聚驅(qū)井抽油桿偏磨及防治措施探討

劉 學(xué)，席 宇，邢曉寧

（1.中石油渤海裝備新世紀(jì)機(jī)械制造有限公司，天津 300280；2.中石油渤海裝備鉆采裝備銷售公司，天津 300280）

0 引言

聚合物驅(qū)油生產(chǎn)是當(dāng)前比較先進(jìn)的采油生產(chǎn)方式，與其他幾種開采方式相比，該方式在使用的過(guò)程中，石油開采量明顯增加，開采效率顯著提高，對(duì)石油開采行業(yè)的影響十分明顯。聚合物驅(qū)油生產(chǎn)采用的采油設(shè)備是一種借用抽油桿管實(shí)現(xiàn)的抽油裝置，這種裝置在使用過(guò)程中，由于設(shè)備自身各項(xiàng)參數(shù)變動(dòng)，以及受其他因素的干擾，很容易使抽油桿出現(xiàn)偏磨問(wèn)題，影響其使用。因此要求石油開采企業(yè)在開采施工過(guò)程中，必須加強(qiáng)對(duì)抽油桿的防護(hù)，針對(duì)抽油桿偏磨問(wèn)題，采取針對(duì)性的防治措施。

1 聚驅(qū)井抽油桿偏磨原因分析

1.1 產(chǎn)出液物理性質(zhì)變化

聚合物驅(qū)油生產(chǎn)技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，最終產(chǎn)出液在物理性質(zhì)方面具有一定的特殊性，受到石油開采現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的影響，產(chǎn)出液在產(chǎn)量和黏度方面存在較大波動(dòng)，尤其是被聚合物聚驅(qū)之后，采出液的黏度會(huì)極大提高，甚至?xí)纬扇闋?，使其密度進(jìn)一步增加，對(duì)抽油桿產(chǎn)生極大的壓力。乳狀產(chǎn)出液在流經(jīng)抽油桿的過(guò)程中，會(huì)對(duì)抽油桿的內(nèi)壁產(chǎn)生較大的摩擦，并且該摩擦力的影響不均衡，可能只會(huì)對(duì)其一方位產(chǎn)生較大摩擦，在干摩擦力的影響下導(dǎo)致抽油桿的切向力和法向力發(fā)生變化，使其中和點(diǎn)的位置上移，造成中和點(diǎn)以下的抽油桿柱受壓發(fā)生變形，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)偏磨，而且偏磨的程度會(huì)不斷增加。另外，由于采出液物理性質(zhì)的變化，會(huì)使抽油桿出塞和襯套之間力的作用發(fā)生變化，各項(xiàng)摩擦力增加，聚驅(qū)井使用的過(guò)程中，抽油桿受到強(qiáng)大力的作用運(yùn)行不穩(wěn)定，出現(xiàn)振蕩或損壞。

1.2 采出液化學(xué)性質(zhì)變化

聚合物驅(qū)油生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，聚合物的使用必不可少。聚合物的成分比較復(fù)雜，其中含有多種細(xì)菌，使聚合物的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)活潑，很容易與金屬產(chǎn)生電化腐蝕反應(yīng)。而抽油桿在使用過(guò)程中，聚合物與金屬之間的化學(xué)反應(yīng)會(huì)進(jìn)一步加劇，造成抽油桿內(nèi)部腐蝕和磨損，很容易出現(xiàn)偏磨甚至斷脫情況。

1.3 井筒曲率半徑變化

聚合物抽油生產(chǎn)過(guò)程中，開采方需要在施工場(chǎng)地進(jìn)行鉆井，穿出一定直徑的孔洞，將抽油管放置在井中，然后運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行采油。在這個(gè)過(guò)程中，由于施工方對(duì)施工場(chǎng)地地下情況并不了解，抽油管很容易受到抵制等因素的影響，井筒的曲率半徑發(fā)生變化，使井筒出現(xiàn)彎曲變形，井筒內(nèi)部的抽油桿勢(shì)必會(huì)受到影響而出現(xiàn)變形扭曲，使用時(shí)很容易出現(xiàn)偏磨。

2 影響聚驅(qū)井抽油桿偏磨的因素

2.1 含水率

在石油開采的過(guò)程中石油中的含水率，會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定的影響，一般情況下，原油中含水率越大，則抽油裝置的限定荷載也會(huì)越大，進(jìn)而會(huì)增加抽油桿管的偏磨。含水率對(duì)抽油桿偏磨的影響，主要是由于含水率增加后原油黏度降低，使原油與抽油桿之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，抽油桿內(nèi)壁就會(huì)受到腐蝕。尤其是在當(dāng)前的原油開采過(guò)程中，隨著開采年限的增加，原油量不斷減少，原油含水率會(huì)相應(yīng)增加，抽油桿受到的腐蝕和偏磨問(wèn)題會(huì)進(jìn)一步加劇。

