關(guān)于加強(qiáng)油井管桿偏磨原因及防治的分析

Summary：隨著油田不斷深入開發(fā)，綜合含水逐漸上升，油井的偏磨、腐蝕等情況不斷加劇。有桿泵油井生產(chǎn)過程中，由于井身結(jié)構(gòu)限制、管柱失穩(wěn)和管桿彈性變形、產(chǎn)出液性質(zhì)影響等因素，造成抽油桿與油管之間總是存在接觸磨損現(xiàn)象，導(dǎo)致油井油管磨損漏失、抽油桿磨損斷脫等問題，嚴(yán)重影響油井檢泵周期。本文就加強(qiáng)油井管桿偏磨原因及預(yù)防進(jìn)行論述。Keys：管桿偏磨

防治措施

重要性引言：

管桿偏磨是大部分油田普遍存在的問題，特別是采用了注水等增產(chǎn)措施后，偏磨情況更是日趨嚴(yán)重，根據(jù)抽油機(jī)井管桿偏磨的一手資料，借助抽油桿受力分析結(jié)果，全面地分析抽油機(jī)井出現(xiàn)管桿偏磨的機(jī)理，提出切實(shí)可行的防治措施；對(duì)于減緩井下設(shè)備損壞，降低了檢泵工作量和管桿更換成本，提高開發(fā)效益意義重大，管桿偏磨是大部分油田普遍存在的問題，特別是采用了注水、增產(chǎn)措施后，偏磨情況更是日趨嚴(yán)重，根據(jù)抽油機(jī)井管桿偏磨的一手資料，借助抽油桿受力分析結(jié)果，全面地分析抽油機(jī)井出現(xiàn)管桿偏磨的機(jī)理，提出切實(shí)可行的防治措施；對(duì)于減緩井下設(shè)備損壞，降低了檢泵工作量和管桿更換成本，提高開發(fā)效益意義重大。所以針對(duì)此問題，我們就加大研究的力度，從而較少或者避免發(fā)生油田偏磨的情況，從而有效的保證抽油桿的壽命，增加石油的開采量，促進(jìn)油田采油目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。一、抽油桿與油管偏磨損傷機(jī)理：

偏磨損傷的成因是抽油機(jī)與油管之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)在抽油桿與油管接觸面產(chǎn)生的接觸應(yīng)力大于油管與抽油桿的表面接觸疲勞程度，從而導(dǎo)致接觸面的損耗，接觸應(yīng)力越大，油管與抽油桿的損耗越快。損耗的直接結(jié)果是導(dǎo)致油管裂縫或抽油桿接箍或抽油桿脫落。治理管桿偏磨損傷的核心是如何減小油管與抽油桿表面的接觸應(yīng)力，減緩管桿磨損的速度。

二、抽油桿偏磨特點(diǎn)

1.通常在抽油井的偏磨井段抽油桿接箍位置會(huì)發(fā)生偏磨問題，但只存在較少的本體偏磨問題，在該位置偏磨嚴(yán)重的一般油管也會(huì)出現(xiàn)磨損故障；2.在泵掛深度距離加深的同時(shí)，偏磨井?dāng)?shù)所占比例也會(huì)相應(yīng)增加；3.根據(jù)偏磨外觀表現(xiàn)，油管通常為內(nèi)壁形成一條與軸心平行的凹槽，嚴(yán)重時(shí)則出現(xiàn)磨穿；而抽油桿通常為本體或接箍的單側(cè)出現(xiàn)磨平，嚴(yán)重時(shí)抽油桿的螺紋消失；4.在抽油桿偏磨問題較多的油井內(nèi)其抽汲參數(shù)也相對(duì)較高；5.觀察偏磨的深度距離狀況，可以發(fā)現(xiàn)油管柱與抽油管柱的偏磨問題多發(fā)生在管柱及桿柱的中下位置，且通常在泵以上的800m范圍以內(nèi)；6.對(duì)于井液含水超過75%的油井，其出現(xiàn)桿、柱偏磨問題的概率通常都比較高，且隨著井斜度及井深的加大，套管井段含有拐點(diǎn)的油井其偏磨問題會(huì)更為嚴(yán)重；7.根據(jù)沉沒度分布規(guī)律，偏磨井大多為低沉沒度油井。三、管桿偏磨原因分析

1.井眼彎曲或套管彎曲變形的影響

由于鉆井過程中設(shè)備或技術(shù)因素或其他原因，使井眼軌跡產(chǎn)生偏斜，井眼軌道產(chǎn)生造斜點(diǎn)，導(dǎo)致油管、抽油桿在井筒中彎曲。抽油桿與油管內(nèi)壁接觸，在上下沖程運(yùn)移過程中，油桿與油管某一部位發(fā)生摩擦，產(chǎn)生管桿偏磨，造成管桿線狀損壞。

2.工作載荷的影響

抽油桿下沖程時(shí)，抽油桿及液柱對(duì)懸點(diǎn)位置產(chǎn)生一個(gè)向下的拉力。另外，抽油桿柱下行時(shí)前半沖程的慣性力、摩擦力均向上，抽油桿在油管內(nèi)的各種摩擦阻力、隨著沖次及液體運(yùn)動(dòng)粘度的增加而增大，因此，下沖程中在這些力的聯(lián)合作用下抽油桿受壓而縱向彎曲，導(dǎo)致抽油桿貼在油管內(nèi)壁上，產(chǎn)生管桿偏磨。

