導(dǎo)致抽油井桿管偏磨的因素分析與治理對策

夏紅新 杜偉 程亮亮

【摘 要】桿管偏磨一直是影響抽油機(jī)井檢泵作業(yè)的主要原因。隨著油田進(jìn)入中后期開發(fā)，綜合含水達(dá)95%以上，使機(jī)采井桿管偏磨現(xiàn)象愈加嚴(yán)重，縮短了桿管使用壽命。本文系統(tǒng)分析了抽油井管桿偏磨腐蝕的因素，對目前各種管桿偏磨腐蝕工藝進(jìn)行比較，對今后管桿偏磨防治工作有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】抽油桿；偏磨；因素，治理對策

1、抽油井管桿偏磨產(chǎn)生的危害

孤東采油廠開發(fā)的油田具有構(gòu)造復(fù)雜、油藏類型多、儲層巖性復(fù)雜、滲透率差異大等特征。由于地質(zhì)條件先天性不足，開發(fā)過程中存在著油層改造難度大，費(fèi)用高，單井產(chǎn)量低，目前，單井平均日產(chǎn)原油不到4噸，注水壓力高，深抽井多，桿管偏磨嚴(yán)重等問題，全廠油井開井990口，其中抽油機(jī)井920口，根據(jù)歷年來現(xiàn)場作業(yè)井資料統(tǒng)計(jì)，近420口油井有偏磨現(xiàn)象，300口油井偏磨嚴(yán)重，每年都導(dǎo)致油管、抽油桿的大量報(bào)廢，作業(yè)費(fèi)用居高不下，平均年維護(hù)作業(yè)600井次，維護(hù)費(fèi)用3000多萬元。其中，由于桿管偏磨造成作業(yè)約270井次，占總維護(hù)作業(yè)井次45%，占總維護(hù)費(fèi)用54%。平均每年因管、桿偏磨，更換油管29.4萬米、抽油桿21.3萬米左右，油井免修期短，使采油廠的維護(hù)投入逐年增加，成為多年來嚴(yán)重制約影響開發(fā)水平提高的一大難以治愈和攻克的頑疾。

2、影響抽油井管桿偏磨的因素分析

在有桿抽油系統(tǒng)中，抽油桿在油管中的運(yùn)動(dòng)及油管自身的運(yùn)動(dòng)情況非常復(fù)雜，這種運(yùn)動(dòng)會引起抽油桿與油管內(nèi)壁的劇烈摩擦，致使抽油桿本體及接箍磨穿，油管磨損裂縫，造成桿管報(bào)廢。

隨著近年來油管泄油錨的應(yīng)用，在高含水期，基本上是由于大泵和高參數(shù)的影響，致使了躺井的頻繁，檢泵周期的縮短，即使把泵上油管錨定，但在游動(dòng)凡爾關(guān)閉，固定凡爾打開時(shí)，油管向上運(yùn)動(dòng)發(fā)生螺旋彎曲，抽油桿下行時(shí)螺旋彎曲上行摩擦，也會引起抽油桿接箍與油管內(nèi)壁的摩擦。在油管錨定且處于拉伸狀態(tài)下，柱塞下行中抽油桿螺旋彎曲也會造成管桿偏磨，而且這種彎曲、偏磨通常發(fā)生在泵以上幾百米的管柱范圍內(nèi)。

該類井平均泵徑80.8mm，平均泵深737.2m，平均液量102.8t/d，平均動(dòng)液面659.5m，平均沖次7.6次（高于平均沖次6.8次），平均沉沒度100.3m，平均檢泵周期226d，平均礦化度9905mg/l。

