油氣比≤1 500
漸灌滿螺旋環腔，迫使氣體經竄氣孔逐級向上竄至 m ／t，適應含砂質量分數<10％ ，兩端連接螺紋為

2014牟 第42卷第7期 楊小輝等：塔河油田防氣技術分析
當大柱塞下端離開換氣腔下端后，原油進入換氣
腔，此時從原油中分離出來的氣體處于換氣腔的上
部；下沖程時，當大柱塞上端離開換氣腔上端后，
聚集在換氣腔中的氣體便經大泵筒與小柱塞之間的
環空、呼吸孔排至油套環空，從而防止氣體影響泵
效。因上沖程過程中，大柱塞外露環形端面受到呼
吸孔傳遞過來的沉沒壓力小于油管液柱壓力，該泵
還能減輕地面舉升設備載荷。
8
呼吸孔
6
換氣腔
1一上游動閥；2一小柱塞；3- 大柱塞；4m F辨動閥；
5一固定閥總成；6一外筒；7一大泵筒；8一小泵簡。
圖5 防氣減載泵
Fig．5 Gas—prevention and load reducing pump
2．3 過泵排氣防氣工藝
當油套環空無排氣通道或排氣困難(如井下帶
封隔器的機抽井)時，全部油氣通過抽油泵，造成
泵效降低，并且吸入口壓力愈低，等量氣體體積愈
大，泵效愈低。面對這一難題，塔河油田采油三廠
創新性地設計出螺旋式氣錨+毛細管+單流閥過泵
排氣防氣工藝E91(見圖6)，不僅可以達到防氣目
的，同時還能最大程度地發揮氣體的舉升作用。
1一單流閥；2一泵座接頭；3一毛細管；4一壓井
滑套；5一螺旋式氣錨；6一封隔器；7一喇叭口。
圖6 過泵排氣防氣工藝管柱結構示意圖
Fig．6 Structural schematic diagram of through pump
gas discharge／prevention tubing string
生產過程中，油氣由喇叭口進入抽油泵前，先
經螺旋式氣錨進行氣、液2相分離。分離后的液體
直接進入抽油泵，氣體經氣錨排氣管、毛細管及單
流閥進入泵上油管，與液體重新混合后一起排出地
面。這樣不僅大幅度提高了泵效，而且能減輕抽油
桿柱承受的載荷，延長設備壽命，節能降耗。
3 結論與建議
(1)單從分氣效率而言，傘形螺旋氣砂錨優
于螺旋氣砂錨，螺旋式氣錨最差。氣錨因結構簡
單，價格便宜，防氣效果較好，廣泛應用于稀油井
開采中，但使用時需注意其適用范圍。
(2)環閥式防氣桿式泵宜在泵深小于3 100 m
的稀油井使用，與氣錨配套使用效果更佳。
(3)螺旋式氣錨+毛細管+單流閥過泵排氣
防氣工藝不僅能達到防氣目的，而且還能最大程度
地發揮氣體的舉升作用。
參考文獻
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第一作者簡介：楊小輝，助理工程師，生于1987年，
2010年畢業于西南石油大學勘查技術與工程專業，現從事
機采工藝及井下作業研究工作。地址：(841600)新疆輪臺
縣。E—mail：576141094@qq．eom。
收稿日期：2013—12—13
(本文編輯劉鋒)

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