防管桿偏磨常用工藝技術探討

王志江 孫志剛

【摘要】利用常見防偏磨技術搭配使用，形成合理的防偏磨技術系列，治理不同偏磨原因的有桿泵井，實現有桿泵井管桿偏磨的綜合治理。

【關鍵詞】偏磨 受力分析 抽油桿

解決有桿泵井桿管磨損的技術思路：一是要從造成抽油桿柱的彎曲機理入手，為減緩和消除抽油桿的彎曲而采取措施;二是要針對客觀存在的井斜等因素，為減少管桿接觸或采用無桿采油工藝而采取措施。

1利用液柱壓力為泵柱塞下行動力的液力抽油泵技術

該類技術利用有桿泵管柱內液體壓力與環空內的液柱壓力差克服抽油桿下行阻力，消除或降低桿柱受力中和點，這類泵一般適用于原油中低粘度生產時動液面較低的管桿偏磨井，高粘度的抽油井輔以注汽、摻水、摻降粘劑或下電熱桿等措施也可應用。目前主要應用的液力抽油泵有：

液力平衡式抽油泵（如圖1所示）：該泵改變了常規抽油泵原來的進油方式，去掉原常規泵固定凡爾，進油閥設計在柱塞上;并在柱塞上部加入密封裝置和特殊盤形排除閥，使柱塞上部與密封裝置下部形成一個中間容積腔。實現了下沖程進油，上沖程排油的工作過程。在下沖程時，在沉沒壓力作用下，液柱克服進油閥球的重量打開進油閥，井液進入柱塞上部的容積腔，將泵充滿;同時排出閥關閉，整個泵上油管內液柱的重量完全作用在與柱塞連接的連桿上，產生一個向下的較大的液壓反饋力，幫助柱塞及整個桿柱順利下行。上沖程時，中間容積腔體積減少，壓力增大，使進油閥關閉，同時頂開排出閥，井液進入泵上油管內，完成一次抽汲過程。

該泵在下沖程時，在沉沒壓力的作用下柱塞達到自平衡，同時在油管內液柱液壓反饋力和抽油桿重量作用下，柱塞只需克服柱塞和泵筒之間的較小的半干摩擦力即可自動下行，消除了抽油桿彎曲，使抽油桿始終處于拉伸狀態，因而由于抽油桿彎曲引起的管桿偏磨問題得以消除。

該泵不適合粘度大于2000mPa？s或井斜大于15°的井應用。

HY型液壓啟動抽油泵（如圖2所示）：主要由本體上設有進油排氣孔的短泵筒、長柱塞、加長管和減壓固定凡爾組成。該泵采用短泵筒長柱塞結構，泵筒本體上設有進油排氣孔，有兩套泵筒充填機構，并采用先進的滲硼噴涂技術處理泵筒和活塞，以提高泵的硬度和耐磨性能，是一種集防腐耐磨、防氣鎖、正反壓井和泄油功能的液壓啟動抽油泵。

HY型液壓啟動抽油泵使用的是活塞與泵筒的進油排氣孔強啟強閉配置，有效的延長了固定凡爾的關閉時間，該泵在稠油井的使用中，解決了球閥因油稠關閉遲緩或關閉不嚴使得凡爾刺壞漏失的問題。二次填充泵筒的進油排氣孔通道面積較大，受原油粘度的影響較小，在固定凡爾優先第一次沒充滿的情況下，還可以通過進油排氣孔二次充滿，由于改善充填條件，從而有效的提高了抽稠油的充滿系數和產油量。下沖程初期，進油排氣孔處于啟開狀態，泵上液體壓力與套管液面壓差的作用下，在柱塞上產生一個較大的壓力差下行力，克服了原油粘滯阻力過大造成桿柱下行困難的問題，確保了泵在中低稠油井中正常的運行。活塞下行時，首先壓縮上段的氣體，通過進油排氣孔將上段氣體首先排到套管空間內，而且每一個循環都到達液面不存有余氣，這樣就防止了泵在生產過程中的氣鎖泵現象。

該泵下井要求油井固井質量良好，套管無竄漏和損壞現象，并有一定的地層能量和供液能力;油井含砂量不大于4.0%，若含砂大于4.0%，要采用油層防砂等措施;原油粘度在小于4000mPa？s的井可直接使用，超過4000mPa？s的井可配套相應的工藝使用（注汽、摻水、摻降粘劑或下電熱桿等措施）。

2以隔離油管和抽油桿本體為手段的桿柱扶正技術

抽油桿柱在井下發生彎曲后，利用扶正套外徑較大的特點，與油管首先接觸，變原先的抽油桿接箍與油管接觸摩擦為扶正器尼龍套與油管摩擦，以尼龍套的摩損保護油管與抽油桿接箍。該技術在工區內被廣泛應用。目前我們工區內扶正工具主要有：

（1）KZX型防偏磨扶正器：該扶正器用螺紋聯接在抽油桿上，拆裝方便，扶正體是高強度耐磨塑料，減少油管的磨損;另外，利用直鋸齒和螺旋槽使扶正體旋轉而均勻磨損，以達到使用壽命長久的目的。該扶正器在勝采廠應用效果良好。

（2）接箍式尼龍扶正器：這種扶正器由于價格低，現場應用最廣泛，對于偏磨不嚴重的直井應用效果較好，但泵深在造斜點以下的油井使用這種扶正器易單面磨損失效，應用效果差。

（3）金屬滾輪接箍式抽油桿扶正器：由于其金屬滾輪對油管磨損較嚴重，基本停止使用。

（4）抗磨副：其防偏磨原理是扶正位置或扶正點不固定，將以前的尼龍扶正器桿體固定外扶正改變為內外自動扶正，即在抽油桿上下運行過程中，當遇到偏磨點時，根據油管、抽油桿偏磨點的不斷變化，來改變尼龍扶正套扶正位置，桿體外的扶正套會停止在相應的偏磨點處，而桿體靠尼龍扶正套的內孔扶正，且桿體的表面經過特殊工藝處理，摩擦系數很小，可以在內孔內自由移動。該裝置不但降低了抽油桿下行阻力，減少了桿柱的彎曲，而且可移動的扶正套使油管、抽油桿互相避開偏磨接觸，從而實現管桿分離的目的。抗磨副改變了常規抽油桿扶正器以扶正套與油管內壁形成摩擦扶正，而是以滑動摩擦套內腔和摩擦桿表面形成的內摩擦對抽油桿實施扶正。桿體表面均進行光潔度和耐磨處理，扶正套與桿體相互運動時摩擦阻力很小。但正因如此，在價格方面它比常規抽油桿和扶正器貴得多，因此建議泵深在造斜點以下的油井特別是斜度大的井上推廣應用，而對于泵深在造斜點以上的油井不建議應用。

參考文獻：

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[2]鄒群.內摩擦副式抽油桿扶正器的研制與應用.石油礦場機械，2005，34（5）：77～79.