油管失效原因分析及預防措施

劉霞 于仁德

摘 要：油管失效是油田開發普遍存在的問題，是造成油水井不能正常生產的主要原因之一。有效預防油管失效，延長其有效使用壽命是提高油水井免修期的重要手段，本文分析了油管失效的主要原因，并提出合理的預防對策，對于提高油田開發效益和采收率具有一定意義。

關鍵詞：油管失效；原因；預防措施

隨著油田開發時間的延長，勝坨油區已進入高含水開發后期，油管失效問題日益突出，成為油水井作業的主要原因之一，因此，分析油管失效原因，提出預防措施，對于延長油水井免修期，提高經濟效益有著十分重要的意義。

1.油管失效原因分析

1.1 腐蝕的影響

隨著開發時間的延長，當井內存在大量產出水時，水會直接接觸金屬，摩擦的潤滑劑由原油變成產出水，從而失去潤滑作用，腐蝕速度加快。同時，油管金屬不斷被井液腐蝕，特別是當油管遭受擊打、碰撞和咬傷表面防護層、露出內層金屬時腐蝕加劇，在油管表面形成不同形狀、體積的腐蝕，造成油管漏失。

1.2 材質以及加工工藝不合格的影響

由于油管的材質或加工工藝不合格，使油管的強度、防腐、耐磨等性能降低或溫度驟變時因伸縮系數不同而出現彎曲。

1.3 油管螺紋損壞的影響

1.3.1 螺紋參數不合理

油管螺紋參數分為幾何和物理兩種，這些參數對油管螺紋的抗粘扣性能有很大影響。外螺紋中徑偏小，內螺紋中徑偏大或者外螺紋錐度偏于下限，內螺紋錐度偏于上限都容易造成粘扣現象的發生；螺紋幾何因素對于上扣扭矩的影響要遠大于螺紋脂、機緊速度等摩擦因素，并且在幾何因素中，中徑影響最大，其次是接箍不圓度，第三是錐度；內外螺紋螺距偏差過大，造成接觸應力分布不均，易產生粘扣現象。

1.3.2 螺紋脂、螺紋鍍層不當

為了提高螺紋的防粘扣性能，以及保障API圓螺紋的密封性，在公母螺紋之間涂抹螺紋脂或者鍍一層涂層，可以有效改善螺紋的配合工況。但是，在現場修井作業過程中有時出現偷工減料、甚至不涂抹螺紋脂的情況，導致螺紋懸合時摩擦系數增大，要達到無外露螺紋必須加大擰緊扭矩。而螺紋在上螺紋過程中的齒面接觸壓力直接受到上螺紋扭矩的影響，上螺紋扭矩越大，齒面接觸壓力越高，螺紋粘扣的傾向越大。

1.3.3 螺紋粘扣

目前上卸油管扣作業普遍采用油管液壓鉗，對它的使用也有行業標準SY/T5074-91進行約束。但由于液壓鉗本身結構和操作上的缺陷，使螺紋粘扣事故的發生更加突出。

1.4 動載荷的影響

生產中顯示，沖次越大，功圖的載荷波動次數增加，波動幅度增大，從而造成油管漏失；此外，隨著液面深度的增加，油管絲扣承受的液柱壓差越大，造成有缺陷的有缺陷的油管絲扣漏失的比例也就越高。

1.5 桿管偏磨的影響

桿管偏磨是大部分油田普遍存在的問題，特別是采用了注水等增產措施后，偏磨情況更是日趨嚴重，且呈急劇上升的趨勢。由于井身結構、生產參數、桿柱配合、介質等因素的影響造成油管失效，桿管偏磨直接造成的油管失效占50%，嚴重影響了油田的原油生產和經濟效益。

2.油管失效的預防措施

2.1 采取防腐措施

使用外加厚油管，加厚油管是加厚油管的螺紋端，即增大螺紋外徑，可以增加螺紋處的有效承載面積，降低螺紋處的平均應力水平，減少油管的失效。防腐油管的種類很多，例如脈沖真空氮化防腐油管、涂料油管、自催化鎳-磷合金鍍層防腐管等，根據不同的井況選擇相應的防腐油管類型。還可以應用緩蝕劑，減緩井液腐蝕的影響。

