抽油机井管杆偏磨分析与防治措施.doc

1、抽油机井管杆偏磨分析与防治措施摘 要抽油机井在生产过程中，抽油杆和油管发生偏磨，致使抽油杆的杆断几率增加，作业检泵的频率也明显增多，严重影响采油井的正常生产，已成为制约油田采油生产的重要因素之一。同时，使得采油成本加大，给油田开发造成了较大的经济损失。本文系统的分析了管杆偏磨的各种原因及影响因素，提出了治理杆管发生偏磨的有效措施。 中图分类号：I53 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0322-01 引言 随着油田进入高含水开发后期，由于高含水、低沉没度井数不断增加，杆管偏磨井数逐年上升，因杆磨断检泵的井比例也逐年上升，增加了维护性井下作业工作量，也增加了检泵费用及

2、换杆管的费用，严重影响油田生产和检泵周期，及时诊断杆管是否偏磨，并及早采取防治措施，能够取得较好经济效果。 1 管杆偏磨原因分析 1.1 井身结构的影响 生产油井有直井和斜井两种，对斜井来讲，油管在造斜点附近范围是弯的，一般抽油泵在造斜点以下安置，这样一来抽油杆与油管在造斜点处必然发生大面积的摩擦，致使杆管严重磨损。 1.2 工作载荷的影响 抽油机井在生产过程中，由于抽油杆柱受到往复的交变载荷影响，纵向上会发生拉伸变形，造成磨损。当抽油杆上冲程阶段时，液柱的重量完全作用在杆柱上，杆、柱由于受到纵向上的拉伸，油管承受其自身的重量、衬套与柱塞间的摩擦力、固定阀的进液液流阻力、油管与液柱间的摩擦力，

3、在这四个力的综合作用下，大大加剧了油管的变形程度，继而发生摩擦；当抽油杆下冲程阶段时，液柱的重量完全作用在油管之上，致使油管在纵向上被拉伸，抽油杆柱受到自身重力，衬套与柱塞摩擦力、液柱与抽油杆柱之间的摩擦力、固定阀的进液液流阻力四个力的综合作用下发生偏磨。 1.3 油井生产参数的影响 抽油机井的冲次和冲程对管杆偏磨影响极大。抽油机冲程越小，发生偏磨的部位越小；抽油机的冲次频率越高，在单位工作时间内，偏磨发生的次数就越大，磨损的相对速度也越大，缩短了杆管的使用寿命。 1.4 产出液介质的影响 当油井产出液含水较高，产出液换相，即由油包水型转换为水包油型。也就是说，管、杆表面失去了原油的保护作用，

4、产出水直接接触金属，腐蚀速度增加。摩擦的润滑剂由原油变为产出水，由于失去原油的润滑作用，油管内壁和抽油杆磨损速度加快，偏磨严重。 1.5 地下原油粘度的影响 开采地下的原油，如果粘度较大，会导致抽油杆运行的阻力加大，使得管杆加重变形程度。导致抽油杆和油管偏磨的位置增多、发生偏磨的范围加大，发生偏磨的摩擦力也会相应增加，从而加大了磨损力度。 1.6 缝隙和冲蚀的影响 产出液含水较高及具有强腐蚀性，使油管、抽油杆螺纹联接处产生缝隙腐蚀；另外产出液对油管公螺纹外缘的冲刷作用，再加上产出液的强腐蚀性，发生冲蚀，易使油管公螺纹老化。油管螺纹联接处在偏磨腐蚀、缝隙腐蚀和冲蚀的综合作用下，易使该处产生油管断

5、脱、刺漏。 1.7 含砂量的影响 采油井的采出液中，通常含有地层砂。采出液中砂子的存在，加剧了抽油杆与油管发生磨损，采出液含砂量越多，抽油杆与油管的磨损越严重。 2 管杆偏磨防治措施 2.1 优化管柱组合设计 根据不同采油井的实际井况，建立合理的力学模型。通过对管柱的各个受力点的分析计算，优化杆柱组合设计，在容易出现受力变形大的部位，使用具有高强度、耐腐蚀材料的杆材，尽量减小抽油杆和油管的受力变形幅度，以减小偏磨机率。 2.2 加装抽油杆扶正器 在抽油杆上加装抽油杆扶正器来防治管杆偏磨。抽油杆扶正器采用尼龙为原料，它不仅价格低、容易安装，并具有耐热、耐磨、耐腐蚀、耐低温的优点，在控制抽油机井油

