抽油机井管杆偏磨分析与防治措施

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，井下油管与抽油杆偏磨严重，杆断率增大，作业井次明显增加，影响油井生产，同时作业费用增加，使得采油成本加大，给油田开发造成了较大的经济损失。

本文针对此问题，分析了杆管偏磨的各种原因，以及影响偏磨的各种因素，指出了杆管偏磨是机械偏磨，腐蚀磨损和砂粒磨损联合作用的结果，提出了杆管偏磨的防治措施。

从而大大减轻或从根本上消除管杆偏磨现象，达到控水增效的目的。

[关键词]抽油机井杆管磨损分析防治措施
中图分类号：te985.6 文献标识码：te 文章编号：1009―914x （2013）22―0327―01
一、管杆偏磨的原因及特征分析
1.沉没度的影响
水驱正常生产时的抽油机上冲程时，在沉没压力和柱塞抽吸作用下，泵游动阀关闭，固定阀打开，泵呼入液体。

当沉没度高时，沉没压力增大，泵入的吸入压力也增大，使抽油杆受到一个向上的顶力：沉没度高，会导致抽油杆弯曲，造成杆管偏磨加剧。

水驱
2.井身结构
生产油井有直井和斜井两种，对于斜井，在造斜点一定范围内，油管是弯曲的，抽油泵一般安置在造斜点以下，因此在造斜点处抽油杆与油管必然发生摩擦，导致杆管磨损。

3.工作载荷
抽油机运行中，抽油杆柱受交变载荷的影响产生弯曲变形，从而造成杆管偏磨。

上冲程时，液柱作用在柱塞和杆柱上，杆柱受拉伸力，而油管承受自身重力、液柱与油管间的摩擦力，衬套与柱塞间半干摩擦力及吸入液体通过固定阀的液流阻力，4个力的综合作用加大了油管的变形，从而产生摩擦；下冲程时，液柱作用在油管上，使油管伸直，而抽油随自身重力，杆柱与液柱之间的摩擦力、衬套与柱塞半干摩擦力及吸入液体通过排出阀的液流阻力，此时，4个方向的力的平衡点为中性点，在中性点上，杆柱受拉伸直，
4.抽油杆柱组合
在外径为∮106mm，泵径∮70mm整筒泵中，抽油杆一般采用二级杆组合，最末级为直径∮19mm抽油杆，这种抽油杆刚度较低，抗疲劳能力弱，而且它又分布在抽油泵上与中性点之间。

在该段抽油杆受到压缩和弯曲的共同作用，所以易弯曲造成偏磨。

5.井口回压、井口盘根对偏磨的影响
油井井口回压，增加了抽油时的悬点载荷力。

当井口回压增加时，相当于增加了抽油杆的重力，上冲程悬点载荷增加，下冲程悬点载荷降低。

井口回压过高，悬点载荷增大，亦可造成泵漏失，在井偏角作用下，会导致杆管偏磨加剧。

当井口盘根压得过紧，盘根与光杆间摩擦力增大，上冲程时加剧了抽油杆的弯曲。

特别是在杆较细，下泵较深，泵柱塞与衬套配合间隙较小时更会加剧杆管偏磨。

生产中，应使盘根上紧程度适中，即保证不漏油也不过紧，以减缓偏磨。

6.冲程与冲次的影响
在发生偏磨的油井中，抽油机的冲程长度与冲次大小对杆管偏磨影响较大。

抽油机冲程越短，偏磨部位也就越小；冲次越高，相同工作时间内偏磨的次数就越多，磨损时的相对运动速度也就越大，由此，加剧了抽油杆管的磨损，缩短了杆管的使用寿命。

7.原油粘度的影响
原油粘度增大，造成抽油杆运动阻力增大，使得管变形加重。

其结果是偏磨点增多、偏磨范围增大以及偏磨载荷增加，进而使磨损加剧。

8.介质的影响
抽油杆、油管在油液介质中工作，不同油井和油井在不同的开发时期，其井液含水量和所含水的矿化度也不同：
（1）含水量的影响
水驱水驱水驱随着油田开发时间的延长，大多油田都采用注水开采技术，同时由于地下条件变化等原因，使得油井产出液含水量逐渐升高，特别是在注聚后，含水由原来的低含水逐渐变为高含水后，产出液由原来的油包水型转换为水包油型。

