井下抽油桿偏磨原因淺析及防治對策

目前在一些老油田和低滲透油層中，地層供液能力變差，油井動液面逐漸下降，不可避免的要采取深抽方式，加劇了管桿的偏磨。管桿偏磨已經成為影響油田正常生產的主要因素之一，不僅造成油田減產或停產，增加維護工作量，而且導致井內管桿斷裂、落井，增加作業施工難度。因此，解決深抽井抽油桿偏磨是目前急需解決的一個問題。

1 抽油桿偏磨原因分析

造成抽油桿偏磨的直接原因是抽油桿在井下受多種力的作用產生交變載荷，受力狀況復雜，抽油桿柱不是剛性體，在抽油過程中會發生不同程度彎曲，與油管接觸產生偏磨。另一個原因是由于抽油桿、油管彎曲或傾斜，使抽油桿柱與油管內壁接觸摩擦，在深抽井中，這種彎曲與傾斜有進一步加劇的趨勢，也就使抽油桿與油管摩擦加劇。

1.1抽油桿受力原因

（1）抽油桿柱與液柱之間的摩擦力。抽油桿柱與液柱之間的摩擦力發生在下沖程，摩擦力方向向上，是稠油井抽油桿下行遇阻的主要原因。決定阻力F的主要因素是井內液體的黏度及抽油桿的運行速度。

（2）液體通過游動閥產生的阻力。在高粘度大產量井內，液體通過游動閥是造成抽油桿下部彎曲的主要原因。

1.2井深結構

（1）在斜井中，由于深抽方式一般將泵掛下到1500m以下，往往都超過斜井的造斜點，因此在這種情況下，油管受井身套管的影響，呈傾斜狀態，必然造成桿、管偏磨。

（2）在直井中，由于油井長期開采，受構造運動及地應力的影響，套管出現不同程度損壞，在變形處油管始終是直的，在抽油循環中與抽油桿勢必發生偏磨。在深抽方式中，這種可能性更高。

1.3稠油泵及油管往復抽吸震動造成偏磨

在抽油井上、下沖程循環過程中因油管、抽油桿自身重力及外來力的作用下，不斷發生

彈性彎曲、造成管桿相互偏磨損傷是必然的和固有的，且重復發生。

上沖程，游動閥爾關閉，固定閥爾打開，液柱載荷由油管轉移到抽油桿上，油管卸載發生彈性變形收縮，此時油管的張力最小，從深井泵到中和點這一段油管發生彈性螺旋彎曲，此時抽油桿承載拉伸為直線基本無彎曲。油管、抽油桿必然相互偏磨。

下沖程時，游動閥爾打開，固定法爾關閉，液柱載荷轉移到油管上，抽油桿卸載發生彈性收縮彎曲。在抽油桿下行過程中受到如下阻力：活塞與泵筒的摩擦阻力、液流通過活塞產生的阻力及液柱對抽油桿產生的浮力。這些阻力不同程度上加重了抽油桿彎曲程度，而此時油管承受載荷拉伸為直線基本無彎曲。油管、抽油桿相互偏磨損傷更是必然。在小泵深抽方式中，這種不斷發生的彈性彎曲和受力彎曲更加嚴重，使管、桿相互偏磨進一步加劇。

1.4抽油桿組合不合理

并且應根據情況在底部抽油桿加一定比例的加重桿。抽油桿彎曲主要產生于下沖程，下沖程時，抽油桿主要受兩方面的力，一是自身在液柱中向下的重力；另一個是活塞下沖程時受到向上的阻力。阻力隨活塞直徑、抽油桿在油管內的各種摩擦力，稠油泵沖次、液體粘度的增大而增大，也隨配合間隙減小而增大，兩個方向力的平衡點即為中和點，在中和點以下的的抽油桿受壓而彎曲，中和點以上抽油桿呈拉伸狀態。造成抽油桿彎曲，使抽油桿與油管發生篇磨。

1.5介質影響

隨著油田開發進入高含水期，產出液含水率不斷上升，使偏磨油井數量不斷上升。主要原因是產出液由油包水型變成水包油型，使管柱表面失去了原有的保護作用，摩擦的潤滑劑由原油變成水，油管內壁和抽油桿磨損速度加快，磨損嚴重。

2 偏磨的防治措施

2.1在確定泵掛深度時

盡可能將泵掛確定在造斜點或套管變形點以上位置，以保證在靜態下油管處于垂直狀態，以盡可能減少管桿的偏磨程度。

2.2油管方面

在泵下加足夠重量的尾管，降低油管彈性彎曲程度。此種做法優點是起管柱時安全，沒有卡管柱的隱患且操作方便。另一種做法是管柱錨定，就是將油管錨下到預定位置，錨定后上提管柱承受一定預張力狀態下完井。這種做法不但預防油管彎曲和伸縮的最有效措施，而且可以防止油管在抽油循環過程中的擺動。在施工經驗中發現：油管錨的錨定點越靠近泵體越好，一般建議在泵上兩根油管處。

2.3抽油桿方面

進一步優化油井桿級組合，同時油井在下沖程時，底部抽油桿是受壓彎曲而緊靠油管內壁的，抽油循環過程中管桿必然劇烈偏磨。目前使用的直徑42mm的灌鉛加重桿進行底部加重是防止這段抽油桿彎曲比較有效的方法。通過底部加重，抽油桿中和點下移，可以降低抽油桿在抽油循環中的交變應力幅度，減少抽油桿的應力伸縮、彎曲，降低桿柱的偏磨。

采用在抽油桿偏磨位置加扶正器的辦法。目前使用的扶正器有KZX型扶正器、KBV型固定扶正器、扶正接箍、耐磨接箍等。

2.4 安裝旋轉井口

定期旋轉油管一定角度，更換油管偏磨位置，延長檢泵周期。

2.5 合理調整生產參數

在抽吸稠油時，不能采用快速抽吸方式，否則將因下行阻力過大使抽油桿產生彎曲。在保持液量的情況下應盡量采用長沖程、低沖次，減少偏磨次數，達到延長油管和抽油桿使用壽命的目的。

3 認識

防治深抽井管桿偏磨問題是長期而又系統的工作，我們只有深入現場，掌握油井的第一手資料，針對油井的不同情況，分析出綜合的防治措施才能達到防治偏磨的最佳效果，從而延長檢泵周期，延長管桿使用壽命，達到降泵增效的目的。

參考文獻：

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[2]周新國， 宣延軍. 抽油桿防偏磨技術的研究與應用[J]. 內江科技 ， 2008，（07）

[3] 李學榮. 抽油井管桿偏磨機理分析及配套治理工藝[J]. 內江科技 ， 2007，（08）

作者簡介：

裴革新（1971-），男，1992年畢業于遼河石油學校石油工程專業，現從事井下工具研制工作。endprint