抽油機(jī)偏磨原因及治理措施

張國(guó)林 王海 王濤 劉曉鵬（長(zhǎng)慶油田分公司第十一采油廠彭陽(yáng)采油作業(yè)區(qū)，甘肅 慶陽(yáng)745000）

抽油機(jī)是原油開(kāi)采過(guò)程中最常見(jiàn)的設(shè)備，抽油機(jī)在運(yùn)行一定時(shí)間以后，受到各種因素的影響，非常容易出現(xiàn)偏磨問(wèn)題，偏磨問(wèn)題不但會(huì)影響抽油機(jī)的運(yùn)行效率，而且還會(huì)引發(fā)更嚴(yán)重的危害，進(jìn)而給石油企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失[1]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于抽油機(jī)的研究相對(duì)較多，研究?jī)?nèi)容基本集中在如何提高抽油機(jī)運(yùn)行效率方面，對(duì)于抽油機(jī)偏磨問(wèn)題的研究相對(duì)較少。針對(duì)抽油機(jī)偏磨問(wèn)題，本次研究根據(jù)筆者的現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)，對(duì)抽油機(jī)偏磨的危害以及偏磨出現(xiàn)的原因進(jìn)行深入研究，并提出治理抽油機(jī)偏磨問(wèn)題的相關(guān)對(duì)策，為保障抽油機(jī)的高效安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

1 抽油機(jī)偏磨危害

在抽油機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，抽油桿在活塞的帶動(dòng)下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此可見(jiàn)，抽油桿受到三種形式的力，分別是接觸力、法向力以及軸向力，在軸向力和法向力的作用下，抽油桿非常容易出現(xiàn)變形，在抽油桿變形以后，接觸力將會(huì)增加，此時(shí)抽油機(jī)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的偏磨問(wèn)題。由于我國(guó)的大多數(shù)油井都屬于斜井，在抽油機(jī)工作的過(guò)程中，接箍、桿頭等位置處出現(xiàn)偏磨問(wèn)題的可能性相對(duì)較大。當(dāng)抽油機(jī)出現(xiàn)偏磨問(wèn)題以后，抽油桿會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損問(wèn)題，此時(shí)，抽油桿的強(qiáng)度將嚴(yán)重下降，在其它力的作用下，抽油桿會(huì)出現(xiàn)變形，變形后的抽油桿偏磨問(wèn)題將更加嚴(yán)重，最終將會(huì)導(dǎo)致抽油桿脫落，抽油桿脫落以后，抽油機(jī)將無(wú)法正常工作[2]。

在另一方面，當(dāng)抽油機(jī)偏磨問(wèn)題相對(duì)較為嚴(yán)重時(shí)，接箍將會(huì)被損壞，此時(shí)將會(huì)導(dǎo)致油管漏失問(wèn)題出現(xiàn)，最終對(duì)井筒的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響，一般情況下，油田企業(yè)需要通過(guò)進(jìn)行修井作業(yè)，才能解決油管的漏失問(wèn)題，進(jìn)而保障井筒可以正常工作。抽油機(jī)偏磨問(wèn)題出現(xiàn)以后，還會(huì)引發(fā)多種形式的危害，最終的結(jié)果就是抽油機(jī)無(wú)法正常工作，對(duì)油田企業(yè)的生產(chǎn)效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響，由此可見(jiàn)，通過(guò)多種措施防止出現(xiàn)偏磨問(wèn)題對(duì)于油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益十分關(guān)鍵。

2 抽油機(jī)偏磨原因分析

2.1 沉沒(méi)度因素

沉沒(méi)度是引起抽油機(jī)偏磨的重要因素，當(dāng)油井的沉沒(méi)度相對(duì)較低時(shí)，抽油管內(nèi)流體的膨脹力也會(huì)降低，在外力的作用下，抽油管非常容易出現(xiàn)變形，此時(shí)油管與其它零部件會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的偏磨問(wèn)題，同時(shí)，由于抽油桿長(zhǎng)期處于懸掛狀態(tài)，泵筒和油管并不平行，在泵筒出現(xiàn)位移以后，也會(huì)引發(fā)抽油機(jī)偏磨問(wèn)題。一般情況下，由于沉沒(méi)度所引起的抽油機(jī)偏磨問(wèn)題只能通過(guò)調(diào)整抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)的方式進(jìn)行解決，同時(shí)，該種因素引發(fā)偏磨問(wèn)題以后需要對(duì)抽油管進(jìn)行更換，防止偏磨問(wèn)題嚴(yán)重而引發(fā)更大的風(fēng)險(xiǎn)事故。

2.2 抽汲速度因素

一般情況下，在抽油機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，抽油桿受到多種力的作用，這些力的大小將會(huì)隨著運(yùn)行參數(shù)的變化而變化，當(dāng)抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)超過(guò)其額定參數(shù)時(shí)，抽汲速度加快，此時(shí)抽油桿所受到的力也會(huì)增加，當(dāng)抽油桿受到的力超過(guò)自身的額定應(yīng)力時(shí)，抽油桿將會(huì)出現(xiàn)變形問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)抽油機(jī)偏磨，一般情況下，抽汲速度越快，則抽油機(jī)的偏磨問(wèn)題將越嚴(yán)重，由此可見(jiàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)而防止出現(xiàn)抽汲速度過(guò)快是防止出現(xiàn)偏磨問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

2.3 結(jié)蠟因素

眾所周知，原油中含有一定量的蠟，同時(shí)，不同區(qū)塊原油中所含的蠟量也不同，在原油被開(kāi)采出地面的過(guò)程中，由于溫度會(huì)不斷降低，所以原油中的蠟將會(huì)被析出，析出的蠟并不會(huì)被原油攜帶出地面，反而將附著在抽油桿表面，當(dāng)抽油桿表面的沉積蠟相對(duì)較多時(shí)，抽油桿所承受的力將會(huì)不斷增加，由于沉積蠟破壞了抽油桿的力平衡，因此，抽油桿將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)抽油機(jī)偏磨[3]。

