抽油機井管桿偏磨的成因分析與治理對策

張賓

摘 要 抽油機井桿偏磨問題導致桿斷、桿脫、管漏等事故，是孤島油田采油管理五區開發面臨的一個生產難題，本文從多個方面對造成偏磨的原因進行了分析，并結合實踐經驗介紹了一些治理偏磨的措施，以期為管桿偏磨治理工作起到一定的指導借鑒作用。

關鍵詞 油管 抽油桿 偏磨 原因分析 治理對策

中圖分類號：TE920 文獻標識碼：A

1抽油機井管桿偏磨的原因分析

導致抽油機井管桿偏磨的原因比較復雜，涉及到油管、抽油桿、泵筒、井身結構、油井的供液狀況、生產參數、工況、產出液性質、管桿材質等多個問題。大泵高參數就成了躺井的主要原因，油井兩次躺井相隔時間短，調參之后沉沒度下降了284m，另外該井的礦化度很高，因此在這類井的共性就是大泵-高參數-液量高-井下工具疲勞（礦化度高腐蝕加重）-躺井。近年來，斜井、側鉆井、水平井數量大增。在此類井中，管、桿的對中更為困難，管桿偏磨更為嚴重。

1.1抽油桿在工作過程中交變載荷的影響

抽油桿在生產過程中承受的是不斷變化的交變載荷，上沖程主要受抽油機的拉力、活塞以上液體的重力、活塞與泵筒的摩擦力等作用，迫使抽油桿伸長，而油管則是受到軸向的壓力作用，迫使其彎曲變形；下沖程時抽油桿受重力、液體進入泵筒的阻力和液體的浮力、活塞與泵筒的摩擦力等作用，抽油桿受到軸向力壓力作用，迫使抽油桿要發生彎曲變形，而油管則是受到軸向的拉力作用，這種變形是在抽油桿往復運動中不斷變化的，受壓變形的抽油桿與油管內部接觸，便產生摩擦，長此以往就會造成抽油機井管桿的偏磨，這是偏磨的主要原因之一。

1.2井身結構的影響

多數井井筒是垂直地面的，但是隨著鉆井技術的發展，斜井水平井、側鉆井等不斷增多，井斜也是導致抽油機井管桿偏磨的重要原因。井斜角越大發生偏磨的可能性就越大，即便是直井，其井身軌跡也不是鉛直的，下入井內的油管、抽油桿受到井筒軌跡的影響，發生彎曲，就會產生偏磨現象的發生。由于大部分油井的井身軌跡都不是鉛垂的，所以由井斜原因造成的偏磨問題也是很普遍的。

1.3抽油桿彎曲變形

抽油機井管桿在生產過程中由于受力不均等多種原因，使得抽油機井管桿發生塑性變形，變形后的抽油機井管桿由于運行軌跡不重合，進而產生摩擦，造成抽油機井管桿的磨損。

1.4套管變形的影響

由于多年來受地質因素等多方面的影響，許多油井套管變形嚴重，而且變形的位置不止一個，使得井筒內的抽油機井管桿運行軌跡被迫發生變化，進而造成抽油機井管桿偏磨。

1.5產出液影響

由于某些井某些層位的產出液中含有腐蝕性成分較多，將抽油機井管桿表面耐腐蝕層腐蝕，形成了凹凸不平的接觸面，摩擦系數增加，更加劇偏磨的嚴重程度。偏磨加重了腐蝕，腐蝕引起更嚴重的偏磨，如此以來就形成惡性循環。加之有些井含有少量硫化氫，硫化氫的存在就會導致氫脆腐蝕，加劇了對抽油機井管桿的破壞。

1.6管柱結構影響

管桿偏磨受管柱結構影響比較顯著，特別是泵上摻水管柱，由于泵上摻水管柱多使用Y211型封隔器，封隔器坐封時要加壓80-100KN，所以泵上油管受壓彎曲，容易產生偏磨。其次泵徑泵深對管桿偏磨也有很大影響，泵徑越大活塞下行時阻力越大，抽油桿下行時越容易彎曲，導致管桿偏磨。

