抽油井桿管防偏磨原因分析及應(yīng)對(duì)策略研究

郭 奎，杜 森，吳磊磊，吳 海

（延長(zhǎng)油田股份有限公司靖邊采油廠，陜西榆林 718500）

抽油井桿管防偏磨原因分析及應(yīng)對(duì)策略研究

郭 奎，杜 森，吳磊磊，吳 海

（延長(zhǎng)油田股份有限公司靖邊采油廠，陜西榆林 718500）

伴隨著我國(guó)油田行業(yè)的迅猛發(fā)展，油田企業(yè)越來(lái)越重視實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，其中，抽油井桿管偏磨就是油田企業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)的問(wèn)題之一。有桿抽油具有生產(chǎn)成本低、便于維修管理、適應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)油田企業(yè)中的使用非常常見(jiàn)。實(shí)踐表明，造成抽油井桿管偏磨的原因多種多樣，因此對(duì)這些原因進(jìn)行具體闡釋，并且就對(duì)應(yīng)的防偏磨應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行分析。

抽油井桿管；防偏磨；原因分析；應(yīng)對(duì)策略

1 抽油井桿管偏磨的原因分析

1.1 油井井身結(jié)構(gòu)的因素

正常情況下，抽油桿在正常工作時(shí)會(huì)存在一個(gè)水平分力，此時(shí)油管和油桿間就會(huì)產(chǎn)生摩擦，而摩擦的大小又取決于抽油井的彎曲程度。在抽油桿整個(gè)工作過(guò)程中，油桿在接觸點(diǎn)附近發(fā)生機(jī)械磨損，而油管則在整個(gè)過(guò)程中都在發(fā)生著不同程度的機(jī)械磨損。近幾年來(lái)，油田企業(yè)使用的油井中側(cè)鉆井、定向井的比重增加，而這些井井身斜度大，因此抽油桿和抽油管更容易出現(xiàn)偏磨。

1.2 抽油桿受到交變載荷的影響

在整個(gè)上下沖程往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，抽油桿會(huì)受到交變載荷的作用，從而使抽油桿自身產(chǎn)生變形，導(dǎo)致抽油桿和抽油管間的間距變小，這也直接導(dǎo)致了桿管間摩擦的加大。實(shí)踐表明，作用在抽油桿上的交變載荷的大小與其工作的油井中油的黏度有密切聯(lián)系。油的黏度越大，作用在抽油桿上的交變載荷就越大，引起的變形也越嚴(yán)重，從而桿管之間的摩擦也越大。

1.3 油管自身彎曲的影響

在抽油桿工作過(guò)程中，在上沖程時(shí)，抽油設(shè)備會(huì)關(guān)閉游動(dòng)凡爾，同時(shí)打開(kāi)固定凡爾，此時(shí)，抽油管的上部?jī)?nèi)側(cè)就會(huì)受到管內(nèi)靜水壓力，外側(cè)受到沉沒(méi)度液體壓力，由于內(nèi)外側(cè)受到的壓力值大小不等，因此整個(gè)抽油管就承受著內(nèi)外側(cè)的壓力差。當(dāng)壓力差達(dá)到一定值后，抽油管就會(huì)發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致抽油桿和抽油管之間摩擦增大，進(jìn)而可能造成桿管的偏磨。

1.4 油管中含水以及其他腐蝕介質(zhì)的影響

油井中的液體通常來(lái)說(shuō)都會(huì)含有硫化氫、二氧化碳和細(xì)菌等腐蝕物質(zhì)，這些都會(huì)對(duì)抽油管和抽油桿形成化學(xué)腐蝕作用，長(zhǎng)時(shí)間腐蝕過(guò)后，抽油桿和抽油管表面都會(huì)變得粗糙，這也降低了桿管表面的殘余應(yīng)力，對(duì)抽油桿和抽油管的強(qiáng)度也有很大的破壞，這也導(dǎo)致了抽油桿和油管之間磨損的越來(lái)越嚴(yán)重。并且伴隨著生產(chǎn)的不斷進(jìn)行，油井中的液體含水量也不斷升高，抽油桿和抽油管之間起潤(rùn)滑作用的物質(zhì)也由原油變成了水，眾所周知，水的潤(rùn)滑作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及原油，因此這也加劇了桿管之間機(jī)械磨損。

2 抽油桿管防偏磨應(yīng)對(duì)策略

2.1 桿管防偏磨治理技術(shù)的應(yīng)用

桿管防偏磨治理技術(shù)實(shí)際上就是先通過(guò)計(jì)算機(jī)建立油井井筒的力學(xué)模型，然后運(yùn)用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件確定抽油桿管發(fā)生機(jī)械磨損的原因。使用數(shù)字化油管在線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)抽油桿管之間發(fā)生磨損的具體位置已經(jīng)磨損的嚴(yán)重程度數(shù)據(jù)。根據(jù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化選擇使用合理的防偏磨措施，以期實(shí)現(xiàn)從根本上解決抽油桿管磨損嚴(yán)重的問(wèn)題。

