有桿采油泵井管桿偏磨原因分析及防治措施

朱甜甜

摘要：有桿采油泵井管桿偏磨屬于國內(nèi)外油田開采過程中很容易發(fā)生的問題，尤其是在一些開采階段進入到中后期的油田當中，管桿偏磨的發(fā)生率以及嚴重程度均有明顯提高，這也導致油田開采的效率以及成本持續(xù)提高，同時對于作業(yè)的效率也會形成直接影響。對此，為了更好的提高采油工作效率，本文簡要分析有桿采油泵井管桿偏磨原因分析及防治措施，希望可以提供一定指導性幫助。

關(guān)鍵詞：有桿采油泵井;管桿;偏磨;原因;防治措施

引言

偏磨屬于有桿采油泵井當中管桿比較容易發(fā)生的一種現(xiàn)象，在石油開采過程中偏磨的發(fā)生很難避免，為了更好的提高油井的開采效率，規(guī)避井內(nèi)管桿發(fā)生偏磨從而導致其他相關(guān)機械設備發(fā)生損傷，就必須做好偏磨問題的針對性處理，從而維護機械設備的使用壽命以及開采的經(jīng)濟效益。對此，探討有桿采油泵井管桿偏磨原因分析及防治措施具備顯著實際意義。

1.偏磨的基本原理

對于不同類型的有桿采油泵井而言，其偏磨的形成機制并不相同。對于斜井而言，因為其本身就存在一定的傾斜角度，同時傾斜角度相對比較大，此時抽油井一旦在抽油過程中對桿形成受壓，便會促使抽油桿出現(xiàn)發(fā)生力失衡的表現(xiàn)，此時便會發(fā)生偏磨問題^[1]。這一種偏磨的問題發(fā)生和直井作業(yè)最大的差異在于斜井當中的抽油桿主要是因為井眼的變化而變化，從而形成管桿的偏磨。對于直井而言，在出現(xiàn)偏磨時主要是指管和桿之間并沒有明顯的傾斜和角度變化時發(fā)生的偏磨，其主要是發(fā)生在井管位移量相對比較小的作業(yè)當中。在抽油桿處于井管的中間位置時，從而保障管和桿之間不會出現(xiàn)明顯的碰撞，此時有效的摩擦會從根源位置出現(xiàn)，之后再開采中井下的作業(yè)會出現(xiàn)多種受力，例如抽油桿的本身重量與液柱形成的沖擊力、壓力以及柱塞底部液體的作用力、活塞和泵筒之間的摩擦力等。在這一些外力的影響之下，桿柱的受力會向著某一個方向進行變化，此時便會出現(xiàn)偏磨。因為抽油桿本身具備細長的外觀以及比較強的柔性，此時在抽油桿柱上會形成一個中和點，也就是抽油桿本身的重心。在抽油桿重心位置上，以為設備向上的拉力影響，會呈現(xiàn)出一個垂直的單向力，在無外界力影響時力的方向會保持和地心相同，在抽油桿重心位置之下，桿柱會遭受本身重量與軸向壓力的影響，此時兩種方向的力影響時便會導致管桿彎曲問題的發(fā)生，從而導致重心發(fā)生偏移，促使抽油桿出現(xiàn)彎曲磨損。

2.偏磨的形成因素

2.1井眼軌跡

在斜井當中因為井眼出現(xiàn)了偏移，從而導致井管和抽油桿之間出現(xiàn)摩擦，這一種摩擦普遍是因為井眼缺少規(guī)則運行，從而導致井眼出現(xiàn)彎曲問題，此時發(fā)生應力角度的變化，或者是水平方向的位移變化^[2]。

2.2油井含水影響

油井在不如高含水開采期的同時，一旦油井當中所含有的水量會超出74%，此時便會出現(xiàn)液換的問題，并將原本的“油包水型”轉(zhuǎn)變?yōu)椤八托汀保瑥亩偈构軛U的表面喪失原本的保護層，促使水和采油設備的金屬配件之間相互接觸，提升金屬的腐蝕效率，促使原油丟失本身的潤滑效果^[3]。在井液當中提升含水的同時，整體重量也會隨之提升，管桿之間的潤滑系數(shù)也會明顯的下降，荷載與阻力也會明顯的提升，從而導致抽油桿之間出現(xiàn)變化，導致油井和抽油桿之間出現(xiàn)持續(xù)性摩擦。

2.3生產(chǎn)參數(shù)

油井在生產(chǎn)過程中參數(shù)的便會會導致抽油桿的直徑、沖程、沖刺以及泵掛的深度發(fā)生明顯的改變，此時高沖程的生產(chǎn)方式會間接提升沖擊壓力，同時管桿的振動荷載也會明顯的提高，再加上交變荷載的影響問題，從而導致管桿之間發(fā)生傾斜，促使井管和抽油桿之間的接觸面積異常提升，促使兩者之間的摩擦力顯著提升。

3.偏磨的預防控制措施

按照形成管桿偏磨的原因以及形成的規(guī)律，為了更好的預防偏磨問題的發(fā)生，下面提出幾點有效的防治措施。

3.1抽油桿預防偏磨技術(shù)

