抽油機(jī)偏磨原因及治理措施研究

宋紅亮

摘要：抽油機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)偏磨時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響原油的開(kāi)采質(zhì)量與開(kāi)采效率。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，引起抽油機(jī)偏磨現(xiàn)象的原因眾多，其原因主要集中在油井的沉沒(méi)度、抽汲速度、油管結(jié)蠟以及聚合物濃度等四個(gè)方面，油田工作人員可以從對(duì)抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選、使用具有調(diào)速功能的電機(jī)、定期更換抽油機(jī)的桿管、采取一定的清防蠟措施以及安裝使用防偏磨設(shè)施等五個(gè)方面出發(fā)，分別采取多項(xiàng)措施，減小抽油機(jī)發(fā)生偏磨的幾率。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī);偏磨原因;治理措施

對(duì)桿、管偏磨的問(wèn)題應(yīng)采取“防治結(jié)合”的原則，在桿柱設(shè)計(jì)階段充分考慮預(yù)防桿、管偏磨的因素，重點(diǎn)開(kāi)展保持合理沉沒(méi)度、及時(shí)調(diào)整抽汲參數(shù)、加強(qiáng)扶正器和高強(qiáng)度抽油桿等項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和研究。抽油機(jī)井桿、管偏磨的主要原因是由于含水上升、沉沒(méi)度降低、抽汲參數(shù)大造成的，是多種因素綜合作用的結(jié)果。隨著油田含水的升高、加密采油的進(jìn)行，要繼續(xù)加強(qiáng)桿、管偏磨防治技術(shù)的研究，延長(zhǎng)檢泵周期，提高經(jīng)濟(jì)效益。

一、抽油機(jī)偏磨原理

抽油機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，活塞帶動(dòng)抽油桿做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，抽油桿將會(huì)受到三種作用力，分別是軸向力、法向力以及接觸力。軸向力和法向力的存在，極易使得抽油桿產(chǎn)生變形，進(jìn)一步使得接觸力增大，油桿出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象;另一方面，我國(guó)部分油井屬于斜井，抽油機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，接箍、桿頭等零部件會(huì)同時(shí)對(duì)油管進(jìn)行磨損，當(dāng)磨損嚴(yán)重時(shí)，可能會(huì)引發(fā)油管開(kāi)裂等現(xiàn)象;其次，當(dāng)油井的斜度較大時(shí)，在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生磨損，且在上沖程和下沖程過(guò)程中產(chǎn)生磨損的部位不同，此時(shí)，油管的內(nèi)壁上容易產(chǎn)生三角形的缺陷，從而抽油管的工作受到極大的影響。

二、偏磨原因分析

1含水的因素

從現(xiàn)場(chǎng)含水情況分析，含水在12%-66%之間油井偏磨比較嚴(yán)重，但含水大于66%后偏磨程度有所下降。這主要是由于油井產(chǎn)出液的流變性和含水有關(guān)，當(dāng)含水較低時(shí)，粘度隨著含水的上升呈緩慢上升的趨勢(shì)，經(jīng)測(cè)定，含水在37.8%時(shí)液體粘度最大，偏磨也最嚴(yán)重。另外，隨著含水的上升，油井結(jié)垢程度也增加，而油井結(jié)垢，易降低油井活塞和泵筒之間的光滑度，增大了活塞和泵體之間的摩擦力;活塞內(nèi)部結(jié)垢也減少閥座孔過(guò)流面積和活塞內(nèi)壁的光滑度，從而增大了液體流動(dòng)的阻力;結(jié)垢也會(huì)造成油管和抽油桿的腐蝕，降低了它們的光滑度，從而加大了管桿的磨損速度。

2生產(chǎn)參數(shù)的因素

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)液量基本一致的情況下，參數(shù)越大，其產(chǎn)生偏磨的幾率越大。一是沖次太快，使抽油桿柱上載荷變化頻率高，桿柱的慣性載荷增大，且活塞上移速度大于液體進(jìn)入泵筒的速度，這時(shí)供油跟不上，泵筒來(lái)不及充滿液體，當(dāng)活塞向下時(shí)，將撞擊液面引起桿柱振動(dòng)，使抽油桿易發(fā)生彈性疲勞，產(chǎn)生彎曲發(fā)生偏磨;二是沖程太短會(huì)增大防沖距，余隙比也隨之增大，進(jìn)入泵筒中的氣量也增多，使活塞下行壓縮氣體不能及時(shí)卸載，撞擊液面后突然卸載，造成桿柱的彈性疲勞，產(chǎn)生彎曲發(fā)生偏磨;三是泵徑越大，活塞和泵筒的磨擦力就越大，抽油桿柱下端所受的軸向壓力也就越大，桿管就越容易產(chǎn)生偏磨;四是泵深越深，流壓越低，容易使原油在近井地帶脫氣、析蠟造成原油粘度增加，使抽油桿下行阻力增大，加大了油井偏磨程度。