2.2 抽油桿扶正器的應(yīng)用

抽油桿扶正器按材質(zhì)劃分可分為兩種：硬質(zhì)塑料和鋼質(zhì)材料。抽油桿扶正器的外徑比抽油桿的接箍處還要大，因此在與抽油管內(nèi)壁發(fā)生機(jī)械磨損時(shí)，是抽油桿扶正器率先發(fā)生磨損，因此能夠避免抽油桿的直接磨損，指導(dǎo)扶正器被磨損到一段時(shí)間后，抽油桿接箍才與油管的內(nèi)壁接觸，發(fā)生偏磨。抽油桿扶正器在防止抽油桿管偏磨時(shí)具有重量輕、體積小，造價(jià)低，安裝方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地延長(zhǎng)抽油桿的使用時(shí)間。但是即使應(yīng)用了抽油桿扶正器，抽油管仍然會(huì)發(fā)生局部機(jī)械磨損的狀況，而且在抽油桿扶正器磨損到一定程度后，抽油桿再次和抽油管重新接觸發(fā)生磨損，因此該辦法只能是從短時(shí)間內(nèi)緩解了抽油桿管之間的的偏磨。

2.3 防偏磨光桿旋轉(zhuǎn)懸繩器的應(yīng)用

對(duì)于抽油桿管偏磨嚴(yán)重的情況，大多數(shù)油田企業(yè)正在使用防偏磨光桿旋轉(zhuǎn)懸繩器。防偏磨光桿旋轉(zhuǎn)懸繩器的應(yīng)用可以使抽油桿在工作過(guò)程中抽油的同時(shí)實(shí)現(xiàn)勻速旋轉(zhuǎn)，這就保證了抽油桿接箍處與抽油管之間的磨損在圓周上均勻分布，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了抽油桿管的使用壽命的延長(zhǎng)。防偏磨光桿旋轉(zhuǎn)懸繩器結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安裝使用來(lái)說(shuō)也非常方便。

2.4 內(nèi)襯油管和鍍鎢抽油桿工藝的應(yīng)用

所謂內(nèi)襯油管實(shí)際上就是將防腐材料鑲嵌在抽油管內(nèi)壁上，以期實(shí)現(xiàn)防止管壁受到腐蝕的目的。而鍍鎢抽油桿工藝實(shí)際上就是將防腐材料通過(guò)電鍍的方式鍍?cè)诹顺橛蜅U外部，目的同樣是實(shí)現(xiàn)防止腐蝕的作用。內(nèi)襯油管和鍍鎢抽油桿的同時(shí)配合使用，能夠行之有效地杜絕抽油桿管腐蝕，進(jìn)而減小了抽油桿管之間的機(jī)械磨損，延長(zhǎng)設(shè)備的壽命，給油田企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)束語(yǔ)

抽油桿防偏磨技術(shù)的應(yīng)用能夠很好地解決實(shí)際生產(chǎn)中抽油桿管之間的磨損，這也直接關(guān)系著油田企業(yè)抽油機(jī)的安全運(yùn)行和使用壽命。能夠影響到抽油桿管偏磨的因素眾多，油田企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中要針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)情況，仔細(xì)總結(jié)、分析其中的具體因素，采取相應(yīng)的防偏磨技術(shù)，保障生產(chǎn)工作的安全有序進(jìn)行，同時(shí)加強(qiáng)抽油機(jī)的日常檢查維護(hù)，以期延長(zhǎng)抽油機(jī)運(yùn)行壽命，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增加。

[1] 李文強(qiáng)，張思兵.關(guān)于抽油井管桿防偏磨的研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014，（1）：30.

Cause Analysis and Countermeasure of Anti-Ablation of Mine Rod

Guo Kui，Du Sen，Wu Lei-lei，Wu Hai

With the rapid development of China’s oilfield industry，oilfield enterprises pay more and more attention to the problems in the actual production process.Among them，the partial grinding of oil rod is one of the most common problems in oil field production.Rod pumping has the advantages of low production cost，easy maintenance management，strong adaptability，and the use of oil field enterprises in China is very common.The practice shows that there are many reasons for the partial grinding of the oil rod，and this paper will explain these reasons，and analyze the corresponding anti-deviation countermeasures.

pumping well rod pipe；anti-partial grinding；cause analysis；coping strategy

TE933.2

A

1003–6490（2017）10–0022–01

2017–07–13

郭奎（1986—），男，陜西榆林人，工程師，主要從事油田注水開(kāi)發(fā)工作。