有桿泵井管桿磨蝕機(jī)理及應(yīng)用研究

王寶鑫（大港油田采油三廠(chǎng)，河北滄州061023）

有桿泵井管桿磨蝕機(jī)理及應(yīng)用研究

王寶鑫（大港油田采油三廠(chǎng)，河北滄州061023）

油田在開(kāi)發(fā)進(jìn)入到中后期的時(shí)候，有桿泵井的磨蝕問(wèn)題愈加嚴(yán)重，而管桿的偏磨直接影響了油田的開(kāi)發(fā)質(zhì)量，需要進(jìn)行大面積的維修，也會(huì)造成大量管桿直接報(bào)廢。本文從有桿泵井管桿磨蝕機(jī)理入手，分析其防治措施，并闡述了防偏磨新工藝在有桿泵井中的應(yīng)用，希望本文的研究能對(duì)相關(guān)工作有所幫助。

有桿泵井；磨蝕機(jī)理；應(yīng)用；優(yōu)化

有桿泵井管桿磨蝕主要是發(fā)生磨損和腐蝕，最為常見(jiàn)的就是管桿偏磨問(wèn)題，在油井開(kāi)采規(guī)模日益擴(kuò)大的今天，有桿泵井的管桿模式問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，直接影響了油田的采油效率，提高了采油能耗。而且隨著到油井開(kāi)采中后期，管桿磨蝕問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，這也是油田開(kāi)采中需要解決的主要問(wèn)題。

1 有桿泵井管桿磨蝕機(jī)理

1.1 有桿泵井管桿磨蝕規(guī)律

查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，可以看出，一般情況下，有桿泵井管桿磨蝕主要是集中在管桿中下部，而且主要是集中在高含水油井中。在管桿的接箍部位，極易發(fā)生管桿磨蝕，有桿泵井的泵徑直徑為56mm和70mm左右。

1.2 有桿泵井管桿磨蝕機(jī)理定性分析

（1）井斜造成有桿泵井管桿磨蝕

一些斜井或者是套管變形，會(huì)讓油管彎曲，在油井采油的過(guò)程中，在拉力的作用下，會(huì)改變其綜合重力，在正壓力的作用下，會(huì)出現(xiàn)管桿摩擦出現(xiàn)磨蝕。

（2）油管彎曲造成有桿泵井管桿磨蝕

有桿泵井在工作過(guò)程中，柱塞液柱載荷較大，在較大的負(fù)荷下，很容易造成油管收縮，下部出現(xiàn)螺旋彎曲，這樣管桿之間摩擦力增加，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重摩擦。管桿內(nèi)外部液壓不同，也會(huì)影響到油管的軸向壓力，這也是其造成彎曲的關(guān)鍵因素。油管長(zhǎng)度在增加的時(shí)候，油管彎曲臨近力會(huì)不斷降低，所以油管越長(zhǎng)，越容易發(fā)生彎曲，并且這一變化在液壓的作用下，彎曲更為明顯。

（3）抽油桿縱向彎曲造成有桿泵井管桿磨蝕

抽油桿在下沖程中，在多種條件的綜合作用下，要成功下部壓力增加，產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力，出現(xiàn)縱向彎曲，導(dǎo)致管桿磨蝕。

（4）動(dòng)力失穩(wěn)造成有桿泵井管桿磨蝕

由于有桿泵井的開(kāi)采，出現(xiàn)了參數(shù)共振，這樣會(huì)出現(xiàn)管桿壓載過(guò)大，造成劇烈的橫向振動(dòng)，導(dǎo)致管桿磨蝕。

（5）含水造成有桿泵井管桿磨蝕

有桿泵井在開(kāi)采到中后期，含水量較高在，這也增加了管桿接觸面的摩擦力，改變了原本的摩擦條件，造成管桿磨蝕。

2 有桿泵井管桿磨蝕防治措施

2.1 整體優(yōu)化

等強(qiáng)度設(shè)計(jì)桿柱，并且將沉沒(méi)度保持在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，如果沉沒(méi)度較低活造成管桿液擊，造成管桿磨蝕；如果沉沒(méi)度過(guò)高，會(huì)造成有機(jī)的采油效率降低，能耗增加。在保證有桿泵井的開(kāi)采油量的同時(shí)，需要盡可能的增加泵徑和沖程，降低沖次，并且避免管桿發(fā)生共振。

