機(jī)采井抽油桿斷脫原因及預(yù)防措施

彭群麗

(魯明濟(jì)北公司,山東濟(jì)南 251404)

機(jī)采井抽油桿斷脫原因及預(yù)防措施

彭群麗

(魯明濟(jì)北公司,山東濟(jì)南 251404)

抽油桿斷脫造成的井下作業(yè)工作量在油田開發(fā)后期占相當(dāng)大的比重，作業(yè)成本逐年上升，嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。加大技術(shù)投入和強(qiáng)化過程管理，減少抽油桿斷脫，已成為提高井下作業(yè)質(zhì)量的必由之路。

抽油桿斷脫 偏磨 疲勞 腐蝕 預(yù)防措施

1 抽油桿斷脫原因分析

根據(jù)對(duì)抽油桿斷脫情況的分析，我們對(duì)抽油桿偏磨的原因進(jìn)行了總結(jié)，主要受以下幾個(gè)方面的影響：

1.1 工作方式的影響

（1）抽油桿彎曲與油管偏磨：抽油桿彎曲產(chǎn)生于下沖程。下沖程時(shí)，抽油桿受下面幾種方向朝上的載荷：1）慣性力影響。2）桿摩擦阻力。3）桿受的浮力。4）襯套與柱塞間半干摩擦力。5）液體通過游動(dòng)閥產(chǎn)生的阻力。導(dǎo)致抽油桿下部受壓，中和點(diǎn)以下抽油桿產(chǎn)生縱向彎曲。（2）油管彎曲與抽油桿磨損：抽油桿上沖程時(shí)，固定凡爾打開，游動(dòng)凡爾關(guān)閉，液柱載荷轉(zhuǎn)移到柱塞，柱塞上部壓力大于下部壓力，油管縮短，油管內(nèi)外壓差大，泵到中和點(diǎn)區(qū)的油管受壓。當(dāng)壓力大于14900～22400N時(shí)，油管產(chǎn)生彎曲，在低液面的井，彎曲更為嚴(yán)重。因此，上沖程桿直管彎，下沖程桿彎管直。

1.2 井斜的影響

對(duì)于直井，由于目前鉆井技術(shù)的限制，在鉆井過程中，隨著鉆井深度的增加，鉆頭與井口的同心度變差，從縱向上看井筒成為一條彎曲扭轉(zhuǎn)的線條，即出現(xiàn)自然井斜，由此造成桿管磨損。對(duì)于下入斜井段或經(jīng)過拐點(diǎn)部位的抽油井，抽油桿與油管必然發(fā)生摩擦，導(dǎo)致桿管磨損。管桿隨套管井眼軌跡彎曲，斜度越大，管桿磨損越嚴(yán)重。

1.3 機(jī)采井座封的影響

當(dāng)生產(chǎn)管柱有機(jī)械封隔器時(shí)，機(jī)械封隔器坐封需要一定的坐封力，坐封力會(huì)導(dǎo)致管柱彎曲，在生產(chǎn)過程中彎曲段油管與抽油桿產(chǎn)生磨損，坐封力越大油管彎曲度越大，桿管偏磨也就越嚴(yán)重,從而降低了抽油桿的壽命。

1.4 生產(chǎn)參數(shù)的影響

在發(fā)生偏磨的有桿泵井中，抽油機(jī)的沖程和沖次大小對(duì)桿管的偏磨影響較大。沖次越高，相同工作時(shí)間內(nèi)偏磨的次數(shù)就越多，磨損時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度也就越大。

1.5 高含水率的影響

產(chǎn)出液含水越高，偏磨越嚴(yán)重。原因是產(chǎn)出液含水率低時(shí)，管桿摩擦面處于良好的油潤滑狀態(tài)，動(dòng)摩擦因數(shù)較小，磨損較輕；當(dāng)產(chǎn)出液含水高時(shí)，管桿摩擦處于水潤滑狀態(tài)，動(dòng)摩擦因數(shù)大大增加，加快了管桿磨損。

2013年1月份以來抽油桿斷脫的井中含水大于90%的井有20口，高含水的影響加劇了公司油井桿管的磨損。

1.6 下井桿柱質(zhì)量得不到保證

由于成本問題，對(duì)損壞的桿常采用更換復(fù)新桿的方法，由于復(fù)新桿在質(zhì)量上得不到保證，桿在抗偏磨，抗腐蝕能力上降低。與此同時(shí)，由于責(zé)任心不夠下井抽油桿質(zhì)量得不到保證從而加快了抽油桿的斷脫。

2 抽油桿斷脫的預(yù)防措施

2.1 對(duì)偏磨井下防磨扶正器

安裝抽油桿扶正器，可使抽油桿處于油管中心，不直接與油管接觸，減少抽油桿與油管的磨損。

2.2 抽油桿尾部使用加重桿

采取下加重桿的方法，防止下行程時(shí)抽油桿柱彎曲，避免抽油桿與油管內(nèi)壁的磨損，減少抽油桿斷脫事故。實(shí)際作業(yè)施工中，通常采用下100-200米加重桿。

