國內油田大部分已進(jìn)入了高含水開(kāi)發(fā)期,常規柱塞抽油泵是主要的采油方式之一。由于高含砂、高含水、高溫蒸氣稠油開(kāi)采、注聚合物開(kāi)采及強腐蝕的介質(zhì)環(huán)境和井況差等因素影響，柱塞泵井平均免修期越來(lái)越短，有的甚至不到30天就需要檢泵，嚴重影響油田開(kāi)發(fā)綜合經(jīng)濟效益的提高。每個(gè)油田導致柱塞抽油泵失效的原因有所不同，綜合為以下幾個(gè)因素：油井出水、出砂、注入物構成、礦化度、井底溫度、出液的腐蝕程度、井身結構及柱塞抽油泵自身的結構、柱塞與泵筒表面處理及表面材料等。主要失效原因為：
砂粒在管柱內的沉降：油井出砂量大、含水高時(shí)，地層油中的砂粒混合在地層水中。由于不同介質(zhì)的攜砂能力是與介質(zhì)的黏度成正比的，原油黏度遠遠大于地層水黏度，在相同流速下地層水的攜砂能力差，部分砂粒會(huì )在重力作用下下沉，嚴重時(shí)會(huì )造成卡泵和砂埋。在泵還沒(méi)有完全被卡死前，柱塞和泵筒的相對運動(dòng)會(huì )導致柱塞表面和泵筒內表面的劃傷，大量的劃傷使泵效下降。
磨損和腐蝕雙重作用：如果砂粒進(jìn)入泵筒與柱塞之間，柱塞和泵筒表面磨損增加，如果表面層磨損后露出基體，由于井液介質(zhì)的強電解性和弱酸性，芯部極易被腐蝕和磨損。另外，一般活塞兩端的壓差是7-14MPa，在高壓差下，含砂液體會(huì )對柱塞和泵筒產(chǎn)生水力切割，加劇磨損。
柱塞和泵筒的結垢：如果注入水未經(jīng)處理循環(huán)使用，加上目前有些油田純注水已經(jīng)不能滿(mǎn)足采收率的提高而改用注聚合物等，使得井下產(chǎn)出液成分變得越來(lái)越復雜，礦化度越來(lái)越高，在柱塞和泵筒上結垢的可能性越來(lái)越大。當在柱塞和泵筒表面上垢的沉積變得致密，附著(zhù)力變強時(shí)，危害就增大。有些區域普通的柱塞抽油泵撿泵周期由于結垢從300天縮短為30天。
抽油泵的結構：普通抽油泵在結構上無(wú)任何擋砂刮垢措施，而且柱塞端部有一個(gè)錐面,抽油泵在往復運動(dòng)過(guò)程中，使得砂粒直接沉降到柱塞與泵筒間隙內，而且抽油泵柱塞上的防砂槽只具備擋砂和刮砂性能，對防砂槽沉砂的清除未考慮，在防砂槽存砂后，同樣會(huì )造成塞泵筒磨損。
柱塞和泵筒的表面處理和材料選擇：調查表明，抽油泵柱塞和泵筒表面處理工藝和材料的選擇會(huì )顯著(zhù)改變抽油泵的使用壽命。柱塞和泵筒是一對摩擦副，有研究表明，柱塞和泵筒表面材料與砂粒之間的摩擦系數大小還會(huì )影響砂粒是否會(huì )卡在柱塞和泵筒間隙中。
凡爾座凡爾罩凡爾球的磨損腐蝕：抽油桿通過(guò)游動(dòng)閥與活塞連接，活塞往復運動(dòng)使得游動(dòng)閥罩承載著(zhù)大小不對稱(chēng)的變載荷應力，在閥開(kāi)啟閉合過(guò)程中，連續的撞擊導致了閥內壁的磨損和疲勞破壞。凡爾罩作為井液的出口,由于改變了液流的方向,受到液流的沖刷和腐蝕,*終造成斷裂失效。凡爾座由于長(cháng)期受到液流和固體物的沖蝕，也會(huì )導致密封面失效。
柱塞和泵筒的間隙：柱塞與泵筒的配合屬于往復運動(dòng)的間隙配合。泵筒與柱塞的相對運動(dòng)依靠配合面之間的微小間隙起密封作用,同時(shí),這種微小間隙確保柱塞與泵筒之間始終有一定的液體漏失,起潤滑和冷卻作用。對一定的井況而言,泵隙是抽油泵重要的技術(shù)參數,泵隙的大小直接影響著(zhù)抽油泵效率的高低,影響檢泵周期。
井下管串偏磨與腐蝕：由于各種因素導致油管、抽油桿、扶正器、抽油桿接箍等磨損和腐蝕，如果磨損和腐蝕產(chǎn)物如鐵渣、油管涂層剝落物等沉積在泵上，造成卡泵和凡爾不密封后的漏失。
泵掛深度：油井泵掛的加深,會(huì )使得抽油泵承受的載荷增大,從而使得柱塞與泵筒之間的壓力和摩擦力增大,井液對柱塞和泵筒液力沖刷也會(huì )增大，加上上述其它因素的作用，泵的失效會(huì )加快。
井身結構：由于泵筒長(cháng)約4-9米左右，如果掛泵段井身不是垂直，如水平井，斜井或狗腿處等，則泵筒可能變形或柱塞和泵筒局部接觸，也會(huì )加大柱塞和泵筒之間局部的磨損和腐蝕。
井下溫度和壓力：井下溫度有間接影響，如影響柱塞和泵筒腐蝕速度，影響結垢的快慢，甚至影響泵筒變形難易等。
由上述可見(jiàn)，柱塞式抽油泵失效原因很多，應根據具體井況找出主要原因并采取相應的措施。
