油田抽油井管桿偏磨原因及防治技術分析

摘 要：經濟的快速發展，使人們對石油及石油產品的需求量不斷的增加，各國對石油的重視度不斷的加大，石油作為一種戰略性資源，其開采力度不斷的加大。隨著各油田開采量的不斷增加，各抽油井在抽油過程中所表現出來的偏磨現象也越來越普遍。同時這種偏磨情況的發生并不單一的出現在直井中，在斜井中也有偏磨的情況。抽油井偏磨所導致的危害是較多的，不僅會導致抽油桿的壽命縮短，同時也會導致油井的維護工作量不斷的增加，提高了生產成本，本文從油田抽油井管桿偏磨的危害入手，分析了抽油桿受力情況及影響油田抽油井管桿偏磨的主要因素，并進一步對我國抽油井管桿偏磨技術的應用進行了具體的闡述。

關鍵詞：油田；油井；防偏磨；腐蝕；技術工藝；管桿

前言

石油資源代表著一個國家的國力強弱，隨著對石油資源的需求量不斷的加大，我國不斷的進行新油田的勘探工作，同時也加大了對現有油田石油的開采。在石油開采過得程中，由于開采量大，開采任務較重，再加之開采過程中的不合理施工等因素所導致的油井偏磨情況較為嚴重，這在每個油田的開采過程中都是普遍存在的現象，使油田的發展受到了一定程度的影響。所以針對此問題，我們就加大研究的力度，從而減少或是避免發生油井偏磨的情況，從而有效的保證抽油桿的壽命，增加石油的開采量，促進油田采油目標的實現。

1 油田抽油井管桿偏磨的危害

遼河油田作為我國重要的石油采區，其采油工藝基本上都是采用的有桿機械采油工藝，這種工藝在油田的含水量上升時，遼河油田的油井有一半以上出現了不同程度的偏磨現象。對油田的正常生產產生了一定的影響。同時偏磨現象隨著各種測井、斜井的增多也呈越來越嚴重的態勢。當產生偏磨現象時，則會導致抽油桿和油管之間不斷的進行接觸磨損，磨損時間一長，則會出現桿斷、桿脫及管泥漏等情況相繼發生，使油井的維護工作增加，增大了生產成本，同時也使正常的采油生產受到一定的影響。

2 抽油桿受力分析

在傳遞動力過程中，抽油桿的負載因抽油桿柱的位置而不同，上部的抽油桿負載大，下部的抽油桿負載小。

2.1 產生偏磨的主要階段

抽油桿在上沖程時主要承載負荷為抽油桿本身自重，活塞以上液柱重量，摩擦力，井口回壓產生的壓力，抽油桿與液柱慣性力。抽油桿上沖程過程中抽油桿基本處于拉伸狀態，正常垂直井不會有因抽油桿彎曲產生的偏磨。當井身達到一定井斜時，這時候處于井斜段的抽油桿在上行過程中才會產生摩擦。

抽油桿在下沖程時主要承載負荷為抽油桿自身重力，摩擦力，抽油桿與液柱慣性力，振動力，沖擊力。這些作用力很大一部分都向上，并且在抽油桿下部受有最大軸向壓力，這個軸向壓力使抽油桿失穩彎曲并導致抽油桿緊貼在油管內壁上，同時振動力產生的徑向力也加劇抽油桿的彎曲，在生產過程中管桿發生相對運動，從而使得管桿發生偏磨。因此普通的垂直井中，管桿偏磨主要發生在下沖程過程中。

2.2 容易發生偏磨的井段

抽油桿中和點以上主要承受拉應力，中和點以下主要承受壓應力，尤其在抽油桿下行過程中，由于出現各種動載荷，使得下部抽油桿實際受力變得非常復雜，除了拉應力與壓應力的交變載荷，還有彎曲應力和扭應力，這些因素都可使抽油桿彎曲緊靠油管產生偏磨。因此一般的垂直井偏磨主要發生在油管中下部。而對于有一定井斜及油管在井筒中彎曲的井，偏磨也會出現在相應的彎曲井段。