從以上的數(shù)據(jù)來看，大泵高參數(shù)就成了躺井的主要原因，從GO7-40-306看，兩次躺井相隔時(shí)間短，調(diào)參之后沉沒度下降了284m，另外該井的礦化度很高，因此在這類井的共性就是大泵-高參數(shù)-液量高-井下工具疲勞躺井。近年來，斜井、側(cè)鉆井、水平井?dāng)?shù)量大增。在此類井中，管、桿的對中更為困難，管桿偏磨更為嚴(yán)重。目前，油田普遍使用的是CYB250井口裝置，所使用的大四通是自噴井250型采油樹下部的大四通，雖然安裝簡便，但不能解決抽油桿與油管對中問題，一旦抽油機(jī)底座固定，調(diào)中就很困難，偏心、光桿與防噴盒不對中現(xiàn)象的存在，加劇了管桿偏磨。

3、抽油井管桿防偏磨技術(shù)研究與應(yīng)用效果分析

3.1抽油桿扶正器與抽油桿雙向防偏磨接箍工藝

抽油桿扶正器有硬質(zhì)塑料和鋼質(zhì)兩種，硬質(zhì)塑料扶正器、鋼質(zhì)扶正器通過配合上在抽油桿公扣與接箍之間，通過絲扣直接連接在兩根抽油桿之間，由于其外徑比抽油桿接箍稍粗，自身先與油管內(nèi)壁接觸偏磨，待扶正器或滾動(dòng)接箍磨蝕到一定程度后，抽油桿接箍才與油管內(nèi)壁接觸、偏磨。

優(yōu)點(diǎn)：重量輕、體積小，成本低，安裝簡單，能延緩抽油桿接箍的偏磨，延長抽油桿的使用壽命，幾年來一直在油田開發(fā)中廣泛使用，并起到了一定的積極作用。缺點(diǎn)：采用該工具，油管仍然一直處于較小面積范圍內(nèi)的局部偏磨狀態(tài)，油管“溝槽”的形成仍然不可難免；同時(shí)，當(dāng)扶正器或滾動(dòng)接箍磨蝕到一定程度后，抽油桿接箍與油管內(nèi)壁開始接觸磨蝕，并且仍是局部側(cè)面磨損，時(shí)間稍長，接箍仍然將被磨穿。即抽油桿扶正器、滾動(dòng)接箍仍然未能從根本上徹底解決管桿偏磨，只是一種權(quán)宜之策。

抽油桿雙向防偏磨接箍是由表面度了一層防偏磨材料，表面光滑耐磨，兩頭有倒角，管桿相互摩擦?xí)r起到保護(hù)接箍與油管內(nèi)壁的磨損，延長油井生產(chǎn)周期一延長接箍與油管壽命。

3.2內(nèi)襯油管與鍍鎢基抽油桿工藝

內(nèi)襯油管原理結(jié)垢：內(nèi)襯油管就是在油管內(nèi)部鑲襯上防腐蝕材料，起到防腐耐磨作用，鍍鎢基抽油桿就是在抽油桿外部鍍上一層防腐材料，起到防腐耐磨作用，兩種同時(shí)應(yīng)用能有效地杜絕腐蝕偏磨，延長生產(chǎn)周期，延長使用壽命。

2016年9月GO7-40-315躺井原因管漏關(guān)，檢下83長泵500m ，解剖起出原井桿節(jié)箍腐蝕偏磨嚴(yán)重，70活塞下凡爾刺壞5×5cm洞，泵上第30根油管公扣偏磨穿漏，油管內(nèi)壁腐蝕偏磨嚴(yán)重，根據(jù)解剖情況本井腐蝕偏磨嚴(yán)重，及時(shí)聯(lián)系工藝所換泵上76mm加厚內(nèi)襯新油管53根500m，換鍍新鎢抽油桿，泵下裝防腐藥劑，9.18日開井，以3×6.2開井日液141.2t/d，日油5.0t/d，含水96.4%，比修前液量油量都增加，參數(shù)降低2.8次，通過地面設(shè)備、地層生產(chǎn)情況、井筒管柱，對方案進(jìn)行論證，由原來的70泵550m下83長泵500m，地面設(shè)備由原來的8型機(jī)換12型抽油機(jī)，參數(shù)由原來的3×9，調(diào)整參數(shù)為4.2×6.2，達(dá)到四升一降，泵徑升級、泵掛上提、液量上升、油量上升、參數(shù)降低，通過參數(shù)優(yōu)化下降參數(shù)開井，保證作業(yè)質(zhì)量和延長生產(chǎn)周期，控制躺井率，現(xiàn)已正常生產(chǎn)410d。

