有桿采油泵井管桿偏磨原因分析及防治措施

朱甜甜

摘要：有桿采油泵井管桿偏磨屬于國內外油田開采過程中很容易發生的問題，尤其是在一些開采階段進入到中后期的油田當中，管桿偏磨的發生率以及嚴重程度均有明顯提高，這也導致油田開采的效率以及成本持續提高，同時對于作業的效率也會形成直接影響。對此，為了更好的提高采油工作效率，本文簡要分析有桿采油泵井管桿偏磨原因分析及防治措施，希望可以提供一定指導性幫助。

關鍵詞：有桿采油泵井;管桿;偏磨;原因;防治措施

引言

偏磨屬于有桿采油泵井當中管桿比較容易發生的一種現象，在石油開采過程中偏磨的發生很難避免，為了更好的提高油井的開采效率，規避井內管桿發生偏磨從而導致其他相關機械設備發生損傷，就必須做好偏磨問題的針對性處理，從而維護機械設備的使用壽命以及開采的經濟效益。對此，探討有桿采油泵井管桿偏磨原因分析及防治措施具備顯著實際意義。

1.偏磨的基本原理

對于不同類型的有桿采油泵井而言，其偏磨的形成機制并不相同。對于斜井而言，因為其本身就存在一定的傾斜角度，同時傾斜角度相對比較大，此時抽油井一旦在抽油過程中對桿形成受壓，便會促使抽油桿出現發生力失衡的表現，此時便會發生偏磨問題^[1]。這一種偏磨的問題發生和直井作業最大的差異在于斜井當中的抽油桿主要是因為井眼的變化而變化，從而形成管桿的偏磨。對于直井而言，在出現偏磨時主要是指管和桿之間并沒有明顯的傾斜和角度變化時發生的偏磨，其主要是發生在井管位移量相對比較小的作業當中。在抽油桿處于井管的中間位置時，從而保障管和桿之間不會出現明顯的碰撞，此時有效的摩擦會從根源位置出現，之后再開采中井下的作業會出現多種受力，例如抽油桿的本身重量與液柱形成的沖擊力、壓力以及柱塞底部液體的作用力、活塞和泵筒之間的摩擦力等。在這一些外力的影響之下，桿柱的受力會向著某一個方向進行變化，此時便會出現偏磨。因為抽油桿本身具備細長的外觀以及比較強的柔性，此時在抽油桿柱上會形成一個中和點，也就是抽油桿本身的重心。在抽油桿重心位置上，以為設備向上的拉力影響，會呈現出一個垂直的單向力，在無外界力影響時力的方向會保持和地心相同，在抽油桿重心位置之下，桿柱會遭受本身重量與軸向壓力的影響，此時兩種方向的力影響時便會導致管桿彎曲問題的發生，從而導致重心發生偏移，促使抽油桿出現彎曲磨損。

2.偏磨的形成因素

2.1井眼軌跡

在斜井當中因為井眼出現了偏移，從而導致井管和抽油桿之間出現摩擦，這一種摩擦普遍是因為井眼缺少規則運行，從而導致井眼出現彎曲問題，此時發生應力角度的變化，或者是水平方向的位移變化^[2]。

2.2油井含水影響

油井在不如高含水開采期的同時，一旦油井當中所含有的水量會超出74%，此時便會出現液換的問題，并將原本的“油包水型”轉變為“水包油型”，從而促使管桿的表面喪失原本的保護層，促使水和采油設備的金屬配件之間相互接觸，提升金屬的腐蝕效率，促使原油丟失本身的潤滑效果^[3]。在井液當中提升含水的同時，整體重量也會隨之提升，管桿之間的潤滑系數也會明顯的下降，荷載與阻力也會明顯的提升，從而導致抽油桿之間出現變化，導致油井和抽油桿之間出現持續性摩擦。

2.3生產參數

油井在生產過程中參數的便會會導致抽油桿的直徑、沖程、沖刺以及泵掛的深度發生明顯的改變，此時高沖程的生產方式會間接提升沖擊壓力，同時管桿的振動荷載也會明顯的提高，再加上交變荷載的影響問題，從而導致管桿之間發生傾斜，促使井管和抽油桿之間的接觸面積異常提升，促使兩者之間的摩擦力顯著提升。