2.2 提高油管材質及加工工藝管理

使用合格的材料加工油管；提高螺紋加工質量，匹配管箍的錐度，保證加工尺寸精度和表面粗糙度等達到標準。在加工油管時對油管螺紋的質量、規格要求按照API標準寫入合同文本，并與乙方簽訂風險合同，由技術監督部門、使用單位和采購單位三家共同對產品質量進行檢查、驗收，實施風險評價，加強裝配監督管理，從而延長油管的使用壽命，降低生產成本，提高經濟效益。

2.3 加強油管螺紋管理

（1）定量優化螺紋幾何參數和物理參數，使螺紋嚙合面的接觸壓力分布均勻。

（2）選擇對環境無污染且性能優良的螺紋脂和適合高溫高壓等特殊工況的特殊螺紋脂，優化鍍層工藝及研發新型鍍層。同時，加強監管，避免偷工減料現象的出現。

（3）建立作業監督體系，規范油管下井操作規程，建立操作人員培訓制度，研發性能優良的油管上卸扣工具。

2.4 合理生產參數

在生產過程中，根據油井產量情況，在不減少油井產量的前提下，研究合理的生產壓差，采取長沖程，慢沖次的工作制度。同時，對供液不足井，可采用低速電機、變頻柜等降沖次裝置有效改善油管工作狀況，延長油管的使用壽命。

2.5 實施防桿管偏磨措施

（1）在生產中，根據不同的井況，建立桿管的力學模型。通過受力分析和計算，優化設計桿柱組合，在受力變形較大的部位使用高強度抽油桿，由此來減小抽油桿管的受力變形，減小其偏磨。

（2）在保持產液量不變的情況下，由短沖程、高沖次，改成長沖程、低沖次，減少偏磨次數，以達到延長油管和抽油桿使用壽命的目的。

（3）在治理油井偏磨方面，淘汰金屬類抽油桿扶正器后，抽油桿扶正目前較為普遍采用的是安裝在抽油桿接箍端的五棱螺旋雙接頭活動式非金屬尼龍扶正器和碳纖維扶正器，在控制抽油機井油管本體與抽油桿接箍的偏磨方面起到了較好的預防作用。

（4）加緩蝕劑是解決油井井筒和地面集輸系統腐蝕的一種常用、有效方法。其原理是通過緩蝕劑加入到產出介質中，在金屬表面形成一種致密薄膜，使金屬本體與腐蝕介質隔離開來，以達到保護金屬、防止腐蝕的目的。另外，通過油井緩蝕劑在油管內壁形成的保護油膜，起到潤滑作用，達到減少磨損的目的。

同時，合理制定洗井工作制度，保證洗井通道暢通。應縮短熱洗周期，并增加熱洗時間，以洗凈井內殘留的聚合物、油、蠟等物。為了降低桿柱運動摩阻，可向油井環空中加入清蠟降粘劑，防止因液體粘度增大而增加流動阻力。

（5）使用旋轉井口，旋轉井口使（油管、抽油桿）磨損均勻從而減輕偏磨，延長桿管使用壽命，對所有類型的偏磨井均能起到延長周期的作用，但避免不了桿管之間的摩擦與磨損?？招臈U采油工藝是從空心桿內出油，油管與空心桿的密閉環空充滿原油作為潤滑劑，降低管桿間的摩擦系數，同時改變液流通道，減輕產出液對管桿接觸面的沖刷、腐蝕，從而達到治理偏磨的目的。

3.結束語

造成油管失效的原因主要有腐蝕、材質以及加工工藝不合格、油管螺紋損壞、動載荷、桿管偏磨，防腐、提高油管材質及加工工藝管理、加強油管螺紋管理、合理生產參數、實施防桿管偏磨是預防油管失效的有效措施，針對油井的不同情況，制定綜合的防治措施才能達到防治油管失效的良好效果，以便取得最佳的經濟效益。