油管桿損傷原因及防治措施探討

摘 要：油管桿故障是造成油水井不能正常生產(chǎn)的主要原因之一。有效預(yù)防油管桿損傷，延長其有效使用壽命是提高油水井免修期的重要手段。通過對常見幾種油管桿損傷原因的歸納、分析，提出了相應(yīng)的預(yù)防對策，旨在對油田生產(chǎn)管理起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：油管桿；損傷；防治；措施 

中圖分類號：TE文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198（2008）11-0391-01

1 油管桿損傷種類

1.1 地面損傷類型

（1）斜扣硬上致使油管絲扣損傷;（2）由于擊打、碰撞、咬傷使油管損傷;（3）油管斷裂損傷;（4）滑道滑滑油管;（5）火燒油管。

1.2 井下?lián)p傷類型

（1）結(jié)垢腐蝕引起油管桿損傷；

（2）偏磨致使油管桿損傷:①油井生產(chǎn)過程本身引起偏磨;②油管的陡彎引起的管桿磨損。

(3)磁化使油管桿無法正常使用

1.3 油管損傷的其他原因

2 預(yù)防措施

2.1 地面損傷預(yù)防

（1）立放井架、井口操作、排列油管、使用工具等按規(guī)程規(guī)定進行， 確保滑車與井口中心線在一條直線上，杜絕因斜扣硬上、打砸撞擊、液壓鉗咬傷、壓吊拉彎等人為因素造成油管損傷。 

（2）經(jīng)常檢查液壓鉗，更換鉗牙，防止油管剝皮、打滑；起、下鉆分別調(diào)整液壓系統(tǒng)壓力，油管上緊扭矩控制在１４２３-１７００Ｎ.ｍ。要求下鉆時液壓鉗系統(tǒng)壓力應(yīng)小于起鉆壓力。

（3）下鉆時應(yīng)提前清理油管桿衛(wèi)生，待管桿冷卻后再行下鉆，以防熱下粘扣。

（4）滑道滑油管時，必須使用油管滑車，且用麻繩拉住油管送至井口，以避免油管碰撞井口，嚴禁在滑道上直接滑油管。

2.2 井下?lián)p傷防治

2.2.1 嚴格控制注水井注入水水質(zhì)，減緩注入水對管柱腐蝕

從理論上講，注水的最佳 pH值應(yīng)為 7。一般情況下，當(dāng) pH 值在 4 -10時，腐蝕過程主要受氧擴散過程控制，腐蝕速率不受PH值影響。在PH值不大于4 的酸性范圍內(nèi)，碳鋼表面的氧化物覆蓋膜將完全溶解，致使鋼鐵表面和酸性介質(zhì)直接接觸。因此，提高注水PH值，可以解決酸蝕問題，但不一定能解決其它腐蝕類型。當(dāng) pH 值在 10-13 的堿性范圍內(nèi)時，隨碳鋼表面的 pH值升高， Fe2O3覆蓋膜逐漸轉(zhuǎn)化為具有鈍化性能的 r - Fe2O3 保護膜，腐蝕速率會有所下降。但是當(dāng) pH值過高時，腐蝕速率又會上升，其原因是碳鋼表面的鈍化膜溶解成可溶性的鐵酸鈉 (NaFeO₂ )。

2.2.2 做好井筒防腐加藥工作，減緩管柱腐蝕

加與地層水相配伍的緩蝕殺菌劑是解決油井井下管串腐蝕的一種常用而有效的方法。其原因是通過緩蝕劑加入到產(chǎn)出介質(zhì)中，與金屬體形成一種致密的保護膜，使金屬本體與腐蝕介質(zhì)隔離開，并起到潤滑的作用，以達到保護金屬，防止腐蝕而加劇偏磨的目的。

2.2.3 優(yōu)化油井工作參數(shù)

（1）在保持產(chǎn)液量不變的情況下，采用長沖程、慢沖次的工作制度，增加偏磨面積，減少偏磨次數(shù)。

（2）油管彎曲造成的偏磨主要局限于泵上部附近，即中性點以下到泵位置。中性點位置又與泵以下尾管的長度有關(guān)。因此、合理設(shè)計泵下尾管長度，加大泵下油管的重量，抵消彎曲應(yīng)力，減少油管彎曲。

（3）對于彎曲井眼或受壓彎曲而被抽油桿磨損的井段，可在抽油桿柱相應(yīng)部位裝扶正器或?qū)蜉啞Ｔ诔橛蜅U底部下加重桿，使抽油桿柱的中性點下移，減少抽油桿的彎曲。