3.偏磨的預防控制措施

按照形成管桿偏磨的原因以及形成的規律，為了更好的預防偏磨問題的發生，下面提出幾點有效的防治措施。

3.1抽油桿預防偏磨技術

首先，加重桿屬于預防桿柱底部抽油桿彎曲問題的有效措施，其能夠促使桿柱的中和點逐漸移動，并逐漸降低桿柱的交變應力的幅度，逐漸延長抽油桿的疲勞斷裂的周期。其次，為了有效的規避抽油桿與油管之間的直接接觸問題，可以在中和點之下的抽油桿中假裝扶正器，從而實現管桿磨損問題的有效預防。最后，需要在抽油桿旋轉裝置方面及時改變管桿的接觸面，并從以往的單側偏磨轉變為圓周性偏磨，從而實現對抽油桿的使用壽命延長。采用定時的旋轉管桿的措施，促使抽油桿的偏磨位置出現變化，從而間接延長抽油桿的使用壽命。

3.2油管預防偏磨技術

首先，應用液壓油管錨實現對以往機械性油管錨的提地啊，預防油管伸縮或徑向移動的問題，在無封隔器的基礎上，在全井段生產井中應用油管錨，液壓油管錨在接入泵上之后，在油井生產中油管套的壓力差會有一定程度提升（一般在0.3MPa以上），此時錨爪會卡在套管的內壁上，從而實現油管的鎖定。對于帶有封隔器的油管柱而言，可以應用改進之后的液壓油管錨配套的伸縮管，實現泵上油管的鎖定，應用常規的Y211、Y221封隔器的井實現對封壓力的控制，從而緩解油管受壓變形問題的發生。其次，對于油管旋轉的裝置而言，油管旋轉的裝置需要座在四通基礎上，借助地面的旋轉促使井下的油管隨著旋轉，此時可以實現偏磨位置的變化，從而實現油管壽命的適當延長。最后，對于分層的開采油井而言，應當盡可能采用簡化的管柱，采用丟手關注的方式可以有效的規避因為座封導致油管彎曲或形成偏磨，同時還能有效的規避因為油管蠕動所導致的封隔器解封失敗問題，簡化管柱節省油管使用量促使下一次的作業程序逐漸簡化，同時還可以更好的實現防偏磨與防砂等工藝。

3.3做好常規管理工作

首先，在平常的作業過程中，應當在保障產量的同時，盡可能選擇合理的泵徑，并將工作的方式從段沖程、高沖刺變更為長沖程與低沖刺，這樣的方式可以有效減少同時間內管桿的摩擦壓力，從而實現延長抽油桿與管桿的使用壽命。其次，需要定時做好井筒的清理工作。按照動態的資料變化，需要定時做好井筒的清理管理工作，可以適當的減少關注的壓力，減少地面防臘措施不合理引發偏磨問題的可能性。最后，需要做好防腐與緩蝕工作。在井液的作業過程中，因為井液的腐蝕性相對比較強，所以油井當中普遍需要適當加入緩蝕劑，借助緩蝕劑在金屬的表面形成保護層，這一層可以促使金屬本身和腐蝕介質之間有效隔離，從而對金屬形成保護性作用，預防腐蝕問題的發生。同時還需要借助油井的緩蝕劑實現對油管內部的保護，提高潤滑的效果從而減少摩擦系數，降低偏磨問題的危害性。

4.結語

綜上所述，在油井的作業過程中，管桿之間因為偏離從而導致摩擦問題的不斷加重，這一現象相對比較常見，同時對于整個油井的工作質量、開采效率會形成嚴重影響，長期發展后還會導致危害性后果的發生。因為不同的偏離方式，會形成不同的偏離磨損問題，從而對油井的作業發展與進展形成不同的負面影響。對此，想要有效的規避管桿之間的磨損問題，就必須從管桿的磨損原理著手，針對性分析管桿偏磨的發生原因，提出針對性預防及控制措施，從而提高油田的開采經濟效益，推動油井持續發展。

參考文獻

[1]魏航信，徐建寧，趙亞杰，etal.特低滲透及致密油藏低產井有桿泵采油參數優化方法[J].石油鉆探技術，2017，14（23）：144-145.

[2]牛文杰，李輝，余焱群，etal.抽油機井桿管偏磨可視化仿真方法研究[J].計算機工程與科學，2016，38（8）：1695-1701.

[3]劉國強.復雜煤層氣井修井原因分析及檢桿工藝試驗[J].石油鉆采工藝，2016，38（4）：540-544.