影響工作載荷的因素有：（1）結(jié)蠟的影響。當(dāng)井下結(jié)蠟嚴(yán)重，導(dǎo)致抽油桿蠟卡、上下行阻力變大，使載荷增加。抽油桿下行時(shí)與油管間產(chǎn)生嚴(yán)重磨擦，造成桿管的偏磨。（2）含水率的影響。油井含水率高時(shí)，懸點(diǎn)載荷加，減少了管桿間的潤滑，導(dǎo)致桿與管偏磨加劇。

3.生產(chǎn)參數(shù)的影響

在油田開發(fā)中，應(yīng)該是在保證產(chǎn)量的前提下，以獲得最高泵效為原則，而現(xiàn)實(shí)中則是為了提高產(chǎn)量，常常將生產(chǎn)參數(shù)（沖程、沖次）調(diào)到最大，也就是長沖程、高沖次，而事實(shí)上在增加產(chǎn)量的同時(shí)也加劇了管桿偏磨。抽油機(jī)沖程越長偏磨部位也就越大；沖次越高，相同工作時(shí)間內(nèi)偏磨的頻率就越高。由此，加劇了抽油桿管的磨損，縮短了壽命。實(shí)際生產(chǎn)中由于各種原因抽油桿往往滯后于驢頭的運(yùn)動(dòng)速度，使抽油桿處于受壓狀態(tài)，容易產(chǎn)生彎曲變形，變形的抽油桿與油管接觸摩擦造成偏磨損傷。

4.油管變形的影響

在有桿泵采油過程中，上沖程時(shí)，游動(dòng)凡爾關(guān)閉，固定凡爾打開，液柱負(fù)荷加在抽油桿上，油管本身發(fā)生收縮；下沖程時(shí)，固定凡爾關(guān)閉，游動(dòng)凡爾打開，油管中的液柱載荷轉(zhuǎn)移到油管上，使油管發(fā)生伸長，這樣就造成油管在上下沖程過程中，受到交變的液柱重力，使油管產(chǎn)生伸縮變形，導(dǎo)致偏磨。

5.井液中腐蝕介質(zhì)的影響

抽油桿、管在油液介質(zhì)中工作，受到各種成分的作用，也會(huì)導(dǎo)致腐蝕偏磨。在油田開發(fā)后期，原油含水率較高，這樣就會(huì)使抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷增大，桿管間的潤滑作用大為減少，桿管磨損加劇。而磨損產(chǎn)生新的創(chuàng)面，由于井筒內(nèi)含有硫化氫及其它腐蝕介質(zhì)，使磨損部位進(jìn)一步腐蝕，而降低了管桿的強(qiáng)度，這樣不斷反復(fù)，導(dǎo)致了油管和抽油桿過早損壞。

6.作業(yè)施工質(zhì)量的影響

作業(yè)區(qū)平均每年因作業(yè)質(zhì)量不合格而導(dǎo)致返工的油井約5井次，其中主要原因是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督不到位，作業(yè)隊(duì)不按設(shè)計(jì)施工，造成施工質(zhì)量差，開井時(shí)間不長就倒井。

四、偏磨的防治措施

1.減少井眼偏斜的影響

井眼軌跡偏斜對(duì)抽油桿、油管偏磨影響較大，它能夠改變桿管的受力狀態(tài)，增加偏磨。因此在采油生產(chǎn)中，對(duì)井眼偏斜或由于地層蠕動(dòng)導(dǎo)致套管變形影響嚴(yán)重的井，采用電泵或螺桿泵等其他的無桿泵采油方式，杜絕管桿偏磨現(xiàn)象。

2.穩(wěn)定正常工作載荷

由于井筒結(jié)蠟造成蠟卡或抽油桿上下行受阻，使載荷增加，加劇桿管偏磨。因此，對(duì)結(jié)蠟嚴(yán)重的井制定合理的熱洗、加藥周期，并定期沖管線，加強(qiáng)點(diǎn)爐升溫，降低井口回壓，穩(wěn)定工作載荷。

3.選擇合理的工作參數(shù)

在保持產(chǎn)量不變的的情況下，由短沖程、快沖次改成長沖程、慢沖次，降低相同時(shí)間內(nèi)的偏磨頻率，以達(dá)到延長油管和抽油桿使用壽命的目的。

4.實(shí)施配套防偏工藝

4.1在抽油桿或油管彎曲變形處安裝防偏磨副、防偏磨扶正器，并使用加重桿，對(duì)油管起到保護(hù)作用，減緩管桿偏磨速度。

4.2通過錨定裝置，將油管錨定，避免了油管的自然彎曲和抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)油管的蠕動(dòng)，減少管桿偏磨、提高泵效。

4.3通過應(yīng)用旋轉(zhuǎn)井口帶動(dòng)井下油管不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷改變管桿摩擦位置，使管桿均勻磨擦，延長管桿的使用壽命，延長檢泵周期。

4.4加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督質(zhì)量，對(duì)施工進(jìn)度、工序、井下工具的使用與更換情況進(jìn)行全面監(jiān)督，以保證施工程序符合設(shè)計(jì)要求，確保油井能正常生產(chǎn)。

五、結(jié)束語管桿偏磨是采油生產(chǎn)中普遍存在的問題，通過現(xiàn)場(chǎng)跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)影響偏磨的因素主要是井眼偏斜、工作載荷、生產(chǎn)參數(shù)、油管變形、井液介質(zhì)、及作業(yè)質(zhì)量等六方面，因此通過實(shí)施防偏磨措施，加強(qiáng)管理，取得了較好的效果。通過以上各種措施，有效降低了因管桿偏磨導(dǎo)致的作業(yè)井次，大大延長了油井免修期，有力地保證了原油生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。

Reference：

[1]李