6、管本体与抽油杆接箍的偏磨方面起到了较好的预防作用，适于大范围推广。 2.3 加缓蚀剂 加缓蚀剂是 解决油井井简和地面集输系统腐蚀的一种常用、有效方法。其原理是通过缓蚀剂加入到产出介质中，在金属表面形成一种致密薄膜，使金属本体与腐蚀介质隔离开来，以达到保护金属、防止腐蚀的目的。另外，通过油井缓蚀剂在油管内壁形成的保护油膜，起到润滑作用，达到减少磨损的目的。 2.4 加强日常管理、制定合理工作参数 在能满足正常生产的前提下，尽量控制井口回压，回压过高不仅加大悬点载荷，而且会加剧杆、管的磨损；确定合理的泵径以及冲程、冲次，选择油井的合理抽吸参数，特别是在井深较大的条件下，应尽量采用大冲程、小冲次、小

7、泵径的参数进行生产，尽量减少振动和惯性载荷，以达到减轻杆、管偏磨的目的。并应装好井口盘根，松紧程度适中，这样即可降低悬点载荷，又可减轻管杆偏磨的现象。 2.5 加长尾管和管柱锚定 加长尾管仅能减轻管柱弹性弯曲。管柱锚定又有机械预张力锚定，液压张力锚定，支撑式锚定三种工艺。机械预张力锚定虽是预防油管弯曲的最有效措施，但施工 操作复杂，且起出管柱时安全性差，有可能卡钻，因此该项工艺至今未得到很好的推广使用；掖压张力锚定虽能利用油套压差将管柱锚定在管柱伸长最大的部位，操作简单，但在整个锚定伸缩过程中，锚牙始终磨损套管，对套管有一定的损伤；支撑式锚定仅能防止管柱底部运动而有助于提高泵效，但是，由于泵上

8、油管受压产生螺旋弯曲严重，将加重油管抽油杆偏磨，是最不应该采用的锚定方式。 2.6 应用新技术、新工艺 （1）采用耐磨防腐蚀复合涂层油管 耐磨防腐蚀复合涂层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。除抗弯曲、抗冲击性能等同于常规油管外，还具有与油管内壁附着力强的特点，能提高管杆之间的耐磨性能，可有效解决管杆偏磨问题。 （2）运用无管采油技术 无管采油技术的最大优点在于空心抽油杆不易弯曲，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，因此该技术能有效避免管杆间的偏磨。 3 结束语 综上所述，防治抽油机井管杆偏磨是一项

9、系统工程，主要受井斜、抽油机工作载荷、油井生产参数、产出液介质、地下原油粘度和含砂量等因素影响，优化管柱组合设计、抽油杆扶正、加长尾管和管柱锚定、健全油井维护保养制度，应用无管采油等新技术、新工艺是防治管杆偏磨的有效措施。针对油井的具体情况，制定综合的防治措施，才能达到防治偏磨的良好效果。 参考文献 1 采油工艺技术，石油工业出版社，邹艳霞主编.2006 年. 2 李建国；机采井管杆磨损机理研究与对策D；中国石油大学；2007 年. 3 张小曼，梁光川，路平.陆梁油田抽油井井下防腐技术J.油气田地面工程，2010.29（4）：34-35. 4 王炳英，宋静亚，王玉清.抽油杆防偏磨多角度可调式扶正器研制J.石油矿场机械，2011.40（1）：78-80. 5 孟祥海，孙军，钱秀莉.抽油杆柱综合防偏磨技术J.石油钻采工艺，2003，25（增刊）：36-38. 6 范凤英.无油管采油技术防止油井偏磨的机理分析J.石油钻探技术，2002，30（3）：58-59.