管桿偏磨機理研究及防治措施

張曉梅，李宗林，孟 昊，孟德武

（1.中原油田分公司石油工程技術研究院，河南濮陽 457000；2.俄羅斯莫斯科古勃金石油大學，河南濮陽 457000；3.中原油田分公司采油氣工程服務中心，河南濮陽 457000）

管桿偏磨機理研究及防治措施

張曉梅1，李宗林1，孟 昊2，孟德武3

（1.中原油田分公司石油工程技術研究院，河南濮陽 457000；2.俄羅斯莫斯科古勃金石油大學，河南濮陽 457000；3.中原油田分公司采油氣工程服務中心，河南濮陽 457000）

中原油田已進入開發后期，綜合含水不斷上升，抽油桿與油管之間因偏磨加劇、管桿問題造成躺井作業所占比例逐年上升。中原油田1982年全面投入開發，1984年進入注水開發階段，2016年底綜合含水已高達90%以上，偏磨加劇，管桿失效逐年增加，給油田生產管理以及成本控制都帶來了很大困難。

高含水；管桿；偏磨；腐蝕；治理

1 研究的目的和意義

中原油田抽油機生產方式占油井的85.6%，抽油井存在不同程度偏磨現象，2016年抽油機井躺井1 447口，其中管桿偏磨造成躺井1 077井次，占油井躺井總數的74.4%。因此，治理偏磨是高含水油田提高開發效益的有效手段。

2 偏磨原因分析

2.1 井斜是造成抽油桿偏磨的主要因素

鉆井過程中隨著鉆井深度的增加，鉆頭與井口的同心度變差。從縱向上看，井筒是一條彎曲的旋扭的線條。在一定程度上存在“狗腿”現象，會造成油管在井內傾斜，在抽油桿柱上、下運動時，桿、管在傾斜部分就會發生摩擦。

2.2 抽油桿彎曲

抽油桿下行程中，受游動凡爾打開所需力、產出也對抽油桿的摩阻、液擊等力，活塞以上桿柱發生彎曲，產生中和點，中和點以下管桿發生點接觸磨損。中和點位置可通過下面公式計算：

f1：活塞與泵筒間的半干磨擦力，kg

f2：液體流過活塞凡爾孔的摩阻，kg

f3：打開游動凡爾的阻力，kg

Hz：中和點到活塞的距離，m

通過對中原油田抽油機井的計算和現場管桿偏磨現狀，中和點在泵上400m以內。

2.3 油井生產參數的影響

沖次過快或泵徑偏大，生產過程中會產生嚴重供液不足，造成液擊振動。液擊振動產生的危害包括抽油桿發生彎曲，油管和抽油桿相互磨損，泵上凡爾罩在接頭斷裂。

3 管桿偏磨防治技術

管桿偏磨是因抽油桿在上下運動時彎曲導致相互接觸磨擦的結果。因此，防治偏磨必須避免管桿接觸。

3.1 避免管桿彎曲

在實際生產中，Φ38mm和Φ44mm管式泵受內徑的限制，活塞上游動凡爾罩的軸向過流斷面小。當活塞下行時產生較大的液流阻力，造成下部抽油桿縱向彎曲。加長活塞配套工藝技術解決了泵筒內徑的束縛，過流斷面增加9.3~10.8倍，現場應用效果良好。

3.2 避免管、桿接觸

管桿偏磨段的抽油桿上安裝抽油桿扶正器是避免管桿接觸的最好方法。目前常用尼龍塑料制成的夾套式扶正器，主要有熱固式、鎖緊式、防腐式等。

3.3 改變管桿偏磨部位

轉動井口裝置就可以通過旋轉井口來實現油管柱的旋轉，改變管桿偏磨部位。在中原油田現場應用，效果良好。

3.4 控制管桿腐蝕

加注加緩蝕劑來保證管桿表面的光滑度，減緩管桿腐蝕。

4 結論與認識

1）扶正器的使用數量，應根據偏磨部位制定，合理優化配備。

2）加重桿或泵上200m范圍內避免使用扶正器，減少抽油桿下行阻力。

3）油井加緩蝕劑以短期少量加為好，避免長周期大劑量加藥。

4）油管錨與轉動井口不能同時用在一口井上。

[1] 王鴻勛，張琪.采油工工藝原理[M].北京：石油工業出版社，2002.

Study on Mechanism of Eccentric Wear of Pipe Bar and Preventive Measures

Zhang Xiao-mei，Li Zong-lin，Meng Hao，Meng De-wu

The Zhongyuan Oilfield has been in the late stage of development，and the comprehensive water content has been rising. The sucker rod and the oil pipe are intensified by partial grinding.The proportion of the laying operation is increasing year by year due to the problem of pipe rod.Zhongyuan Oilfield was fully put into development in 1982，and entered the stage of water injection in 1984. At the end of 2016，the comprehensive water content was over 90%，and the partial wear was increased，and the failure of pipe rods increased year by year.It brought great difficulties to oilfield production management and cost control.

high water content；pipe rod；partial grinding；corrosion；treatment

TE933

B

1003–6490（2017）05–0137–01

2017–04–26

張曉梅（1971—），女，河南濮陽人，工程師，主要從事采油氣工藝研究。