內(nèi)襯油管配套工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

徐立貴

摘要：經(jīng)過30多年的開發(fā)，目前八面河油田已進入開發(fā)中后期，有桿泵抽油機井中管桿偏磨腐蝕問題日益凸顯。經(jīng)調(diào)研統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，八面河油田綜合含水已達90%以上，每年因偏磨腐蝕失效油井達556井次，占失效總井次的80.7%。隨著油井含水不斷上升，提液強度逐年加大，桿管間的工作環(huán)境逐漸惡化，潤滑條件越來越差，加上側(cè)鉆井、斜井的增多，愈發(fā)加重了抽油機井管桿的偏磨腐蝕，從而造成油井生產(chǎn)周期縮短，作業(yè)井次及作業(yè)費用增加，油管、抽油桿報廢嚴重，大幅增加了油田開發(fā)成本。通過分析八面河油田油井偏磨腐蝕規(guī)律及失效現(xiàn)狀，依托具有抗磨防腐雙重特性的油管，完善了舉升系統(tǒng)整體配套工藝，大大減緩了油井管桿偏磨腐蝕程度，有效延長了油井免修期，最終實現(xiàn)了提高油田開發(fā)效益的目的。

關(guān)鍵詞：偏磨腐蝕;內(nèi)襯管;防腐桿;雙固定閥;配套工藝

通過對八面河油田偏磨腐蝕機理及偏磨腐蝕規(guī)律研究和現(xiàn)狀分析，研究了內(nèi)襯油管的抗磨及其它特性，通過對比內(nèi)襯油管與普通油管抗磨防腐特性，明確八面河油田防偏磨腐蝕的主導工藝，同時完善相關(guān)配套工藝。

1 抽油桿配套工藝

根據(jù)腐蝕疲勞的控制措施及抽油桿失效原因分析，進行針對性治理：一是提高抽油桿防腐能力;二是降低最大曲率附近的應(yīng)力范圍比。

1.1引進防腐抽油桿

優(yōu)點：具有很高的抗腐蝕性能，適應(yīng)各種不同腐蝕介質(zhì)油井，耐腐性能是常規(guī)油桿的6倍以上。同時可以減少結(jié)垢，增加流體效率。缺點：表面噴涂層易刮蹭碰撞破壞而喪失保護作用。而這也是導致防腐桿沒有推廣使用的原因。

內(nèi)襯管的特性可以很好的彌補防腐桿的缺點，是防腐桿的優(yōu)點得到最大化的體現(xiàn)，從而在根本上解決抽油桿腐蝕問題。

1.2設(shè)計優(yōu)化

抽油桿柱工作時，其任意斷面上的應(yīng)力大小是隨時間變化的，并且應(yīng)力變化是不對稱循環(huán)，所以在設(shè)計抽油桿柱時，要考慮疲勞強度。如果把抽油桿柱看成是一個不發(fā)生彎曲的直桿，那么在抽油桿柱上、下運動時，其軸向的應(yīng)力沿桿柱從下到上是逐漸增大的，因此在考慮強度問題時，只要各級桿柱頂端的應(yīng)力滿足要求即可，現(xiàn)有的抽油桿柱涉及方法都是以這個思想為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。

2抽油泵配套工藝研究

2.1引進50、63抽油泵

內(nèi)襯油管是在油管內(nèi)壁加襯上超高分子量聚乙烯管，內(nèi)襯后油管的內(nèi)通徑變小，具體數(shù)據(jù)如下表：

而原有的泵抽管柱配套也不再適用，比如Ф56泵能通過2⁷/₈^“內(nèi)襯油管，70泵不能通過3¹/₂^”內(nèi)襯油管，必須配套脫接器才能適用。為降低成本，減少工藝風險點，引進Ф50、Ф63抽油泵替代部分Ф56、Ф70抽油泵。

2.2治理固定閥刺漏

（1）使用特殊閥副。通過閥球及閥座物理機械性能對比，引進了碳化鈦球+碳化鎢座新型閥副進行抽油泵的漏失治理。

碳化鈦球+碳化鎢座硬度為HRC87大于不銹鋼球座的硬度HRC58，耐磨性和抗腐蝕性能也均強于不銹鋼球座。但碳化鈦球+碳化鎢座的缺點是沖擊強度小于不銹鋼球座，為了避免因沖擊力大造成球座損壞，碳化鈦球+碳化鎢座僅用于低沖次、低液量油井。

（2）雙固定閥泵。由于單固定閥產(chǎn)生漏失幾率較高，特殊閥副又不適用于所有油井，為了提高固定閥的密封性，對部分不銹鋼閥副抽油泵加裝雙固定閥，同時對雙固定閥的啟閉特性進行研究，確定雙固定閥泵并不會對泵效產(chǎn)生影響。

例如：泵徑38mm，泵掛深度1000米，沖次3.0米，沖次3次，泵掛位置井斜角30^o，防沖距0.6米，閥球調(diào)高0.046米，井液密度960kg/m³，油氣比3，球閥材質(zhì)為不銹鋼。通過計算可以知道，單閥與雙閥的啟閉時間無明顯變化。除非在第二個固定閥和第一個固定閥之間油管內(nèi)的壓力會對泵筒內(nèi)的壓力產(chǎn)生大的影響的情況下，才會對啟閉時間產(chǎn)生影響。

（3）固定閥結(jié)構(gòu)改進。原固定閥總成結(jié)構(gòu)球室與固定閥絲扣重合，在斜井中球受重力作用，球并不是沿固定閥總成中心線做軸向運動，而是與中心線成一定角度的斜向運動，從而導致球與球室側(cè)面發(fā)生碰撞，長期生產(chǎn)過程中的頻繁撞擊，外加井液的腐蝕作用，導致固定閥總成球室位置穿孔甚至斷裂落井。針對存在的問題，對固定閥總成結(jié)構(gòu)進行如下改進：

①球室下移，避免球室與外螺紋重合。常規(guī)抽油泵在斜井中處于傾斜狀態(tài)，由于重力作用，會產(chǎn)生使球偏離軸線的分力，導致此處極易被磨穿，從而導致油井失效。

②外壁加厚，由原來的6.5mm提高到9.5mm。

③進油孔由原來的5孔改為單孔，大幅增加進油孔通徑，減少砂堵幾率。

3現(xiàn)場應(yīng)用效果

截止目前，累計投入內(nèi)襯管93.4萬米，目前井下內(nèi)襯管在用量94.9萬米（待檢3.5萬米），報廢率控制在3.1%。井下在用內(nèi)襯管井844井次，井數(shù)及米數(shù)覆蓋率分別為66.9%和55%。

維護作業(yè)頻次由項目研究前的0.51下降至目前的0.3，油管更新率由23.9%下降至11%，檢泵周期由743天延長至1071天。

4結(jié)論

1、內(nèi)襯油管可以明顯減輕抽油桿的磨損，提高管、桿的抗磨性和油管內(nèi)部的防腐蝕性能，并可以優(yōu)化桿管受力，延長檢泵周期和油管、抽油桿使用壽命。

2、以舉升管柱為研究對象，以木桶原理為基礎(chǔ)，尋找薄弱點，提升短板，延長油井生產(chǎn)周期。

參考文獻

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