2.2 進(jìn)口回壓、井口盤根

聚合物抽油生產(chǎn)方式在使用的過(guò)程中，井口回壓升高會(huì)對(duì)抽油桿造成極大的壓力，在該過(guò)程中抽油桿本身的重力會(huì)增加，使其受到更大的荷載，嚴(yán)重的會(huì)造成抽油泵漏失，加上井偏角的作用會(huì)導(dǎo)致抽油桿偏磨。另外，采油設(shè)備在使用的過(guò)程中需要在井口進(jìn)行盤根，如果盤根過(guò)緊，會(huì)使其與抽油桿之間產(chǎn)生摩擦，抽油桿使用時(shí)很容易受到影響發(fā)生彎曲，進(jìn)而造成偏磨問(wèn)題。

2.3 井偏角

井偏角會(huì)對(duì)抽油桿偏磨問(wèn)題產(chǎn)生影響，主要是由于井筒不垂直造成的，如果油管的狀態(tài)不垂直，使用的過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)彎曲，使其內(nèi)部受力不均勻，對(duì)內(nèi)部的抽油桿產(chǎn)生作用，與其發(fā)生摩擦，長(zhǎng)此以往會(huì)造成抽油桿偏磨。

3 聚驅(qū)井抽油桿偏磨問(wèn)題防治措施

3.1 合理選擇油井沉沒(méi)度

聚合物驅(qū)油生產(chǎn)技術(shù)使用過(guò)程中，油井的沉沒(méi)度會(huì)對(duì)抽油裝置的效率產(chǎn)生很大影響，如果沉沒(méi)度設(shè)置合理，則能有效提高采油生產(chǎn)效率，同時(shí)還能大大節(jié)省生產(chǎn)過(guò)程中的電耗，對(duì)抽油桿的使用也有積極影響。因此在采油生產(chǎn)的過(guò)程中，要求施工方必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)和油井的具體情況，選擇合適的沉沒(méi)度，保證泵的沉沒(méi)度處于均衡狀態(tài)，防止其由于過(guò)大或過(guò)小造成油管彎曲，使抽油桿出現(xiàn)振動(dòng)或不必要的磨損，減少偏磨問(wèn)題的發(fā)生。

3.2 控制井偏角

井偏角會(huì)對(duì)聚驅(qū)井抽油桿偏磨造成影響，所以在采油作業(yè)過(guò)程中，必須對(duì)井偏角進(jìn)行有效控制，通過(guò)控制井偏角，保證井管的垂直度，防止在采油生產(chǎn)的過(guò)程中對(duì)抽油桿造成不必要的摩擦，影響抽油桿的受力均衡情況，有效防止偏磨問(wèn)題的發(fā)生。

3.3 加重和扶正

在聚合物驅(qū)油生產(chǎn)過(guò)程中，加重和扶正是防止抽油桿偏磨的有效措施。在采油生產(chǎn)時(shí)，抽油桿偏磨主要是受力不均或荷載過(guò)大，加重主要是下加重桿以及在磨損位置加裝扶正環(huán)或扶正拉箍。其中，加重的主要原因是抽油桿使用時(shí)的懸點(diǎn)載荷增加，容易導(dǎo)致中和點(diǎn)上移，加壓的方式能幫助抽油桿對(duì)其中和點(diǎn)的位置進(jìn)行控制，防止抽油桿出現(xiàn)螺旋彎曲。扶正的主要作用是對(duì)已發(fā)生偏磨的抽油桿進(jìn)行防護(hù)，防止偏磨位置進(jìn)一步磨損。

3.4 控制柱塞泵與襯套間隙

抽油桿使用過(guò)程中，柱塞泵和襯套之間的間隙影響其受到的摩擦，間隙不合理，抽油桿使用過(guò)程中很容易發(fā)生過(guò)大的摩擦，使受到的荷載增加，上下沖程中的摩擦力加大，進(jìn)而造成嚴(yán)重偏磨。因此要求采油施工方在作業(yè)的過(guò)程中，必須要對(duì)柱塞泵和襯套的間隙進(jìn)行控制，對(duì)其參數(shù)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，通過(guò)計(jì)算獲得最合適的間隙數(shù)據(jù)，對(duì)泵進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以此減少抽油桿下行過(guò)程中受到的阻力，防止偏磨的發(fā)生。

3.5 保證出油通道順暢

作業(yè)產(chǎn)出的油液，其物理和化學(xué)性能都會(huì)發(fā)生改變，對(duì)抽油桿造成過(guò)大的摩擦，并與抽油桿內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，都是造成偏磨問(wèn)題的重要因素。因此在作業(yè)的過(guò)程中，工作人員必須加強(qiáng)出油管道的清理，及時(shí)清除內(nèi)部的雜物，同時(shí)在其內(nèi)部涂抹清蠟降粘劑，防止出油時(shí)受到阻礙，防止出油通道與抽油桿柱之間發(fā)生摩擦。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在聚合物驅(qū)油生產(chǎn)的過(guò)程中，抽油桿的作用十分重要，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題就會(huì)影響整個(gè)設(shè)備的正常使用。生產(chǎn)實(shí)踐中聚驅(qū)井抽油桿偏磨問(wèn)題時(shí)常發(fā)生，影響石油的開采效率。因此要求石油的開采方在開采施工過(guò)程中，對(duì)抽油桿偏磨問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)分析，了解偏磨發(fā)生的原因，并在使用的過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的控制，調(diào)整設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，以保證聚驅(qū)井抽油桿的正常使用，防止偏磨問(wèn)題的出現(xiàn)，保證石油開采效率和質(zhì)量。