抽油杆、油管摩擦的润滑剂由原油变成了水，失去了原油的润滑作用，产生水与金属直接接触，使抽油杆管的磨损速度加快。

（2）含水矿化度的影响
水驱水驱水驱水驱通过对含水矿化度的分析结果表明：水的矿化度显著增大时，其中cl--、hco33-、和h2s的含量普遍较高，这些酸性离子和气体的存在，对抽油杆和油管产生的较强的腐蚀作用。

腐蚀和磨损的联合作用大大加速了抽油杆和油管的破坏。

（3）含砂量的影响
水驱水驱水驱油井的产出液中往往上爬含有一定量的砂子。

介质中砂粒的存在，使抽油杆与油管发生磨损，井液中含砂量增加，使抽油杆与油管的磨损加剧。

二、防治偏磨的技术措施
1.优化抽油杆柱设计
根据不同的井况，建立杆管的力学模型。

通过受力分析和计算，优化设计杆柱组合，在受力变形较大会的部位使用高强度抽油杆。

由此来减小抽油杆管的受力变形，减小其偏磨。

2.安装油管锚
在油管下端安装油管锚，使油管下端固定，改善油管的受力，减小油管的受力弯曲变形和蠕动，以减轻杆管的偏磨。

3.选择油井合理沉没度
确定油井合理沉没度不仅可以提高泵效，节省电能，且可以减轻杆管偏磨现象。

若沉没度过大，当上冲程游动阀关闭时，在吸入压力作用下，抽油杆受到上顶力作用而产生杆弯曲，造成杆管偏磨。

当下冲程固定阀关闭时，在沉没压力作用下，油管受上顶力过大造成管弯曲，亦会造成杆管偏磨；若沉没度过小，由于油管失去环空液体作用，其振动、摆动加剧，也会导致杆管偏磨加剧。

4.加装抽油杆扶正器
在抽油杆上加装抽油杆扶正器的方法防治摩擦损耗。

抽油杆扶正
器采用尼龙为原料，它价格低水驱、安装方便，适合大规模应用，并具备耐磨、耐热、耐低温、耐腐蚀的特点，便它没有改变摩擦的形式。

在控制抽油机井油管本体与抽油杆接箍的偏磨方面起到了较好的预防作用。

5.采用大流道泵
该泵除增加了柱塞与泵筒之间的间隙外，阀的过流面积也增加。

能有效地解决采出液见聚后抽油泵下行阻力增大的问题。

6.改变洗井工作制度
水驱油井受聚合物的影响，油井的含蜡量要比水驱的含蜡量高，因此为了防此杆断，缓解杆管偏磨现象，应缩短热洗周期，延长热洗时间。

7.加强油井日常管理和制定合理工作参数
在满足正常的生产情况下，井口回压应尽量的低一些，因回压过高不仅增加悬点载荷，而且会加剧杆、管的偏磨。

另外，应选择油井的合理抽吸参数，确定合理的冲程、冲次以及泵径。

特别是在油井比较深的的条件下，应采用长冲程、低冲次、小泵径的参数配合生产，尽量减少振动和惯性载荷尔，以达到减轻杆、管偏磨的目的。

并应装好井口盘根，上紧程度适中，这样即可降低悬点载荷，又可减轻管杆偏磨的现象。

8.定期旋转抽油杆
在油井生产过程中，为进一步延长扶正环使用寿命，对运转周期超过半年的措施井采取人工旋转抽油杆措施，使管杆磨损从原来的
几度，十几度扩大到360度，从而达到管杆均匀磨损的目的，减缓管杆局部磨损程度，延长管杆的使用寿命。

同时有效地提高扶正环的使用寿命，使单面摩擦变成整体摩擦。

三、结论
1.采取全井扶正、大流道泵、合理确定油井沉没度，健全油井维护保养制度，抽油机井偏磨趋势能够得到较好的控制。

2.防治抽油机井杆管偏磨是一项系统工程，影响因素较多，需进一步研究试验。

3.钢质连续抽油杆耐磨性能高、强度大、而且连续杆无接箍，大大减少杆管偏磨影响，可在斜井中推广使用。

参考文献
靳从起、吕树章，抽油机井偏磨腐蚀机理及防治对策[j]、石油矿场机械.1999年。