抽油井管杆防偏磨浅析解析

抽油井管杆防偏磨浅析

关键词：抽油杆；油管；防偏磨技术。文献标识码： A

文章编号：1671-7597(2011)0120170-01

胡庆油田由于多年的强注强采、自然井斜、定向斜井，加之不合理的工作参数，以及产出液的介质腐蚀等原因，造成井下管杆的工作条件日益恶劣，抽油杆在油管中的运动及油管自身的运动情况非常复杂，引起抽油杆与油管的内壁产生剧烈地摩擦，甚至将油管磨穿而造成油管漏失，或将抽油杆的节箍磨坏，造成抽油杆断脱，严重影响了抽油井的正常生产，缩短了抽油井的免修周期，加大了抽油井的维护工作量，并增加了石油开采的成本。

因此，油井的偏磨问题已经成为制约胡庆油田发展的重要因素，应用效果较好、行之有效的防偏磨技术和手段，延长管杆的使用寿命，延长油井免修期已显得尤为必要和迫切。以最大限度地解决胡庆油田油井偏磨的问题。

1影响偏磨的因素

1.1油井井身结构的影响。在抽油井正常生产时，抽油杆拉力和重力产生一个水平分力，在水平分力下油管和油杆接触产生磨擦。抽油井弯曲度越小，油管内壁与抽油杆接箍产生偏磨面积越大，磨损越轻；弯曲度越大，不仅油管内壁与油杆接箍偏磨，油管内壁与抽油杆本体也产生偏磨，油管偏磨面积较小，磨损较严重。在整个上下冲程期间，抽油杆柱只是在接触点附近的小块区域内发生磨损，而油管柱则在整个冲程范围内相对较宽的区域内发生磨损，这也是抽油杆较油管磨损严重的原因之一。

1.2生产参数的影响。冲次高，冲程短时，偏磨次数频繁，偏磨的部位相对较小，磨损较严重，并且过高的冲次将导致杆柱中性点上移，杆柱偏磨段加长。

1.3抽油杆在交变载荷作用下产生底部弯曲。在上、下冲程时抽油杆都会产生弯曲，缩短了杆管间距，从而增加了摩擦系数。特别在粘度大的稠油井环境里，不仅摩擦力较大，而且泵下行程阻力也大。一般情况，当泵径大于50m 时，并且抽吸速度较快时，泵阻力的影响较为突出。

1.4油管弯曲的影响。柱塞上冲程时，游动凡尔关闭，固定凡尔打开，此时泵筒及上部油管内测壁受油管内液体静水压力作用，外壁受一定沉没度液体压力作用，整根油管如同一根承受内压力的细长管，当内压达到一定值时，油管会出现弯曲，在弯曲点处，油管与抽油杆发生接触磨损，导致油管发生弯曲的力为虚拟轴向力，该力大小与泵径、泵挂深度及沉没度等

因素有关；另外分层采油封隔器座封同样也会造成原油管弯曲。

1.5综合含水和腐蚀介质的影响。随着开发时间的延续，产出液综合含水上升，由油包水变为水包油，管杆表面的润滑剂由原油变为产出水，失去了原油的润滑作用，使管杆磨损加重加快。另外，腐蚀介质的存在，使管杆表面变的疏松和粗糙不平，降低了管杆的表面残余应力和强度，二者相互影响，更加剧了管杆的偏磨。

2防偏磨技术及应用

防偏磨治理的出发点：减少管杆之间的正压力；减少管干之间的摩擦系数；减少管杆之间的偏磨距离。

针对胡状油田的偏磨现状，我们对油井偏磨的原因进行了详细的分析，一方面从影响偏磨的管理因素出发，减少这些因素对偏磨的影响；另一方面，应用各种防偏磨技术解决油井的偏磨问题。

2.1采用加重杆技术减少抽油杆弯曲。当采用大直径抽油泵抽油或抽稠油时，抽油泵柱塞在下冲程时将受到阻力，随着泵径和原油粘度的增大而增大，引起抽油杆柱下部纵向弯曲，使抽油杆承受附加弯曲应力，引起抽油杆的早期断裂。为了防止大泵抽油、抽稠油和深井抽油使，抽油杆柱的下部发生纵向弯曲，减少抽油杆的断脱事故，在抽油杆柱的下部采用加重杆技术。使用加重杆，采用较大直径的抽油杆，一方面可以增加底部抽油杆的抗弯强度，从而可以减少弯曲造成的偏磨；另一方面，使用加重杆，可以克服泵筒与柱塞的半干摩擦力及流体流过游动阀的阻力，帮助柱塞下行和打开游动阀，同时可以减少对底部抽油杆的压力。

2.2增加泵下尾管长度。目前胡庆油田使用尾管长度一般为100-120 米，一般不超过130 米，在抽油泵以下悬挂足够重量的尾管，使泵上油管所受的拉力增大，防止在上冲程时泵上油管受压弯曲导致管杆接触磨损。

2.3锚定油管。油管锚是将油管锚定在套管上，以防止油管上下窜动的一种工具。该工具用于有杆泵抽油，可以减小油管伸缩造成的冲程损失，提高泵的有效冲程，除此，安装油管锚，可以有效防止上行程油管弯曲及改善油管受液体载荷产生的不良影响。

2.4抽油杆扶正短节防偏磨技术。抽油杆扶正短节通常连接在抽油杆上，利用扶正套的外径大于抽油杆接箍外径，起扶正作用，利用扶正套是高强度耐磨塑料，与油管接触使扶正体磨损，而减少油管的磨损，以达到防偏磨的作用。利用扶正套的旋转使尼龙均匀磨损，以达到延长使用寿命的目的。其结构如图1。

扶正短节结构简单、现场安装方便、使用寿命长，具有自动旋转功能，能较好地解决固定式抽油杆注塑尼龙扶正器无法解决的单面偏磨问题，使用效

果较好。

2.5泵上配套3／／油管。对于套管完好的井，使用3／／油管，可以有效减

少油管弯曲，增大管杆之间的间隙，从而降低磨损系数。

3结论

胡庆油田通过近几年来的发展，已经能根据不同技术的不同优点，在生产实际中不断地进行应用和改进，目前应用比较成熟的技术有抽油杆注塑尼龙扶正器和旋转井口，以后将进一步扩大推广和使用范围，以便更好地解决我厂的偏磨问题。在理论上，我们也从简单的治理偏磨入手，已发展到从偏磨的根本原因出发，通过应用物理模型和数学模型，对油管和抽油杆的弯曲进行防偏磨优化设计，从中性点、扶正器安装位置、悬挂尾管、到加重杆的设计都取得了较好的现场应用效果。

参考文献：

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