油田抽油井管桿偏磨原因及防治技術(shù)分析

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使人們對石油及石油產(chǎn)品的需求量不斷的增加，各國對石油的重視度不斷的加大，石油作為一種戰(zhàn)略性資源，其開采力度不斷的加大。隨著各油田開采量的不斷增加，各抽油井在抽油過程中所表現(xiàn)出來的偏磨現(xiàn)象也越來越普遍。同時(shí)這種偏磨情況的發(fā)生并不單一的出現(xiàn)在直井中，在斜井中也有偏磨的情況。抽油井偏磨所導(dǎo)致的危害是較多的，不僅會導(dǎo)致抽油桿的壽命縮短，同時(shí)也會導(dǎo)致油井的維護(hù)工作量不斷的增加，提高了生產(chǎn)成本，本文從油田抽油井管桿偏磨的危害入手，分析了抽油桿受力情況及影響油田抽油井管桿偏磨的主要因素，并進(jìn)一步對我國抽油井管桿偏磨技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：油田；油井；防偏磨；腐蝕；技術(shù)工藝；管桿

前言

石油資源代表著一個(gè)國家的國力強(qiáng)弱，隨著對石油資源的需求量不斷的加大，我國不斷的進(jìn)行新油田的勘探工作，同時(shí)也加大了對現(xiàn)有油田石油的開采。在石油開采過得程中，由于開采量大，開采任務(wù)較重，再加之開采過程中的不合理施工等因素所導(dǎo)致的油井偏磨情況較為嚴(yán)重，這在每個(gè)油田的開采過程中都是普遍存在的現(xiàn)象，使油田的發(fā)展受到了一定程度的影響。所以針對此問題，我們就加大研究的力度，從而減少或是避免發(fā)生油井偏磨的情況，從而有效的保證抽油桿的壽命，增加石油的開采量，促進(jìn)油田采油目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1 油田抽油井管桿偏磨的危害

遼河油田作為我國重要的石油采區(qū)，其采油工藝基本上都是采用的有桿機(jī)械采油工藝，這種工藝在油田的含水量上升時(shí)，遼河油田的油井有一半以上出現(xiàn)了不同程度的偏磨現(xiàn)象。對油田的正常生產(chǎn)產(chǎn)生了一定的影響。同時(shí)偏磨現(xiàn)象隨著各種測井、斜井的增多也呈越來越嚴(yán)重的態(tài)勢。當(dāng)產(chǎn)生偏磨現(xiàn)象時(shí)，則會導(dǎo)致抽油桿和油管之間不斷的進(jìn)行接觸磨損，磨損時(shí)間一長，則會出現(xiàn)桿斷、桿脫及管泥漏等情況相繼發(fā)生，使油井的維護(hù)工作增加，增大了生產(chǎn)成本，同時(shí)也使正常的采油生產(chǎn)受到一定的影響。

2 抽油桿受力分析

在傳遞動力過程中，抽油桿的負(fù)載因抽油桿柱的位置而不同，上部的抽油桿負(fù)載大，下部的抽油桿負(fù)載小。

2.1 產(chǎn)生偏磨的主要階段

抽油桿在上沖程時(shí)主要承載負(fù)荷為抽油桿本身自重，活塞以上液柱重量，摩擦力，井口回壓產(chǎn)生的壓力，抽油桿與液柱慣性力。抽油桿上沖程過程中抽油桿基本處于拉伸狀態(tài)，正常垂直井不會有因抽油桿彎曲產(chǎn)生的偏磨。當(dāng)井身達(dá)到一定井斜時(shí)，這時(shí)候處于井斜段的抽油桿在上行過程中才會產(chǎn)生摩擦。

抽油桿在下沖程時(shí)主要承載負(fù)荷為抽油桿自身重力，摩擦力，抽油桿與液柱慣性力，振動力，沖擊力。這些作用力很大一部分都向上，并且在抽油桿下部受有最大軸向壓力，這個(gè)軸向壓力使抽油桿失穩(wěn)彎曲并導(dǎo)致抽油桿緊貼在油管內(nèi)壁上，同時(shí)振動力產(chǎn)生的徑向力也加劇抽油桿的彎曲，在生產(chǎn)過程中管桿發(fā)生相對運(yùn)動，從而使得管桿發(fā)生偏磨。因此普通的垂直井中，管桿偏磨主要發(fā)生在下沖程過程中。

2.2 容易發(fā)生偏磨的井段

抽油桿中和點(diǎn)以上主要承受拉應(yīng)力，中和點(diǎn)以下主要承受壓應(yīng)力，尤其在抽油桿下行過程中，由于出現(xiàn)各種動載荷，使得下部抽油桿實(shí)際受力變得非常復(fù)雜，除了拉應(yīng)力與壓應(yīng)力的交變載荷，還有彎曲應(yīng)力和扭應(yīng)力，這些因素都可使抽油桿彎曲緊靠油管產(chǎn)生偏磨。因此一般的垂直井偏磨主要發(fā)生在油管中下部。而對于有一定井斜及油管在井筒中彎曲的井，偏磨也會出現(xiàn)在相應(yīng)的彎曲井段。