2.2 加重桿的設(shè)計(jì)

在管桿下部增加加重桿，這樣能提高管桿的強(qiáng)度，也能將中和點(diǎn)下沉，減小阻力，也能控制管桿不會(huì)發(fā)生彎曲。

2.3 加抽油桿扶正器

和加重桿一起，能減少管桿磨蝕，并且管桿扶正器本身的直徑較大，可以起到較好的約束效果，提高管桿穩(wěn)定性。管桿一直處于伸直狀態(tài)，這樣能有效降低磨蝕，管柱重力增加也會(huì)對(duì)井壁產(chǎn)生壓力，增加磨蝕，需要采取一定的配套措施。

3 防偏磨新工藝在有桿泵井中的應(yīng)用

3.1 耐磨桿

耐磨桿能起到良好的預(yù)防管桿磨蝕效果，從耐磨桿的變形規(guī)律來(lái)看，耐磨桿縱向彎曲載荷和長(zhǎng)度的平方程反比，也就是耐磨桿越長(zhǎng)，越容易出現(xiàn)彎曲，因此一般情況下都是加強(qiáng)對(duì)耐磨桿的約束，這樣能保證耐磨桿的穩(wěn)定性。耐磨桿本身就有加重的功能，而且長(zhǎng)度較短，除了抗磨損性能之外，也能起到較好的抗腐蝕效果。通過(guò)對(duì)有桿泵井磨蝕機(jī)理的分析，可以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，尤其是在發(fā)生磨蝕頻率較高的位置，更換耐磨桿，從其效果來(lái)看，耐磨桿能有效的防止管桿磨蝕。

3.2 油管錨定技術(shù)

借助油管錨定技術(shù)，能提高沖程利用率，這也是減輕管桿磨損的重要方法。油管錨定技術(shù)是將油管錨定在套管上，防止油管移動(dòng)，也能減小管桿摩擦，增加原油產(chǎn)量。經(jīng)過(guò)技術(shù)實(shí)踐可以看出，效果較好，原本每次檢測(cè)管桿磨蝕都較為嚴(yán)重，也增加了扶正器，但是并沒(méi)有多大的改善。后來(lái)應(yīng)用了油管錨定技術(shù)，效果較好，檢泵周期一般保持在一年左右。

3.3 旋轉(zhuǎn)技術(shù)

油管旋轉(zhuǎn)器安裝在井口位置，和管桿相連，但是正是由于長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)很容易出現(xiàn)管桿磨蝕，這樣在油管旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，能讓管桿的摩擦更為全面，而不是偏磨這樣能增加管桿使用壽命。添加油管旋轉(zhuǎn)器之后，整體設(shè)計(jì)較為合理，而且采用了全新的能源儲(chǔ)存方式，在管理上更為方便，而且也能實(shí)現(xiàn)管桿的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，有效緩解管桿偏磨帶來(lái)的影響，和扶正器等裝置一起使用，能起到較好的防磨蝕效果。旋轉(zhuǎn)技術(shù)屬于防偏磨的新工藝，在有桿泵井中起到了較為重要的作用，可以?xún)?yōu)化管桿，減少管桿偏磨。近幾年從關(guān)于油管旋轉(zhuǎn)器的研究和使用效果來(lái)看，油管旋轉(zhuǎn)器的使用效果較好，但是還是會(huì)出現(xiàn)油管偏磨的情況，究其原因，大多數(shù)油管旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方式都是人工旋轉(zhuǎn)，因此防偏磨效果并不好。從油管旋轉(zhuǎn)器最初的旋轉(zhuǎn)方式上來(lái)看，都是自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，不過(guò)使用之后人們發(fā)現(xiàn)成本較高，因此為了降低成本，生產(chǎn)廠(chǎng)家將選擇方式改成了人工旋轉(zhuǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，石油開(kāi)采工作中，對(duì)于質(zhì)量的控制一直以來(lái)都是工作重點(diǎn)。在石油開(kāi)采的中后期，有桿泵井管桿磨蝕問(wèn)題較為嚴(yán)重，究其原因，還是抽油桿柱和油管柱失穩(wěn)，因此采取針對(duì)性的措施極為重要。通過(guò)防偏磨新工藝在有桿泵井中的應(yīng)用，能有效的改善原本的有桿泵井管桿磨蝕問(wèn)題，降低石油開(kāi)采成本，也能降低能源消耗。

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