抽油機偏磨原因及治理措施研究

宋紅亮

摘要：抽油機在運行過程中經常會出現偏磨現象，當出現偏磨時，會嚴重影響原油的開采質量與開采效率。通過分析可以發現，引起抽油機偏磨現象的原因眾多，其原因主要集中在油井的沉沒度、抽汲速度、油管結蠟以及聚合物濃度等四個方面，油田工作人員可以從對抽油機運行參數進行優選、使用具有調速功能的電機、定期更換抽油機的桿管、采取一定的清防蠟措施以及安裝使用防偏磨設施等五個方面出發，分別采取多項措施，減小抽油機發生偏磨的幾率。

關鍵詞：抽油機;偏磨原因;治理措施

對桿、管偏磨的問題應采取“防治結合”的原則，在桿柱設計階段充分考慮預防桿、管偏磨的因素，重點開展保持合理沉沒度、及時調整抽汲參數、加強扶正器和高強度抽油桿等項技術的應用和研究。抽油機井桿、管偏磨的主要原因是由于含水上升、沉沒度降低、抽汲參數大造成的，是多種因素綜合作用的結果。隨著油田含水的升高、加密采油的進行，要繼續加強桿、管偏磨防治技術的研究，延長檢泵周期，提高經濟效益。

一、抽油機偏磨原理

抽油機在運行過程中，活塞帶動抽油桿做上下往復運動，此時，抽油桿將會受到三種作用力，分別是軸向力、法向力以及接觸力。軸向力和法向力的存在，極易使得抽油桿產生變形，進一步使得接觸力增大，油桿出現偏磨現象;另一方面，我國部分油井屬于斜井，抽油機在運行的過程中，接箍、桿頭等零部件會同時對油管進行磨損，當磨損嚴重時，可能會引發油管開裂等現象;其次，當油井的斜度較大時，在活塞往復運動過程都會產生磨損，且在上沖程和下沖程過程中產生磨損的部位不同，此時，油管的內壁上容易產生三角形的缺陷，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

從現場含水情況分析，含水在12%-66%之間油井偏磨比較嚴重，但含水大于66%后偏磨程度有所下降。這主要是由于油井產出液的流變性和含水有關，當含水較低時，粘度隨著含水的上升呈緩慢上升的趨勢，經測定，含水在37.8%時液體粘度最大，偏磨也最嚴重。另外，隨著含水的上升，油井結垢程度也增加，而油井結垢，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;活塞內部結垢也減少閥座孔過流面積和活塞內壁的光滑度，從而增大了液體流動的阻力;結垢也會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生產參數的因素

調查發現，在產液量基本一致的情況下，參數越大，其產生偏磨的幾率越大。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入泵筒的速度，這時供油跟不上，泵筒來不及充滿液體，當活塞向下時，將撞擊液面引起桿柱振動，使抽油桿易發生彈性疲勞，產生彎曲發生偏磨;二是沖程太短會增大防沖距，余隙比也隨之增大，進入泵筒中的氣量也增多，使活塞下行壓縮氣體不能及時卸載，撞擊液面后突然卸載，造成桿柱的彈性疲勞，產生彎曲發生偏磨;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

通過對偏磨井生產年限統計可以看出油井投產年限越長，偏磨越嚴重。我礦油井產液量低，原油粘度較大，抽油管和抽油桿長期震動，產生疲勞變質。而油井壽命越長，管桿的疲勞變質程度越大，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到八年以上，這嚴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調整熱洗水量，徹底清蠟

隨開發時間延長部分井注水開發效果較差，導致原油脫氣較嚴重，粘度上升，需頻繁洗井才能保證正常生產，而頻繁洗井使管壁表面附著垢及雜質增加，從而使管徑縮小，活塞上下往復運動過程中的阻力增大，導致油井偏磨程度增大。針對這種情況，我們大膽試驗，同時結合理論推導，決定將單井熱洗井次月均減少9井次，熱洗周期平均由49天略微延長到61天。

2繼續應用扶正器

抽油桿扶正器與油管內壁相接觸的材料應選用與油管材料摩擦系數小的，以防止其與油管內壁接觸時產生的摩擦力過大而增加懸點載荷，以及對油管造成磨損。因此，以防偏磨軟件為指導，采取二次、三次扶正的方法，計算出偏磨井段及下井工具個數，檢泵時在偏磨井段按要求下入。

3加強管桿的更換

由于管桿長期使用，使其抗偏磨的能力減小，抽油機的桿管經過長時間的運行后，一定會出現老化現象，進而造成桿管的許用應力降低，桿管出現彎曲現象，造成抽油機偏磨。同時，桿管老化也會使其出現疲勞斷裂風險，因此定期更換桿管能有效地防止抽油機出現偏磨現象。為此我們除在檢泵中更換有偏磨及結垢跡象的桿管外，對投產超過10的7作業井更換全井抽油桿，同時更換抽油管2170，抽油桿2161，目前我礦已更換132的全井桿。

4對抽油機運行參數進行優選

通過上文分析可以發現，抽油機的運行參數會對偏磨產生重大影響，所以工作人員可以從以下兩方面入手，對參數進行調整。首先，如果油井供液不足，則可以從穩定液面入手，控制沉沒度;其次，如果油井供液充分，則可以提高泵的充滿系數，使得沉沒度升高，防止發生偏磨現象。

5使用具有調速功能的電機

當抽油機使用具有調速功能的電機時，在抽油桿下沖程的過程中，可以通過調速控制功能，使得抽油桿所受的驅動力和重力降低，進而使得抽油桿所受的摩擦力降低，這樣不但可以使抽油機免受偏磨的影響，而且還具有節能的功效。

6采取一定的清防蠟措施

蠟沉積也是引起抽油機偏磨現象的主要原因之一，所以油田單位應采取一定的清防蠟措施。首先，應對油管制定科學的熱洗周期，及時清除沉積蠟;其次，可以向油管內添加一定量的化學藥劑，防止蠟沉積現象出現。

7安裝使用防偏磨設施

為了防止偏磨現象的出現，對設備添加防偏磨設施是最有效的方式。

結論

油井的沉沒度、抽汲速度、油管結蠟以及聚合物濃度等因素都是造成偏磨的主要原因，管理人員應從對抽油機運行參數進行優選、使用具有調速功能的電機、定期更換抽油機的桿管、采取一定的清防蠟措施以及安裝使用防偏磨設施等五方面出發，分別采取多項措施，防止抽油機發生偏磨現象。

參考文獻

[1]方超。抽油機井偏磨原因及治理措施的再探討[J].中國石油和化工標準與質量，2014，（1）：93.