管杆偏磨的机理及防范措施.doc

1、管杆偏磨的机理及防范措施摘 要：随着油田开发的深入，综合含水不断上升，管杆偏磨腐蚀日益加剧，已严重影响油田的正常生产。根据抽油机井出现管杆偏磨的原因和机理，制定出减缓偏磨的综合防治措施和方法：选择合理的生产参数组合、下入加重杆和扶正器等防偏工具、加缓蚀剂、选择合理的沉没度、避免管坐封弯曲、注采调整，控制含水上升， 恢复地层能量、和应用新技术等来改善管杆偏磨的这种现象，从而减少油田损失。 关键词：油井；偏磨；抽油机；防治措施 随着油田进入高含水采油期，泵挂不断加深，由于受砂、蜡、水、气、油稠等因素和管杆老化、偏磨加剧等影响，抽油杆频繁断脱，油管、泵漏失严重， 躺井率居高不下，严重影响了油井的作业

2、周期。 通过对油井维护作业的统计，发现抽油机井存在管、杆偏磨问题的井占总开井数的半数以上，偏磨腐蚀造成油井修井维护作业的总工作量占全年总和的 67%，管、杆的使用寿命也因偏磨腐蚀而缩短了40%60%。因此，防治杆管偏磨成为油田迫切需要解决的难题。 1 管杆偏磨产生原因分析 抽油机井的管杆泵在井下时刻受到拉压弯扭挤等组合变形的影响，在这个复杂的受力运动系统中，造成管杆偏磨的因素太多，主要有： 1.1 井身结构的影响造成生产管柱弯曲，导致管杆偏磨。 对于斜井，其井身结构与垂直方向有一定的角度，如抽油泵在造斜点以下，泵上油管会随套管一起弯曲，导致抽油杆与油管摩擦。即使是直井， 因目前的钻井技术不能保

3、证井身完全垂直，套管在某一段也会出现弯曲， 当油管下入后，随着套管弯曲， 从而造成杆管的摩擦。 对于常规直井来说，井偏角小于 3为合格1。 钻井过程中， 虽经过多次纠偏，但井底的实际位置仍和靶心有一定距离。由于井筒不垂直，使得井眼轨迹产生变形，从而使抽油杆与油管产生多个接触点。因此，造成了杆管之间的偏磨。随着井斜角增大，井身轨迹的变形加大，油管与抽油杆弯曲严重，杆管偏磨也逐步加剧。 1.2 油管坐封造成偏磨 陆上主力油田多进入后期开发，同一油井开采层位较多。因此对于多层位的开采，就必须使用封隔器。而使用封隔器坐封时，需要一定的坐封力。坐封力越大油管产生的弯曲越厉害，油井的杆管偏磨越严重。 1.

4、3 含水率对管杆偏磨的影响 含水率对管杆偏磨的影响是多方面的。首先，含水率上升后，混合液密度增大，使抽油机悬点载荷增大，其次，泵出口压力增大，抽油杆底部受到向上的液压力增大，增加了抽油杆失稳弯曲的力。杆管的弹性变形加剧，加速了杆管的偏磨。原油含水率低时，管与杆的摩擦面形成良好的油润滑；而原油含水率高时，两个摩擦面处于水润滑状态，摩擦系数增大，大大增加了两个表面的摩擦阻力，从而加快了表面的磨损。 1.4 管杆的材质影响 由于油井的产出液具有一定的腐蚀性，所用的油管、抽油杆耐腐蚀性能达不到要求，油管表层涂料的强度较差，油管、抽油杆的耐蚀性较差，管杆偏磨处易被腐蚀，导致油井检泵周期的缩短。 1.5

5、油井生产参数对管杆偏磨的影响 游梁机正常工作时， 抽油杆在上、下冲程过程中的受力情况是不同的。上冲程时，抽油杆主要受拉，整个杆柱基本呈直线状态。下冲程时，抽油杆主要受二个方向的力，一个是自身向下的重力，另一个就是向上的力。当下冲程时，惯性力方向向上， 冲次越高加速度越大因此惯性力也就越大， 使得抽油杆受力增大，杆柱受压产生弯曲，从而与油管内壁接触的部位增多，加剧油井杆管偏磨。 1.6 出砂的影响 砂粒具有较强的磨硕性、出砂不可避免。砂粒的存在，使抽油泵筒与柱塞间摩擦阻力增加，抽油杆与油管的磨损加剧。 2 偏磨的防治措施 2.1 选择合理的生产参数组合 由于冲程、冲次对液流通过游动阀产生的下行阻