2.3 抽油桿接箍與扶正器比抽油桿本體更易發生偏磨

由于抽油桿接箍及扶正器通徑較本體大，因此更易于與油管內壁接觸發生偏磨。

3 影響油田抽油井管桿偏磨的主要因素分析

3.1 油井自身的原因

油井的井身結構也是導致管桿偏磨的因素之一，當抽油井在正常工作時，抽油桿在拉力和重力作用下會有一個平分力產生，在平分力作用下才會有與抽油桿接觸摩擦的產生，所以當抽油井變曲彎較大時，這時抽油桿接箍部位、抽油管本體都會與油管內壁產生偏磨，此時偏磨的面積較小，但磨損的程度較為嚴重；而當油井彎曲度較小時，這時抽油桿接箍部位與油管內壁接觸的面積較大，但其磨損程度則較小。

3.2 抽油桿在交變載荷作用下產生底部彎曲

抽油桿在工作過程中，由于油井的類型不同，在一些相對稠度和密度都較大的油井中，由于其起泵下行程阻力非常大，所以抽油桿發生彎曲是較為常見的情況，一旦抽油桿出現彎曲則會導致桿管之間的距離縮短，從而使摩擦的系數增大。

3.3 油井的含水量和腐蝕介質的影響

由于我國各大油田的開采時間都較長，所以所產出的溶液中含水量不斷上升，含油量減少，基本呈現出水包油的情況，這樣就導致抽油桿在水的作用下失去了石油的潤滑作用，使管桿的磨損程度不斷的加大，再加之失去石油在油桿表面的保護作用，一些腐蝕性介質也會作用于抽油桿表面，使其表面受到不同程度的腐蝕，從而呈現粗糙不平的情況，這樣不僅導致抽油桿的強度降低，同時在水和腐蝕介質的相互作用下，使管桿的偏磨腐蝕程度不斷加重。

4 我國抽油井管桿偏磨技術應用探究

4.1 減少抽油桿的彎曲

當抽油桿彎曲后會導致偏磨的情況加劇，所以針對于這個問題，可以在抽油桿的柱下部采用加重桿的技術，使抽油桿底部的抗彎性有一定的程度的增加，使底部彎曲的現象得到處理，從而使偏磨的現象得到控制。

4.2 錨定油管

油管錨的主要作用就是把油管錨定在套管上，已達到防止有關上下傳功的目的，錨定油管應用在有桿機械泵抽油上，可以減少油管由于不合理的伸縮造成沖程的損失，提高泵的有效的沖程。

4.3 油田抽油桿扶正短節防磨技術

連接抽油桿上的扶正短節通常是利用扶正套的外徑比抽油桿接箍外徑大，起到扶正的作用，利用扶正套是高強度耐磨材料，與油管接觸使扶正體磨損，減少油管的磨損，以此達到防偏磨的作用。從而延長抽油桿的使用壽命。

4.4 光桿雙翼調偏防噴盒的使用

油井井口的主要裝置中的大四通平面有的是不水平的，引起三通放噴盒與光杯不居中，不具有調中起作用，但是每口抽油井比用的光桿密封器，具有管桿密閉的作用，因此推廣應用雙翼調偏放噴盒，具有光桿調中的作用，在某種程度上對管桿偏磨起到了延緩的作用。

5 結束語

目前我國各油田對于抽油機井桿管偏磨的情況采取了諸多的治理措施，但由于管桿偏磨的產生不是單一因素作用的結果，是多方面原因所導致的，任何生產參數的變化都會使偏磨的狀況發生改變，所以在對偏磨的防治問題上需要針對產生偏磨的具體原因及偏磨的程度來采取綜合性的治理，這也是目前為止在治理管桿偏磨問題上的最有效的防治方法，所以其具有一定的應用價值，對提高油田的抽油桿壽命，減少維護工作具有極其重要的作用。

參考文獻

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