機采井抽油桿斷脫原因及預防措施

彭群麗

(魯明濟北公司,山東濟南 251404)

機采井抽油桿斷脫原因及預防措施

彭群麗

(魯明濟北公司,山東濟南 251404)

抽油桿斷脫造成的井下作業工作量在油田開發后期占相當大的比重，作業成本逐年上升，嚴重影響企業的經濟效益。加大技術投入和強化過程管理，減少抽油桿斷脫，已成為提高井下作業質量的必由之路。

抽油桿斷脫 偏磨 疲勞 腐蝕 預防措施

1 抽油桿斷脫原因分析

根據對抽油桿斷脫情況的分析，我們對抽油桿偏磨的原因進行了總結，主要受以下幾個方面的影響：

1.1 工作方式的影響

（1）抽油桿彎曲與油管偏磨：抽油桿彎曲產生于下沖程。下沖程時，抽油桿受下面幾種方向朝上的載荷：1）慣性力影響。2）桿摩擦阻力。3）桿受的浮力。4）襯套與柱塞間半干摩擦力。5）液體通過游動閥產生的阻力。導致抽油桿下部受壓，中和點以下抽油桿產生縱向彎曲。（2）油管彎曲與抽油桿磨損：抽油桿上沖程時，固定凡爾打開，游動凡爾關閉，液柱載荷轉移到柱塞，柱塞上部壓力大于下部壓力，油管縮短，油管內外壓差大，泵到中和點區的油管受壓。當壓力大于14900～22400N時，油管產生彎曲，在低液面的井，彎曲更為嚴重。因此，上沖程桿直管彎，下沖程桿彎管直。

1.2 井斜的影響

對于直井，由于目前鉆井技術的限制，在鉆井過程中，隨著鉆井深度的增加，鉆頭與井口的同心度變差，從縱向上看井筒成為一條彎曲扭轉的線條，即出現自然井斜，由此造成桿管磨損。對于下入斜井段或經過拐點部位的抽油井，抽油桿與油管必然發生摩擦，導致桿管磨損。管桿隨套管井眼軌跡彎曲，斜度越大，管桿磨損越嚴重。

1.3 機采井座封的影響

當生產管柱有機械封隔器時，機械封隔器坐封需要一定的坐封力，坐封力會導致管柱彎曲，在生產過程中彎曲段油管與抽油桿產生磨損，坐封力越大油管彎曲度越大，桿管偏磨也就越嚴重,從而降低了抽油桿的壽命。

1.4 生產參數的影響

在發生偏磨的有桿泵井中，抽油機的沖程和沖次大小對桿管的偏磨影響較大。沖次越高，相同工作時間內偏磨的次數就越多，磨損時的相對運動速度也就越大。

1.5 高含水率的影響

產出液含水越高，偏磨越嚴重。原因是產出液含水率低時，管桿摩擦面處于良好的油潤滑狀態，動摩擦因數較小，磨損較輕；當產出液含水高時，管桿摩擦處于水潤滑狀態，動摩擦因數大大增加，加快了管桿磨損。

2013年1月份以來抽油桿斷脫的井中含水大于90%的井有20口，高含水的影響加劇了公司油井桿管的磨損。

1.6 下井桿柱質量得不到保證

由于成本問題，對損壞的桿常采用更換復新桿的方法，由于復新桿在質量上得不到保證，桿在抗偏磨，抗腐蝕能力上降低。與此同時，由于責任心不夠下井抽油桿質量得不到保證從而加快了抽油桿的斷脫。

2 抽油桿斷脫的預防措施

2.1 對偏磨井下防磨扶正器

安裝抽油桿扶正器，可使抽油桿處于油管中心，不直接與油管接觸，減少抽油桿與油管的磨損。

2.2 抽油桿尾部使用加重桿

采取下加重桿的方法，防止下行程時抽油桿柱彎曲，避免抽油桿與油管內壁的磨損，減少抽油桿斷脫事故。實際作業施工中，通常采用下100-200米加重桿。

對低沉沒度井（50-100m，尤其低于50m時），容易產生液擊現象而導致桿斷，因此，要調小抽油參數或采取間抽模式，以保證抽油桿在允許的應力范圍內工作。對大沉沒度井上提泵掛，減輕桿管負荷來預防斷脫。泵掛盡可能調至“狗腿”或造斜點之上。

2013年1月至今對大沉沒度井共實施上提泵掛4井次，但仍有部分井沉沒度過大，下步我們在保持合理沉沒度的情況下將泵掛上提，降低桿管的磨損程度，同時通過合理注采調配來保持動液面的穩定以改善降低桿管的受力狀況。

2.3 采用高強度抽油桿

為提高抽油桿的抗彎強度、抗拉強度、耐磨強度，防止下沖程抽油桿下部產生縱向彎曲達到防治桿管偏磨和疲勞斷脫，對于偏磨嚴重的井應采用高強度抽油桿。

2.4 科學設計抽油參數

在滿足集輸壓力的條件下，井口回壓不應過高或經常大幅度劇烈變化，否則不僅增加桿柱載荷，而且會加劇桿、管的偏磨。另外，應選擇油井合理的抽油參數，確定合理的泵徑、泵深、沖程、沖次，使抽油桿處于良好的狀態。特別在油井比較深的條件下，應采用長沖程、低沖次、小泵徑的參數配合，盡量減少振動和慣性載荷，以達到減輕桿管偏磨和桿柱載荷的目的。采油井供液能力發生變化，要及時調整抽油參數，保證桿管在合理的狀態下運行。

2.5 建立抽油桿檔案

制定抽油桿管理和操作制度，建立每口井抽油桿的檔案，對抽油桿結蠟、彎曲、偏磨、斷脫位置和斷口形狀等詳細記錄，為下步工作提供參考依據。同時規定抽油桿服役期限，定期更換抽油桿，更換后回收的抽油桿要進行清洗、檢測、分選、打捆、防腐處理以備后用。

2.6 加強作業監督，確保下井桿管質量

為防止作業隊現場出現違規違章現象，必須加強作業監督，確保下井桿管質量。對作業過程中的一些重點工序，作業監督人員必須現場嚴格把關。2006年我們隊調整作業監督班子實行全天候現場監督把關，不讓任何有問題的桿管泵下井，堅決制止違章作業。例如我們在作業現場發現XI52-213(2006.7.2)完井管柱涂抹密封脂不均勻等現象都及時予以制止，并當場令作業隊整改。

2.7 加強生產維護管理

采油隊要加強油井的熱洗和加藥工作，制定合理的熱洗和加藥周期；提高采油時率，防止因停井時間過長而引起開井負荷增大，造成桿斷脫。

根據現場情況，對結蠟及腐蝕井，分別對管柱上添加了防蠟管及陰極保護器等井下工具。

3 結論與認識

（1）抽油桿斷脫主要原因是偏磨。（2）對偏磨井可采用下防磨扶正器、抽油桿尾部使用加重桿、對大沉沒度井上提泵掛、采用高強度抽油桿和簡化管柱組合等綜合治理措施。（3）對疲勞斷脫的井應進行定期更換和采用高強度抽油桿。（4）在管理上加強采油隊熱洗清蠟工作，規范作業隊操作規程和標準，加強作業監督，建立科學的抽油桿使用管理制度，可有效增加抽油桿使用壽命。

[1]李風海.抽油桿斷脫機理分析及防斷脫技術的應用.

[2]萬仁福.采油工程手冊（上）[M].北京：石油工業出版社，2000.