（4）因油管轉(zhuǎn)動或伸縮而與套管壁的磨損，可采用自動間歇式旋轉(zhuǎn)抽油桿懸繩器、旋轉(zhuǎn)式油管扶正器或防止油管偏磨的旋轉(zhuǎn)式采油井口，也可用液壓油管錨錨定油管。

2.2.4 加強清防蠟技術(shù)應(yīng)用，減小井下管桿負荷

主要是利用機械、熱洗、化學(xué)清等清防蠟技術(shù)手段，防止油井管桿負荷增大及蠟堵，而造成的管桿斷、脫，保證油井正常生產(chǎn)。 

2.2.5 合理調(diào)整油管桿位置，有效防止油管桿斷脫

從現(xiàn)場情況統(tǒng)計，油管絲扣的損壞普遍存在，油管斷裂、漏失主要是從絲扣部分發(fā)生的。抽油機井油管桿斷裂多屬疲勞斷裂，油管斷裂主要集中在300m以上的油管螺紋根部，而抽油桿斷裂，大多發(fā)生在中和點及以下位置。因而，作業(yè)時應(yīng)把新油管桿下在受力最大的上部，這樣經(jīng)過幾次作業(yè)后全井油管被逐步更新，并且始終保持新管在上，有效降低油管由于疲勞在上部斷裂的現(xiàn)象。在不需要更換新管桿的情況下可將原井管桿上下根序進行調(diào)整，改變其受力狀態(tài)，有效降低管桿疲勞。

2.2.6 合理使用井下磁性工具

盡量減少磁防蠟器等磁性井下工具的使用，并對已磁化的油管及時更換，避免磁化導(dǎo)致的無功作業(yè)。

2.3 其他防治措施

（1）優(yōu)化管、桿組合，根據(jù)油田泵掛深、腐蝕嚴重的特點，盡量使用高強度桿和防腐抽油桿。

（2）建立一套完善的油管桿鑒定及管理體系，確保質(zhì)量和合理使用。

（3）延長檢泵周期減少無功作業(yè)，降低管桿起下頻次。

（4）更換N80油管掛，提高管掛強度。近年來，結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，由于油管上部承受的載荷較大，井口第一根油管發(fā)生斷脫機率較大，特別是有偏心井口的油井尤為突出。因此使用N80高強度油管掛也是防治管桿損傷的有效手段之一。

3 現(xiàn)場應(yīng)用情況

2007年采油七廠在井筒綜合治理過程中，在建立健全井下作業(yè)現(xiàn)場過程監(jiān)督的同時，結(jié)合油田的實際生產(chǎn)特點，根據(jù)各井井斜情況、拐點位置等對油井管串參數(shù)進行優(yōu)化，并引用了自動間歇式旋轉(zhuǎn)抽油桿懸繩器、防止油管偏磨的旋轉(zhuǎn)式采油井口，液壓油管錨錨定器等措施，取得了一定的效果。

（1）旋轉(zhuǎn)式采油井口。

旋轉(zhuǎn)式采油井效果表（表1）

（2）綜合防治。

根據(jù)井況在部分油水井分別試用CMB-114超越式油管錨錨定器、自動間歇式旋轉(zhuǎn)抽油桿懸繩器，形成了由自動間歇式旋轉(zhuǎn)懸繩器+旋轉(zhuǎn)井口+油管旋轉(zhuǎn)錨定器+抽油桿扶正器四部分組成(圖1)的綜合防治體系。

2007年與2006年同比油水井免修期由395天延長至480天，因管桿斷脫造成的躺井減少扶躺作業(yè)31井次（06年69井次、07年38井次），節(jié)約作業(yè)費用近50萬元，初步取得了的治理效果、達到了控本增效的目的。

4 認識與建議

（1）加強作業(yè)現(xiàn)場過程監(jiān)督、嚴格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、杜絕違章作業(yè)，是消除管桿地面損壞有效手段。

（2）管桿的疲勞極限在8- 10年，從經(jīng)濟效益角度考慮，管桿到達該使用年限后應(yīng)當(dāng)全井更換，減少經(jīng)濟損失。

（3）利用油管無損探傷技術(shù)，消除隱性損傷油管入井。

（4）推廣使用自封及液壓封隔器，逐步取消軌道封隔器入井，減小軌道封隔器對油、套管損傷及卡鉆機率。

總之，管桿保護是一項系統(tǒng)綜合性工作，只有通過強化作業(yè)監(jiān)督、細化各類管理措施，在做好地面損害預(yù)防的同時，還應(yīng)根據(jù)管桿在每口井所遇到的不同實際情況，有針對性采取綜合配套治理技術(shù)，才能達到防治管桿損壞的最佳效果。