首先，加重桿屬于預防桿柱底部抽油桿彎曲問題的有效措施，其能夠促使桿柱的中和點逐漸移動，并逐漸降低桿柱的交變應力的幅度，逐漸延長抽油桿的疲勞斷裂的周期。其次，為了有效的規(guī)避抽油桿與油管之間的直接接觸問題，可以在中和點之下的抽油桿中假裝扶正器，從而實現(xiàn)管桿磨損問題的有效預防。最后，需要在抽油桿旋轉(zhuǎn)裝置方面及時改變管桿的接觸面，并從以往的單側(cè)偏磨轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周性偏磨，從而實現(xiàn)對抽油桿的使用壽命延長。采用定時的旋轉(zhuǎn)管桿的措施，促使抽油桿的偏磨位置出現(xiàn)變化，從而間接延長抽油桿的使用壽命。

3.2油管預防偏磨技術(shù)

首先，應用液壓油管錨實現(xiàn)對以往機械性油管錨的提地啊，預防油管伸縮或徑向移動的問題，在無封隔器的基礎上，在全井段生產(chǎn)井中應用油管錨，液壓油管錨在接入泵上之后，在油井生產(chǎn)中油管套的壓力差會有一定程度提升（一般在0.3MPa以上），此時錨爪會卡在套管的內(nèi)壁上，從而實現(xiàn)油管的鎖定。對于帶有封隔器的油管柱而言，可以應用改進之后的液壓油管錨配套的伸縮管，實現(xiàn)泵上油管的鎖定，應用常規(guī)的Y211、Y221封隔器的井實現(xiàn)對封壓力的控制，從而緩解油管受壓變形問題的發(fā)生。其次，對于油管旋轉(zhuǎn)的裝置而言，油管旋轉(zhuǎn)的裝置需要座在四通基礎上，借助地面的旋轉(zhuǎn)促使井下的油管隨著旋轉(zhuǎn)，此時可以實現(xiàn)偏磨位置的變化，從而實現(xiàn)油管壽命的適當延長。最后，對于分層的開采油井而言，應當盡可能采用簡化的管柱，采用丟手關(guān)注的方式可以有效的規(guī)避因為座封導致油管彎曲或形成偏磨，同時還能有效的規(guī)避因為油管蠕動所導致的封隔器解封失敗問題，簡化管柱節(jié)省油管使用量促使下一次的作業(yè)程序逐漸簡化，同時還可以更好的實現(xiàn)防偏磨與防砂等工藝。

3.3做好常規(guī)管理工作

首先，在平常的作業(yè)過程中，應當在保障產(chǎn)量的同時，盡可能選擇合理的泵徑，并將工作的方式從段沖程、高沖刺變更為長沖程與低沖刺，這樣的方式可以有效減少同時間內(nèi)管桿的摩擦壓力，從而實現(xiàn)延長抽油桿與管桿的使用壽命。其次，需要定時做好井筒的清理工作。按照動態(tài)的資料變化，需要定時做好井筒的清理管理工作，可以適當?shù)臏p少關(guān)注的壓力，減少地面防臘措施不合理引發(fā)偏磨問題的可能性。最后，需要做好防腐與緩蝕工作。在井液的作業(yè)過程中，因為井液的腐蝕性相對比較強，所以油井當中普遍需要適當加入緩蝕劑，借助緩蝕劑在金屬的表面形成保護層，這一層可以促使金屬本身和腐蝕介質(zhì)之間有效隔離，從而對金屬形成保護性作用，預防腐蝕問題的發(fā)生。同時還需要借助油井的緩蝕劑實現(xiàn)對油管內(nèi)部的保護，提高潤滑的效果從而減少摩擦系數(shù)，降低偏磨問題的危害性。

4.結(jié)語

綜上所述，在油井的作業(yè)過程中，管桿之間因為偏離從而導致摩擦問題的不斷加重，這一現(xiàn)象相對比較常見，同時對于整個油井的工作質(zhì)量、開采效率會形成嚴重影響，長期發(fā)展后還會導致危害性后果的發(fā)生。因為不同的偏離方式，會形成不同的偏離磨損問題，從而對油井的作業(yè)發(fā)展與進展形成不同的負面影響。對此，想要有效的規(guī)避管桿之間的磨損問題，就必須從管桿的磨損原理著手，針對性分析管桿偏磨的發(fā)生原因，提出針對性預防及控制措施，從而提高油田的開采經(jīng)濟效益，推動油井持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]魏航信，徐建寧，趙亞杰，etal.特低滲透及致密油藏低產(chǎn)井有桿泵采油參數(shù)優(yōu)化方法[J].石油鉆探技術(shù)，2017，14（23）：144-145.

[2]牛文杰，李輝，余焱群，etal.抽油機井桿管偏磨可視化仿真方法研究[J].計算機工程與科學，2016，38（8）：1695-1701.

[3]劉國強.復雜煤層氣井修井原因分析及檢桿工藝試驗[J].石油鉆采工藝，2016，38（4）：540-544.