2.3 抽油桿接箍與扶正器比抽油桿本體更易發(fā)生偏磨

由于抽油桿接箍及扶正器通徑較本體大，因此更易于與油管內(nèi)壁接觸發(fā)生偏磨。

3 影響油田抽油井管桿偏磨的主要因素分析

3.1 油井自身的原因

油井的井身結(jié)構(gòu)也是導(dǎo)致管桿偏磨的因素之一，當(dāng)抽油井在正常工作時(shí)，抽油桿在拉力和重力作用下會有一個(gè)平分力產(chǎn)生，在平分力作用下才會有與抽油桿接觸摩擦的產(chǎn)生，所以當(dāng)抽油井變曲彎較大時(shí)，這時(shí)抽油桿接箍部位、抽油管本體都會與油管內(nèi)壁產(chǎn)生偏磨，此時(shí)偏磨的面積較小，但磨損的程度較為嚴(yán)重；而當(dāng)油井彎曲度較小時(shí)，這時(shí)抽油桿接箍部位與油管內(nèi)壁接觸的面積較大，但其磨損程度則較小。

3.2 抽油桿在交變載荷作用下產(chǎn)生底部彎曲

抽油桿在工作過程中，由于油井的類型不同，在一些相對稠度和密度都較大的油井中，由于其起泵下行程阻力非常大，所以抽油桿發(fā)生彎曲是較為常見的情況，一旦抽油桿出現(xiàn)彎曲則會導(dǎo)致桿管之間的距離縮短，從而使摩擦的系數(shù)增大。

3.3 油井的含水量和腐蝕介質(zhì)的影響

由于我國各大油田的開采時(shí)間都較長，所以所產(chǎn)出的溶液中含水量不斷上升，含油量減少，基本呈現(xiàn)出水包油的情況，這樣就導(dǎo)致抽油桿在水的作用下失去了石油的潤滑作用，使管桿的磨損程度不斷的加大，再加之失去石油在油桿表面的保護(hù)作用，一些腐蝕性介質(zhì)也會作用于抽油桿表面，使其表面受到不同程度的腐蝕，從而呈現(xiàn)粗糙不平的情況，這樣不僅導(dǎo)致抽油桿的強(qiáng)度降低，同時(shí)在水和腐蝕介質(zhì)的相互作用下，使管桿的偏磨腐蝕程度不斷加重。

4 我國抽油井管桿偏磨技術(shù)應(yīng)用探究

4.1 減少抽油桿的彎曲

當(dāng)抽油桿彎曲后會導(dǎo)致偏磨的情況加劇，所以針對于這個(gè)問題，可以在抽油桿的柱下部采用加重桿的技術(shù)，使抽油桿底部的抗彎性有一定的程度的增加，使底部彎曲的現(xiàn)象得到處理，從而使偏磨的現(xiàn)象得到控制。

4.2 錨定油管

油管錨的主要作用就是把油管錨定在套管上，已達(dá)到防止有關(guān)上下傳功的目的，錨定油管應(yīng)用在有桿機(jī)械泵抽油上，可以減少油管由于不合理的伸縮造成沖程的損失，提高泵的有效的沖程。

4.3 油田抽油桿扶正短節(jié)防磨技術(shù)

連接抽油桿上的扶正短節(jié)通常是利用扶正套的外徑比抽油桿接箍外徑大，起到扶正的作用，利用扶正套是高強(qiáng)度耐磨材料，與油管接觸使扶正體磨損，減少油管的磨損，以此達(dá)到防偏磨的作用。從而延長抽油桿的使用壽命。

4.4 光桿雙翼調(diào)偏防噴盒的使用

油井井口的主要裝置中的大四通平面有的是不水平的，引起三通放噴盒與光杯不居中，不具有調(diào)中起作用，但是每口抽油井比用的光桿密封器，具有管桿密閉的作用，因此推廣應(yīng)用雙翼調(diào)偏放噴盒，具有光桿調(diào)中的作用，在某種程度上對管桿偏磨起到了延緩的作用。

5 結(jié)束語

目前我國各油田對于抽油機(jī)井桿管偏磨的情況采取了諸多的治理措施，但由于管桿偏磨的產(chǎn)生不是單一因素作用的結(jié)果，是多方面原因所導(dǎo)致的，任何生產(chǎn)參數(shù)的變化都會使偏磨的狀況發(fā)生改變，所以在對偏磨的防治問題上需要針對產(chǎn)生偏磨的具體原因及偏磨的程度來采取綜合性的治理，這也是目前為止在治理管桿偏磨問題上的最有效的防治方法，所以其具有一定的應(yīng)用價(jià)值，對提高油田的抽油桿壽命，減少維護(hù)工作具有極其重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]沈晟，劉志明.井下作業(yè)工具[M].北京：北京石油工業(yè)出版社，1998.

[2]李世杰，朱清華，張軍.淺析抽油井管桿防偏磨[J].硅谷，2011（2）.

[3]程淑紅，段永華.油井管桿偏磨現(xiàn)狀以及防偏磨技術(shù)的探討[J].青海石油，2008（13）.