對(duì)低沉沒度井（50-100m，尤其低于50m時(shí)），容易產(chǎn)生液擊現(xiàn)象而導(dǎo)致桿斷，因此，要調(diào)小抽油參數(shù)或采取間抽模式，以保證抽油桿在允許的應(yīng)力范圍內(nèi)工作。對(duì)大沉沒度井上提泵掛，減輕桿管負(fù)荷來預(yù)防斷脫。泵掛盡可能調(diào)至“狗腿”或造斜點(diǎn)之上。

2013年1月至今對(duì)大沉沒度井共實(shí)施上提泵掛4井次，但仍有部分井沉沒度過大，下步我們?cè)诒３趾侠沓翛]度的情況下將泵掛上提，降低桿管的磨損程度，同時(shí)通過合理注采調(diào)配來保持動(dòng)液面的穩(wěn)定以改善降低桿管的受力狀況。

2.3 采用高強(qiáng)度抽油桿

為提高抽油桿的抗彎強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度，防止下沖程抽油桿下部產(chǎn)生縱向彎曲達(dá)到防治桿管偏磨和疲勞斷脫，對(duì)于偏磨嚴(yán)重的井應(yīng)采用高強(qiáng)度抽油桿。

2.4 科學(xué)設(shè)計(jì)抽油參數(shù)

在滿足集輸壓力的條件下，井口回壓不應(yīng)過高或經(jīng)常大幅度劇烈變化，否則不僅增加桿柱載荷，而且會(huì)加劇桿、管的偏磨。另外，應(yīng)選擇油井合理的抽油參數(shù)，確定合理的泵徑、泵深、沖程、沖次，使抽油桿處于良好的狀態(tài)。特別在油井比較深的條件下，應(yīng)采用長沖程、低沖次、小泵徑的參數(shù)配合，盡量減少振動(dòng)和慣性載荷，以達(dá)到減輕桿管偏磨和桿柱載荷的目的。采油井供液能力發(fā)生變化，要及時(shí)調(diào)整抽油參數(shù)，保證桿管在合理的狀態(tài)下運(yùn)行。

2.5 建立抽油桿檔案

制定抽油桿管理和操作制度，建立每口井抽油桿的檔案，對(duì)抽油桿結(jié)蠟、彎曲、偏磨、斷脫位置和斷口形狀等詳細(xì)記錄，為下步工作提供參考依據(jù)。同時(shí)規(guī)定抽油桿服役期限，定期更換抽油桿，更換后回收的抽油桿要進(jìn)行清洗、檢測、分選、打捆、防腐處理以備后用。

2.6 加強(qiáng)作業(yè)監(jiān)督，確保下井桿管質(zhì)量

為防止作業(yè)隊(duì)現(xiàn)場出現(xiàn)違規(guī)違章現(xiàn)象，必須加強(qiáng)作業(yè)監(jiān)督，確保下井桿管質(zhì)量。對(duì)作業(yè)過程中的一些重點(diǎn)工序，作業(yè)監(jiān)督人員必須現(xiàn)場嚴(yán)格把關(guān)。2006年我們隊(duì)調(diào)整作業(yè)監(jiān)督班子實(shí)行全天候現(xiàn)場監(jiān)督把關(guān)，不讓任何有問題的桿管泵下井，堅(jiān)決制止違章作業(yè)。例如我們?cè)谧鳂I(yè)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)XI52-213(2006.7.2)完井管柱涂抹密封脂不均勻等現(xiàn)象都及時(shí)予以制止，并當(dāng)場令作業(yè)隊(duì)整改。

2.7 加強(qiáng)生產(chǎn)維護(hù)管理

采油隊(duì)要加強(qiáng)油井的熱洗和加藥工作，制定合理的熱洗和加藥周期；提高采油時(shí)率，防止因停井時(shí)間過長而引起開井負(fù)荷增大，造成桿斷脫。

根據(jù)現(xiàn)場情況，對(duì)結(jié)蠟及腐蝕井，分別對(duì)管柱上添加了防蠟管及陰極保護(hù)器等井下工具。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）抽油桿斷脫主要原因是偏磨。（2）對(duì)偏磨井可采用下防磨扶正器、抽油桿尾部使用加重桿、對(duì)大沉沒度井上提泵掛、采用高強(qiáng)度抽油桿和簡化管柱組合等綜合治理措施。（3）對(duì)疲勞斷脫的井應(yīng)進(jìn)行定期更換和采用高強(qiáng)度抽油桿。（4）在管理上加強(qiáng)采油隊(duì)熱洗清蠟工作，規(guī)范作業(yè)隊(duì)操作規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)作業(yè)監(jiān)督，建立科學(xué)的抽油桿使用管理制度，可有效增加抽油桿使用壽命。

[1]李風(fēng)海.抽油桿斷脫機(jī)理分析及防斷脫技術(shù)的應(yīng)用.

[2]萬仁福.采油工程手冊(cè)（上）[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.