抽油機(jī)井偏磨的綜合治理研究

薛錦善 劉晶 陳金峰 艾華川 吳宇 吳亞波(華北油田第四采油廠，河北 廊坊 065000)

抽油機(jī)井偏磨的綜合治理研究

薛錦善 劉晶 陳金峰 艾華川 吳宇 吳亞波(華北油田第四采油廠，河北 廊坊 065000)

由于井斜、桿柱組合不合理、抽汲參數(shù)不合理、地層供液等因素，抽油機(jī)井管、桿之間的偏磨是造成檢泵的一大因素，由于檢泵周期的縮短，抽油機(jī)井的正常生產(chǎn)受到了嚴(yán)重影響。本文對(duì)抽油井偏磨原因進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)使用的防偏磨的各種技術(shù)手段，總結(jié)出治理偏磨的有效方法。

抽油井;偏磨;原因;影響;措施

華北油田采油四廠別古莊采油作業(yè)區(qū)共有正常生產(chǎn)的油井198口，抽油機(jī)井190口，占全部油井?dāng)?shù)的74.2%。

2012年-2016年全區(qū)作業(yè)井生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)，有42口在檢泵過程中發(fā)現(xiàn)桿管偏磨，占全部抽油機(jī)井總數(shù)的22.1%。由于偏磨造成抽油桿磨斷、刮蠟桿部分刮蠟塊脫落、抽油桿之間接箍因磨穿造成脫扣、油管磨漏，偏磨造成的作業(yè)施工占維護(hù)性作業(yè)的64%。可見油井檢泵原因中偏磨站主要因素。由于偏磨使作業(yè)區(qū)作業(yè)量大幅增加，大大增加了生產(chǎn)成本，也使原油產(chǎn)量完成比較被動(dòng)。因此，治理偏磨是一件迫在眉睫的任務(wù)。

1 管桿偏磨的原因

抽油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，抽油桿和油管在某一固定位置長(zhǎng)期上下摩擦，抽油桿會(huì)被摩斷，油管會(huì)被磨漏，從而造成油井產(chǎn)量下滑或不出。

1.1 井斜的影響

為降低鉆井成本，叢式井、大斜度井逐年增多，井斜是造成管桿偏磨的主要因素。為增加沉沒度，往往加大泵深，當(dāng)抽油泵的深度在造斜點(diǎn)以下時(shí)，因斜度原因油管會(huì)在井筒中發(fā)生彎曲，抽油桿與油管之間會(huì)產(chǎn)生摩損。

1.2 交變載荷的影響

由于井筒中液體阻力的作用，會(huì)造成桿柱上下收的拉力不同，一個(gè)受力中和點(diǎn)就會(huì)抽油桿上形成，中和點(diǎn)下部桿柱受到液柱壓力的作用，抽油桿會(huì)發(fā)生彎曲變形，從而造成桿管發(fā)生偏磨。

1.3 管桿間組合的影響

如果各級(jí)管桿間的組合設(shè)計(jì)不合理，會(huì)造成管桿間的環(huán)形空間變得很小，抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)中在環(huán)空較小的地方容易和油管產(chǎn)生偏磨。

1.4 井筒內(nèi)流體的影響

抽油井含蠟高、凝固點(diǎn)高及油稠等因素也是造成桿管偏磨嚴(yán)重的因素之一。含蠟高、凝固點(diǎn)高及油稠的油井上沖程受的阻力較大，下沖程由于摩擦阻力大抽油桿彎曲更嚴(yán)重，從而造成偏磨更加嚴(yán)重。

2 現(xiàn)場(chǎng)防偏磨技術(shù)

針對(duì)抽油機(jī)井管桿偏磨日漸突出的問題，對(duì)油井現(xiàn)狀、抽油桿受力情況進(jìn)行深入分析，并從中尋求延緩偏磨的辦法，延長(zhǎng)檢泵周期，主要采取了以下措施。

2.1 合理選擇抽油機(jī)井的抽汲參數(shù)

在滿足提液要求的前提下，盡量采用長(zhǎng)沖程、小沖次和32 mm小泵徑生產(chǎn)，降低慣性載荷及懸點(diǎn)最大載荷，減少偏磨的次數(shù)，延長(zhǎng)桿管壽命。

2.2 偏磨嚴(yán)重的機(jī)在抽油桿井底部設(shè)計(jì)加重桿

在抽油桿井底部設(shè)計(jì)加重桿后，抽油桿柱中和點(diǎn)會(huì)發(fā)生下移，平衡抽油桿柱的浮力影響，減少或消除抽油桿的彎曲程度，達(dá)到防止偏磨的目的。加重桿的長(zhǎng)度可按下式計(jì)算