3管桿使用年限的因素

通過(guò)對(duì)偏磨井生產(chǎn)年限統(tǒng)計(jì)可以看出油井投產(chǎn)年限越長(zhǎng)，偏磨越嚴(yán)重。我礦油井產(chǎn)液量低，原油粘度較大，抽油管和抽油桿長(zhǎng)期震動(dòng)，產(chǎn)生疲勞變質(zhì)。而油井壽命越長(zhǎng)，管桿的疲勞變質(zhì)程度越大，因此，其抗偏磨的能力也就越小。我礦目前還有50口井管桿使用壽命已達(dá)到八年以上，這嚴(yán)重影響了油井抗偏磨能力，增大了油井防偏磨的管理難度。

三、偏磨井的整改

1調(diào)整熱洗水量，徹底清蠟

隨開(kāi)發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)部分井注水開(kāi)發(fā)效果較差，導(dǎo)致原油脫氣較嚴(yán)重，粘度上升，需頻繁洗井才能保證正常生產(chǎn)，而頻繁洗井使管壁表面附著垢及雜質(zhì)增加，從而使管徑縮小，活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的阻力增大，導(dǎo)致油井偏磨程度增大。針對(duì)這種情況，我們大膽試驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合理論推導(dǎo)，決定將單井熱洗井次月均減少9井次，熱洗周期平均由49天略微延長(zhǎng)到61天。

2繼續(xù)應(yīng)用扶正器

抽油桿扶正器與油管內(nèi)壁相接觸的材料應(yīng)選用與油管材料摩擦系數(shù)小的，以防止其與油管內(nèi)壁接觸時(shí)產(chǎn)生的摩擦力過(guò)大而增加懸點(diǎn)載荷，以及對(duì)油管造成磨損。因此，以防偏磨軟件為指導(dǎo)，采取二次、三次扶正的方法，計(jì)算出偏磨井段及下井工具個(gè)數(shù)，檢泵時(shí)在偏磨井段按要求下入。

3加強(qiáng)管桿的更換

由于管桿長(zhǎng)期使用，使其抗偏磨的能力減小，抽油機(jī)的桿管經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，一定會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，進(jìn)而造成桿管的許用應(yīng)力降低，桿管出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，造成抽油機(jī)偏磨。同時(shí)，桿管老化也會(huì)使其出現(xiàn)疲勞斷裂風(fēng)險(xiǎn)，因此定期更換桿管能有效地防止抽油機(jī)出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象。為此我們除在檢泵中更換有偏磨及結(jié)垢跡象的桿管外，對(duì)投產(chǎn)超過(guò)10的7作業(yè)井更換全井抽油桿，同時(shí)更換抽油管2170，抽油桿2161，目前我礦已更換132的全井桿。

4對(duì)抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選

通過(guò)上文分析可以發(fā)現(xiàn)，抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)會(huì)對(duì)偏磨產(chǎn)生重大影響，所以工作人員可以從以下兩方面入手，對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。首先，如果油井供液不足，則可以從穩(wěn)定液面入手，控制沉沒(méi)度;其次，如果油井供液充分，則可以提高泵的充滿系數(shù)，使得沉沒(méi)度升高，防止發(fā)生偏磨現(xiàn)象。

5使用具有調(diào)速功能的電機(jī)

當(dāng)抽油機(jī)使用具有調(diào)速功能的電機(jī)時(shí)，在抽油桿下沖程的過(guò)程中，可以通過(guò)調(diào)速控制功能，使得抽油桿所受的驅(qū)動(dòng)力和重力降低，進(jìn)而使得抽油桿所受的摩擦力降低，這樣不但可以使抽油機(jī)免受偏磨的影響，而且還具有節(jié)能的功效。

6采取一定的清防蠟措施

蠟沉積也是引起抽油機(jī)偏磨現(xiàn)象的主要原因之一，所以油田單位應(yīng)采取一定的清防蠟措施。首先，應(yīng)對(duì)油管制定科學(xué)的熱洗周期，及時(shí)清除沉積蠟;其次，可以向油管內(nèi)添加一定量的化學(xué)藥劑，防止蠟沉積現(xiàn)象出現(xiàn)。

7安裝使用防偏磨設(shè)施

為了防止偏磨現(xiàn)象的出現(xiàn)，對(duì)設(shè)備添加防偏磨設(shè)施是最有效的方式。

結(jié)論

油井的沉沒(méi)度、抽汲速度、油管結(jié)蠟以及聚合物濃度等因素都是造成偏磨的主要原因，管理人員應(yīng)從對(duì)抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選、使用具有調(diào)速功能的電機(jī)、定期更換抽油機(jī)的桿管、采取一定的清防蠟措施以及安裝使用防偏磨設(shè)施等五方面出發(fā)，分別采取多項(xiàng)措施，防止抽油機(jī)發(fā)生偏磨現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1]方超。抽油機(jī)井偏磨原因及治理措施的再探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014，（1）：93.