6、力有较大影响，因此根据配产的需要，选取合理的生产参数，一般情况下，采用长冲程，低冲次可以减轻偏磨。 2.2 下入加重杆和扶正器等防偏工具 在抽油杆底部加加重杆，可使抽油杆杆柱中性点下移，杆受压弯曲减小，对减缓偏磨有一定效果。改善抽油杆材质，提高其强度，增强其耐磨和抗腐蚀性也能取得一定效果。在偏磨的油井中，下入扶正器、抗磨副、双向接箍、连续杆等都可起到抗偏磨作用。在下放扶正器和抗摩副时应确定合理的下放位置，连续杆的防偏磨效果好于普通抽油杆。 2.3 加缓蚀剂 油井环形空间投加缓蚀剂，其原理是通过利用缓蚀剂的自重以及扩散方式到达井底后随产出液返出，缓蚀剂所经过的地方，在金属表面形成一种致密薄膜，使

7、金属本体和腐蚀介质隔离开来，从而抑制腐蚀。另外，通过油井缓蚀剂在油管内壁形成的保护膜，达到减少磨损的目的。 2.4 选择合理的沉没度 对机采井来说，沉没度是一个重要的生产参数。确定合理的沉没度不仅提高泵效，节约电能，还可以减轻管杆之间的偏磨。若沉没度过小，泵的充满程度差，使得泵的柱塞与液面之间存在液击现象。 从而进一步增加抽油杆的下行阻力，易发生偏磨。 2.5 避免管坐封弯曲 在坐封时应用低坐封载荷封隔器（坐封载荷为 2040kN） ，同时配套应用坐封吨位控制器，使泵上油管处于受拉状态，这样可防止泵上油管因受压而弯曲，从而减轻管杆偏磨。也可以采取一些新型锚定装置替代坐封直接锚定油管，从而从根本

8、上避免油管弯曲。 2.6 注采调整，控制含水上升， 恢复地层能量 通过加大对水井治理力度， 细化水井分层注水，完善注采井网，提高注采对应率，真正实现水井的有效注水，恢复地层能量，从而减小下泵深度。 2.7 应用新技术、新工艺 采用耐磨防腐蚀符合涂层油管。耐磨防腐蚀复合涂料油管技术是采用新开发的涂敷工艺，将一种纳米级的粉末涂料涂敷在油管内表面，形成一层具有超强耐磨和防腐蚀性能的保护层。这种致密的复合内涂层与油管内壁的附着力强，其抗弯曲、抗冲击性能等同于常规油管。样品综合试验表明，耐磨防腐蚀复合涂层油管完全可取代常规油管应用于油田生产，能使油管和抽油杆间的耐磨性能提高 35 倍，可有效地解决管杆偏

9、磨问题。 运用无管采油技术。无管采油装置最大的优点是：空心抽油杆不易弯曲，而且与套管间的环形空间远大于普通抽油杆与油管间的环形空间，因此该装置能有效避免管杆间的偏磨，在油管与抽油杆间偏磨较严重的井上使用更能显示其优越性。 3 结论 （1）管杆偏磨，已成为油井降低产量，增加作业成本的主要矛盾。靠单项技术难以目前现状。必须针对不同井况，进行工艺配套治理，才能达到有效目的。 （2）建立一套适用油井偏磨诊断优化设计软件技术，指导防偏磨配套技术的应用。 （3）建立防偏磨治理示范区块，全面考验评价已有防偏磨技术的性能；推广试验先进的防偏磨技术，带动全油田防偏磨技术的发展。总之，防腐放偏磨是油田生产的一项重要工作，对油田的生产及成本的影响不容忽视。 参考文献 1 赵子刚，褚英鑫，汤文玲，杨淑芹。抽油杆管偏磨的综合分析与防治。大庆石油学院学报，2002. 9， 26（ 3） . 2 张安德，李鹏，肖月杰等。抽油机偏磨井杆柱受力及偏磨原因的探讨。石油钻探技术，2004.11， 32（ 6） . 3 张琪。采油工程原理与设计。石油大学出版社， 2002： 103- 108. 作者简介 赵宝芸（1982-） ，女，山东东营人，学历：学士，职称：助理工程师，研究方向：机械采油