抽油機井偏磨的綜合治理研究

薛錦善 劉晶 陳金峰 艾華川 吳宇 吳亞波(華北油田第四采油廠，河北 廊坊 065000)

抽油機井偏磨的綜合治理研究

薛錦善 劉晶 陳金峰 艾華川 吳宇 吳亞波(華北油田第四采油廠，河北 廊坊 065000)

由于井斜、桿柱組合不合理、抽汲參數不合理、地層供液等因素，抽油機井管、桿之間的偏磨是造成檢泵的一大因素，由于檢泵周期的縮短，抽油機井的正常生產受到了嚴重影響。本文對抽油井偏磨原因進行了系統的分析，結合現場使用的防偏磨的各種技術手段，總結出治理偏磨的有效方法。

抽油井;偏磨;原因;影響;措施

華北油田采油四廠別古莊采油作業區共有正常生產的油井198口，抽油機井190口，占全部油井數的74.2%。

2012年-2016年全區作業井生產情況統計，有42口在檢泵過程中發現桿管偏磨，占全部抽油機井總數的22.1%。由于偏磨造成抽油桿磨斷、刮蠟桿部分刮蠟塊脫落、抽油桿之間接箍因磨穿造成脫扣、油管磨漏，偏磨造成的作業施工占維護性作業的64%。可見油井檢泵原因中偏磨站主要因素。由于偏磨使作業區作業量大幅增加，大大增加了生產成本，也使原油產量完成比較被動。因此，治理偏磨是一件迫在眉睫的任務。

1 管桿偏磨的原因

抽油機在運轉時，抽油桿和油管在某一固定位置長期上下摩擦，抽油桿會被摩斷，油管會被磨漏，從而造成油井產量下滑或不出。

1.1 井斜的影響

為降低鉆井成本，叢式井、大斜度井逐年增多，井斜是造成管桿偏磨的主要因素。為增加沉沒度，往往加大泵深，當抽油泵的深度在造斜點以下時，因斜度原因油管會在井筒中發生彎曲，抽油桿與油管之間會產生摩損。

1.2 交變載荷的影響

由于井筒中液體阻力的作用，會造成桿柱上下收的拉力不同，一個受力中和點就會抽油桿上形成，中和點下部桿柱受到液柱壓力的作用，抽油桿會發生彎曲變形，從而造成桿管發生偏磨。

1.3 管桿間組合的影響

如果各級管桿間的組合設計不合理，會造成管桿間的環形空間變得很小，抽油桿上下往復運動中在環空較小的地方容易和油管產生偏磨。

1.4 井筒內流體的影響

抽油井含蠟高、凝固點高及油稠等因素也是造成桿管偏磨嚴重的因素之一。含蠟高、凝固點高及油稠的油井上沖程受的阻力較大，下沖程由于摩擦阻力大抽油桿彎曲更嚴重，從而造成偏磨更加嚴重。

2 現場防偏磨技術

針對抽油機井管桿偏磨日漸突出的問題，對油井現狀、抽油桿受力情況進行深入分析，并從中尋求延緩偏磨的辦法，延長檢泵周期，主要采取了以下措施。

2.1 合理選擇抽油機井的抽汲參數

在滿足提液要求的前提下，盡量采用長沖程、小沖次和32 mm小泵徑生產，降低慣性載荷及懸點最大載荷，減少偏磨的次數，延長桿管壽命。

2.2 偏磨嚴重的機在抽油桿井底部設計加重桿

在抽油桿井底部設計加重桿后，抽油桿柱中和點會發生下移，平衡抽油桿柱的浮力影響，減少或消除抽油桿的彎曲程度，達到防止偏磨的目的。加重桿的長度可按下式計算

式中,pb為縱向彎曲載荷,N;ρj為油井相對密度;Wj為抽油桿單位長度重力,kN/m。

在進行加重桿設計后,應對抽油桿柱重新進行強度校核。

2.3 扶正器

現場應用較多的是可動式扶正器,變一側磨擦為四周磨擦,延長了扶正器使用。

扶正器的間距可按下式計算。

式中xn為扶正器間距，m;P干磨為柱塞與忖套間的半干摩擦力，N;P閥為游動閥的水力阻力所產生的向上作用力，N。

2.4 旋轉抽油桿

在井口懸繩器上安裝一直棘輪機構，光桿上下往復運動中帶動棘輪轉運，從而帶動整個抽油桿柱在旋轉一定角度實現周期性間歇旋轉，抽油桿的單方向偏磨就不會發生。

2.5 旋轉井口

主要是安裝旋轉井口后，可旋轉性的可調懸掛器安裝在大四通內，通過制定一個旋轉周期，旋轉井筒內油管12°-15°，不斷改變油管與抽油桿的接觸部位，從而減緩油管的偏磨。

2.6 緩蝕劑與防腐短節

在腐蝕比較嚴重的油井井筒加有效的入緩蝕阻垢劑，使井筒中的管桿表面形成一層有效的保護性油膜。一方面增加了管桿接觸面的潤滑性，摩擦力減小，另一方面降低產出液對管桿的直接腐蝕，大大降低了腐蝕加劇偏磨的不利影響。

3 現場實施情況

2014～2016年別古莊作業區共使用防偏磨技術41井次，共使用防腐抽油桿2口，抽油桿尼龍扶正器21口井，安裝旋轉井口裝置3口，旋轉懸繩器9套，加緩蝕劑油井22口。現場偏磨井有的單獨采用一種防偏磨技術，有的多項技術配套使用，對比結果表明綜合防偏磨技術效果更好，有效地減緩了管桿的偏磨和腐蝕情況。應用結果顯示油井平均檢泵周期從135天延長到169天，平均延長油井檢泵周期34天。

4 結語

(1)對于偏磨嚴重的抽油機井,首先要收集資料,找出影響桿、管偏磨的主要因素，通過優化設計綜合應用以上防偏磨措施，以達到最佳防偏磨效果。

(2)對于含蠟高及油稠的油井，采用加入清蠟劑和降粘劑的化學工藝，降低原油粘度、減少油井結蠟，同時根據電流和產量曲線制定合理的洗井周期。對于高含水油井,選用旋轉式采油井口及其配套技術,優選應用抽油加重桿,安裝適量的抽油桿扶正器。

(3)對于抽油管旋轉器通過現場運用情況分析，平均單井延長檢泵周期51天，起到一定的防偏磨作用。但該產品只是在一定程度上延緩了油管的偏磨，對于抽油桿，仍然是局部接箍參與偏磨，抽油桿的使用壽命未能得到延長。可考慮與抽油桿旋轉器配合使用，使抽油桿外表面與油管內表面摩擦時不斷變化偏磨位置，從而大大延長檢泵周期。

[1]孫天琦，等.抽油井的防偏磨技術研究[J].河南石油,2004, 6(增刊)：94～95.

[2]劉立濤，等.抽油桿和油管偏磨腐蝕的研究進展[J].河南石油,2006，2：70.