油井桿管受力分析與防磨配套技術應用

竇銘

摘要：水驅油田偏磨井中有 20%口井存在因偏磨導致抽油桿斷脫而作業，嚴重影響了油井的生產時率。油井桿管偏磨主要是由于井斜、桿柱失穩兩個因素造成的，通過井眼曲線三維立體再現分析技術，采用內襯管、雙保護接箍式扶正器的方式可解決井斜造成的偏磨問題。應用抽油桿近似等強度組合設計、桿柱受力中和點及扶正間距分析等技術，選用下加重桿、加長尾管，下部扶正措施的注塑桿、實心桿扶正器、扭卡式扶正器來解決抽油桿失穩造成的偏磨現象。

關鍵詞：水驅油田；偏磨井；桿柱受力；組合設計；治理措施

水驅油田以注水開發為主，目前已進入中高含水期，由于油井液面下降、油井開發環境逐年變差，加之在高含水期油品性質發生變化等因素的影響，油井作業檢泵主要集中在桿管斷脫漏、泵漏、卡泵這三個主要方面，嚴重影響了我廠油井的生產時率。經過近幾年的工作實踐，不斷試驗摸索，對每口偏磨井開始采用了井眼曲線三維立體再現分析技術和抽油桿近似等強度組合設計桿柱受力中和點分析技術進行分析，工具也在不斷的更新完善，針對不同的偏磨情況，目前已有效果較好的治理手段和方案有供參考。

1 防偏磨綜合配套技術的研究與應用

經過近幾年的工作實踐和不斷試驗摸索，2016年對每口偏磨井開始采用井眼曲線三維立體再現分析技術和抽油桿近似等強度組合設計桿柱受力中和點分析技術進行分析，工具也在不斷更新完善，針對不同的偏磨情況，目前已有效果較好的治理對策（圖 1和圖 2）。

針對井斜變化較大井，主要是通過在井斜位置采取措施，減少桿與管之間的磨損。主要采用耐磨內襯管和雙保護接箍式扶正器，其中雙保護接箍式扶正器主要是配合注塑桿用在井斜+ 撓曲防偏磨井上，耐磨內襯管主要用來治偏磨疑難井的治理。耐磨內襯管是以聚乙烯為母料加上耐磨材料配比制造壁厚約 4 mm 復合管，通過設備復合內襯于油管中，對油管端部進行處理，使之密封。具有耐磨性，同時耐腐蝕、抑制結蠟、防結垢（圖 3）。

2 防泵漏工藝技術原理

由于在地磁場的作用下，普通金屬易被磁化而具有磁性，井液中一些帶金屬成分的顆粒被吸附在閥球與閥座上，導致凡爾關閉不嚴，加之硬度不夠，在高速水力的沖擊下被切割而失效。該流線型無磁防泵漏固定凡爾總成與普通凡爾相比具有特殊的力學性能，它利用自身不易被磁化，以及較強的耐磨性、耐腐蝕性與流線型的通道的結構來延長井下泵的使用壽命。

3 防砂卡工藝

針對出砂油井的出砂情況、出砂程度、出砂影響特征優選防砂措施，主要是規模應用沉砂型特種泵井筒防排砂技術，實現出砂油井高效長效生產，在防砂增油和延長檢泵周期方面都取得了較好效果。

4 取得的成果及突破

通過對區塊油井采取綜合配套技術后，油井的生產狀況得到改善，延長了檢泵周期和油井和生產時率，主要取得以下幾項成果。通過油管內襯高密度聚乙烯管，使油管與抽油桿之間不接觸，而是抽油桿和內襯襯層接觸，減少管桿間磨損，保護了油管和抽油桿，同時高密度聚乙烯管耐磨性能好，延長了油井生產時間。利用繪圖軟件，將井斜數據輸入其中，得出直觀、清晰的井身軌跡模擬圖，并可實現三維動態的觀察，可視化了油井的井下物理結構，同時結合中和點的計算和撓曲井段的描述，為制定防偏磨措施，提供了準確的依據。

對導致泵閥刺漏的原因分析取得了突破，在泵閥材料的開發取得了與選擇具有了針對性。對泵閥的結構進行了改進，采用大通道球座、三瓣梅花形閥罩以及流線型結構，減小了液體進泵阻力，提高了泵的充滿系數。

5 結論與認識

油井桿管偏磨主要是由于井斜、桿柱失穩兩個因素造成的，通過井眼曲線三維立體再現分析技術，采用內襯管、雙保護接箍式扶正器的方式可解決井斜造成的偏磨問題；應用抽油桿近似等強度組合設計、桿柱受力中和點及扶正間距分析等技術，選用下加重桿、加長尾管，下部扶正措施的注塑桿、實心桿扶正器、扭卡式扶正器來解決抽油桿失穩造成的偏磨現象。油井防偏磨工作是一項復雜而且長期的任務，原來本不偏磨的井會隨著油井生產參數的變化而出現偏磨現象，或者輕微偏磨轉為嚴重偏磨，偏磨井段也會發生較大變化，所以油井偏磨也是一個復雜的動態變化過程，針對每一口的偏磨原因進行治理與預防，最大限度來延長采油井生產周期。

參考文獻

[1] 于學信，吳家松，魏亞峰，王觀華，高恒超，陳文秋，黃偉. 抽油桿防失穩技術[J]. 石油機械，2011 年 07 期 .

（作者單位：勝利油田東勝公司）