2抽油機井管桿偏磨的危害

2.1造成抽油桿斷脫

抽油機井管桿偏磨是材料強度大的把強度低的磨損，由于不同廠家生產的抽油機井管桿的材料組成有差異，所以其強度也不相同，抽油機井管桿磨損的狀況也各不相同，由于抽油桿接箍外徑較大，所以抽油桿偏磨最常見的是抽油桿接箍偏磨，偏磨到一定程度才會出現抽油桿本體偏磨，當接箍越磨越薄甚至絲扣磨損時就會出現脫扣現象。而抽油桿本體磨損后抗拉強度逐漸變低，出現桿斷的幾率逐漸增加，達到一定的程度就會產生斷脫。

2.2造成油管漏失

抽油桿偏磨的同時油管也受到磨損，在抽油桿偏磨的井上油管大多也都存在偏磨問題，作業時起出的油管可以看出有一道深的凹槽，嚴重者油管會磨穿，造成油管漏失，甚至是一條大的裂縫，嚴重影響油井的正常生產。

2.3造成油井免修期縮短，造成油井躺井

抽油機井管桿磨損后，抽油桿斷脫、油管漏失的幾率就會增加，造成油井躺井，使油井的免修期大大縮短。部分油田由于抽油機井管桿偏磨造成的躺井，占到躺井比例的70%以上，可見偏磨的危害有多大。

2.4造成抽油井泵效降低

由于偏磨使油管出現不同程度的漏失，使泵效降低。

3抽油機井管桿偏磨治理措施

近年來，隨著高含水期的開發，大泵高參數生產，管桿偏磨越來越嚴重，采油廠越來越重視管桿偏磨問題，為預防治理工作投入了大量的人力、物力開展管桿防偏磨工藝技術、方法的研究與應用，并取得了顯著的效果。

3.1下入多種類型的抽油桿扶正器

抽油桿扶正器是治理偏磨的一種簡單有效的措施，常用的扶正器有尼龍扶正器、滾輪扶正器、滾珠扶正器、塑料扶正器等，效果比較穩定的尼龍扶正器，成本低，效果好，不易造成事故，但其耐磨性能稍差。

3.2調整抽油井生產參數

抽油井生產參數的高低對偏磨有很大影響，參數越高偏磨越嚴重，所以在油井生產過程中要不斷監測動態資料，使油井在合理的生產參數下生產，盡量采取大泵徑大沖程小沖次生產，參數能下調的盡量下調，最大限度的減少躺井。

3.3安裝抽油桿旋轉減載裝置

該裝置安裝在抽油機懸繩器上部，在油井生產過程中，每個沖程減載裝置帶動抽油桿柱微量轉動，這樣使抽油桿與油管偏磨的部位發生改變，不再是一個部位，通過部位不斷變化，抽油桿的運行軌跡也在不斷變化，抽油機井管桿磨損的部位也在不斷變化，這樣就延長了抽油機井管桿的耐磨時間，大大增加了檢泵周期。

3.4抽油機校正

管桿偏磨與抽油機是否對中有很大關系，對井口不對中的井通過校正抽油機使之達到對中，可以在很大的減少偏磨的程度，有些井的偏磨現象甚至消除。

4結束語

抽油機井管桿偏磨問題是一個系統性問題，偏磨的原因可能是多重的，也可能是單一的，治理偏磨時要認真分析造成偏磨的具體原因，根據原因采取針對性措施，才能達到預期的效果，達到降本增產的目的。

參考文獻

[1] 萬仁溥，羅英俊.采油技術手冊[M].石油工業出版社，2000.

[2] 李健康，郭益軍，謝文獻.有桿泵井管桿偏磨原因分析及技術對策[J].石油機械，2000（06）.