3.3光桿雙翼調(diào)偏防噴盒

油井井口裝置中的大四通平面有的不水平，導(dǎo)致三通放噴盒與光桿不聚中，不具有調(diào)中作用，但每口抽油井必用的光桿密封器，不但具有光桿密閉作用，所以推廣應(yīng)用雙翼調(diào)偏放噴盒，具有光桿調(diào)中作用，在一定程度上延緩了管桿偏磨。但這種作用，主要體現(xiàn)在對光桿和抽油管柱上部的部分管桿的保護(hù)上，對于中下部抽油桿和油管，特別是斜井、水平井、側(cè)鉆井中的管桿，起不到防偏磨作用。通過在5口井應(yīng)用雙翼調(diào)偏放噴盒，應(yīng)用效果良好，起到光桿與防噴盒調(diào)偏對中雙翼密封，更換盤根時(shí)不用停井等優(yōu)點(diǎn)。

3.4防偏磨光桿旋轉(zhuǎn)懸繩器

針對管桿偏磨嚴(yán)重現(xiàn)象，研制、推廣了防偏磨旋轉(zhuǎn)懸繩器，使抽油桿在抽油過程中也能勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使磨損在抽油桿接箍360度范圍內(nèi)均勻分布，從而有效延長抽油桿與油管的使用壽命。構(gòu)成：主要由殼體、推力軸承、芯軸、蝸輪、蝸桿、外罩、搖臂、驅(qū)動(dòng)輪罩、驅(qū)動(dòng)輪、棘輪、棘爪、扭簧、圓錐滾子軸承等組成。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，現(xiàn)場安裝方便。借助于抽油機(jī)自身動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)抽油桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

工作原理：抽油桿旋轉(zhuǎn)器安裝在懸繩器上端，光桿從其中心孔穿過，其上端裝光桿卡子。當(dāng)抽油機(jī)向下運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)，拴在抽油機(jī)驢頭和搖臂之間的鋼絲繩拉動(dòng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，此時(shí)，棘爪驅(qū)動(dòng)棘輪和蝸桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。

現(xiàn)場應(yīng)用情況：根據(jù)油井生產(chǎn)參數(shù)大，偏磨程度大的油井，優(yōu)化實(shí)施了12口井，例：GO7-40-3356井參數(shù)大偏磨嚴(yán)重，原檢泵周期平均在145天左右，通過應(yīng)用后現(xiàn)已正常生產(chǎn)328天，現(xiàn)場應(yīng)用效果顯著，能防止抽油桿脫扣優(yōu)點(diǎn)，有效起到抽油桿周圍均勻摩擦，起到有效延長抽油桿與油管的使用壽命。

4、結(jié)論與認(rèn)識

（1）抽油桿扶正器、雙向接箍能延緩管桿偏磨，延長油井免修期；缺點(diǎn)：不能徹底解決管桿偏磨，效果一般。

（2）調(diào)偏防噴盒能調(diào)正光桿和上部抽油桿，減少部分管桿偏磨；缺點(diǎn)：不能徹底解決管桿偏磨，效果一般。

（3）內(nèi)襯油管和鍍鎢基桿、油管旋轉(zhuǎn)器能有效延緩油管偏磨，延長油井免修期；缺點(diǎn)：成本費(fèi)用高，井口安裝復(fù)雜，效果較好。

（4）螺桿泵、旋轉(zhuǎn)懸繩器能有效延緩抽油桿偏磨，延長油井免修期；缺點(diǎn)：排量小、高液量高含水井不適用，效果較好。

【參考文獻(xiàn)】

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