式中,pb為縱向彎曲載荷,N;ρj為油井相對(duì)密度;Wj為抽油桿單位長(zhǎng)度重力,kN/m。

在進(jìn)行加重桿設(shè)計(jì)后,應(yīng)對(duì)抽油桿柱重新進(jìn)行強(qiáng)度校核。

2.3 扶正器

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多的是可動(dòng)式扶正器,變一側(cè)磨擦為四周磨擦,延長(zhǎng)了扶正器使用。

扶正器的間距可按下式計(jì)算。

式中xn為扶正器間距，m;P干磨為柱塞與忖套間的半干摩擦力，N;P閥為游動(dòng)閥的水力阻力所產(chǎn)生的向上作用力，N。

2.4 旋轉(zhuǎn)抽油桿

在井口懸繩器上安裝一直棘輪機(jī)構(gòu)，光桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)中帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)運(yùn)，從而帶動(dòng)整個(gè)抽油桿柱在旋轉(zhuǎn)一定角度實(shí)現(xiàn)周期性間歇旋轉(zhuǎn)，抽油桿的單方向偏磨就不會(huì)發(fā)生。

2.5 旋轉(zhuǎn)井口

主要是安裝旋轉(zhuǎn)井口后，可旋轉(zhuǎn)性的可調(diào)懸掛器安裝在大四通內(nèi)，通過制定一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期，旋轉(zhuǎn)井筒內(nèi)油管12°-15°，不斷改變油管與抽油桿的接觸部位，從而減緩油管的偏磨。

2.6 緩蝕劑與防腐短節(jié)

在腐蝕比較嚴(yán)重的油井井筒加有效的入緩蝕阻垢劑，使井筒中的管桿表面形成一層有效的保護(hù)性油膜。一方面增加了管桿接觸面的潤(rùn)滑性，摩擦力減小，另一方面降低產(chǎn)出液對(duì)管桿的直接腐蝕，大大降低了腐蝕加劇偏磨的不利影響。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

2014～2016年別古莊作業(yè)區(qū)共使用防偏磨技術(shù)41井次，共使用防腐抽油桿2口，抽油桿尼龍扶正器21口井，安裝旋轉(zhuǎn)井口裝置3口，旋轉(zhuǎn)懸繩器9套，加緩蝕劑油井22口?，F(xiàn)場(chǎng)偏磨井有的單獨(dú)采用一種防偏磨技術(shù)，有的多項(xiàng)技術(shù)配套使用，對(duì)比結(jié)果表明綜合防偏磨技術(shù)效果更好，有效地減緩了管桿的偏磨和腐蝕情況。應(yīng)用結(jié)果顯示油井平均檢泵周期從135天延長(zhǎng)到169天，平均延長(zhǎng)油井檢泵周期34天。

4 結(jié)語

(1)對(duì)于偏磨嚴(yán)重的抽油機(jī)井,首先要收集資料,找出影響桿、管偏磨的主要因素，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用以上防偏磨措施，以達(dá)到最佳防偏磨效果。

(2)對(duì)于含蠟高及油稠的油井，采用加入清蠟劑和降粘劑的化學(xué)工藝，降低原油粘度、減少油井結(jié)蠟，同時(shí)根據(jù)電流和產(chǎn)量曲線制定合理的洗井周期。對(duì)于高含水油井,選用旋轉(zhuǎn)式采油井口及其配套技術(shù),優(yōu)選應(yīng)用抽油加重桿,安裝適量的抽油桿扶正器。

(3)對(duì)于抽油管旋轉(zhuǎn)器通過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用情況分析，平均單井延長(zhǎng)檢泵周期51天，起到一定的防偏磨作用。但該產(chǎn)品只是在一定程度上延緩了油管的偏磨，對(duì)于抽油桿，仍然是局部接箍參與偏磨，抽油桿的使用壽命未能得到延長(zhǎng)?？煽紤]與抽油桿旋轉(zhuǎn)器配合使用，使抽油桿外表面與油管內(nèi)表面摩擦?xí)r不斷變化偏磨位置，從而大大延長(zhǎng)檢泵周期。

[1]孫天琦，等.抽油井的防偏磨技術(shù)研究[J].河南石油,2004, 6(增刊)：94～95.

[2]劉立濤，等.抽油桿和油管偏磨腐蝕的研究進(jìn)展[J].河南石油,2006，2：70.