2.4 聚合物因素

一般情況，油田在進(jìn)行注水開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，通常會(huì)通過(guò)水井向地層內(nèi)注入大量的聚合物，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)研究發(fā)現(xiàn)，該種物質(zhì)的存在將會(huì)對(duì)流體的粘度產(chǎn)生重要影響，當(dāng)聚合物的濃度相對(duì)較高時(shí)，則油管內(nèi)流體的粘度將會(huì)增大，此時(shí)，抽油桿所受到的阻力將會(huì)增加，當(dāng)阻力升高到某一數(shù)值以后，抽油桿將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形，進(jìn)而引發(fā)抽油機(jī)偏磨。

2.5 腐蝕因素

通常狀況下，抽油桿會(huì)處在原油的包裹之下，此時(shí)抽油桿將不會(huì)被腐蝕性物質(zhì)所腐蝕，這主要是因?yàn)樵妥陨砭哂幸欢ǖ谋Ｗo(hù)作用，同時(shí)還可以起到防滑效果，防止抽油桿由于阻力而出現(xiàn)變形。但是，如果地層的含水量較大，由于地層水的存在，會(huì)使得抽油桿出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，同時(shí)，也會(huì)破壞原油的防滑作用，此時(shí)抽油桿在阻力的影響下，非常容易出現(xiàn)變形問(wèn)題。在另一方面，我國(guó)部分油田地層水中含有一定量的酸性成分，這部分酸性成分將會(huì)對(duì)抽油桿產(chǎn)生直接的腐蝕，腐蝕后的抽油桿強(qiáng)度降低，在外力的作用下會(huì)產(chǎn)生變形，進(jìn)而引發(fā)抽油機(jī)偏磨問(wèn)題。

3 抽油機(jī)偏磨治理措施

3.1 合理設(shè)定抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)

通過(guò)對(duì)引起抽油機(jī)偏磨的相關(guān)因素進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行參數(shù)變化會(huì)導(dǎo)致抽油機(jī)出現(xiàn)偏磨問(wèn)題，因此，油田單位工作人員需要對(duì)抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行合理的控制，防止出現(xiàn)抽油機(jī)運(yùn)行功率超過(guò)額定功率。同時(shí)，如果油井已經(jīng)出現(xiàn)了供液不足問(wèn)題，則工作人員需要合理控制油井沉沒(méi)度，如果油井供液充足，則工作人員需要對(duì)泵的充滿系數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整。通過(guò)不斷調(diào)整抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到沉沒(méi)度控制，防止因沉沒(méi)度引發(fā)抽油機(jī)偏磨問(wèn)題。

3.2 對(duì)電機(jī)進(jìn)行改進(jìn)

對(duì)抽油機(jī)的電機(jī)進(jìn)行合理的改進(jìn)也是防止抽油機(jī)出現(xiàn)偏磨問(wèn)題的關(guān)鍵所在，油田企業(yè)需要引進(jìn)具有自主調(diào)速功能的電機(jī)，在抽油機(jī)進(jìn)行下沖程作業(yè)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)進(jìn)而使得抽油桿所受到的力降低，防止抽油桿出現(xiàn)變形，進(jìn)而達(dá)到抽油機(jī)偏磨問(wèn)題治理的目的。

3.3 定期維護(hù)桿管

在抽油機(jī)運(yùn)行一定時(shí)間以后，桿管出現(xiàn)變形老化問(wèn)題十分常見(jiàn)，但如果變形老化十分嚴(yán)重，則會(huì)引發(fā)抽油機(jī)偏磨問(wèn)題，因此，工作人員需要定期對(duì)抽油機(jī)的桿管結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和維護(hù)，在出現(xiàn)老化問(wèn)題以后需要對(duì)其進(jìn)行更換。

3.4 采取清防蠟措施

針對(duì)結(jié)蠟引發(fā)的抽油機(jī)偏磨問(wèn)題，油田企業(yè)需要引進(jìn)清防蠟措施，在這一方面，可以通過(guò)向油管內(nèi)加入防蠟藥劑的方式，防止油管內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)蠟問(wèn)題，在出現(xiàn)結(jié)蠟問(wèn)題以后，油田可以通過(guò)熱洗的方式清除油管內(nèi)的沉積蠟。

3.5 采取防腐蝕措施

如果油田所處區(qū)塊內(nèi)地層水中含有酸性成分，則需要采取一定的防腐措施，在油田企業(yè)經(jīng)濟(jì)允許的前提下，抽油機(jī)的桿管結(jié)構(gòu)可以選擇抗腐蝕的材料，同時(shí)，也可以通過(guò)增設(shè)管桿防腐涂層的方式，防止因腐蝕引發(fā)抽油機(jī)偏磨問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次研究可以發(fā)現(xiàn)，抽油機(jī)偏磨問(wèn)題不但會(huì)影響抽油機(jī)的運(yùn)行效率，而且還可能引發(fā)更大的風(fēng)險(xiǎn)事故，因此，解決抽油機(jī)的偏磨問(wèn)題十分重要，引發(fā)抽油機(jī)偏磨問(wèn)題的原因相對(duì)較多，油田企業(yè)需要根據(jù)自身的實(shí)際情況，從合理設(shè)定抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)、對(duì)電機(jī)進(jìn)行改進(jìn)、定期維護(hù)桿管、采取清防蠟措施以及采取防腐蝕措施等方面出發(fā)，多項(xiàng)措施并行，進(jìn)而防止抽油機(jī)出現(xiàn)偏磨問(wèn)題。