導致抽油井桿管偏磨的因素分析與治理對策

夏紅新 杜偉 程亮亮

【摘 要】桿管偏磨一直是影響抽油機井檢泵作業的主要原因。隨著油田進入中后期開發，綜合含水達95%以上，使機采井桿管偏磨現象愈加嚴重，縮短了桿管使用壽命。本文系統分析了抽油井管桿偏磨腐蝕的因素，對目前各種管桿偏磨腐蝕工藝進行比較，對今后管桿偏磨防治工作有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】抽油桿；偏磨；因素，治理對策

1、抽油井管桿偏磨產生的危害

孤東采油廠開發的油田具有構造復雜、油藏類型多、儲層巖性復雜、滲透率差異大等特征。由于地質條件先天性不足，開發過程中存在著油層改造難度大，費用高，單井產量低，目前，單井平均日產原油不到4噸，注水壓力高，深抽井多，桿管偏磨嚴重等問題，全廠油井開井990口，其中抽油機井920口，根據歷年來現場作業井資料統計，近420口油井有偏磨現象，300口油井偏磨嚴重，每年都導致油管、抽油桿的大量報廢，作業費用居高不下，平均年維護作業600井次，維護費用3000多萬元。其中，由于桿管偏磨造成作業約270井次，占總維護作業井次45%，占總維護費用54%。平均每年因管、桿偏磨，更換油管29.4萬米、抽油桿21.3萬米左右，油井免修期短，使采油廠的維護投入逐年增加，成為多年來嚴重制約影響開發水平提高的一大難以治愈和攻克的頑疾。

2、影響抽油井管桿偏磨的因素分析

在有桿抽油系統中，抽油桿在油管中的運動及油管自身的運動情況非常復雜，這種運動會引起抽油桿與油管內壁的劇烈摩擦，致使抽油桿本體及接箍磨穿，油管磨損裂縫，造成桿管報廢。

隨著近年來油管泄油錨的應用，在高含水期，基本上是由于大泵和高參數的影響，致使了躺井的頻繁，檢泵周期的縮短，即使把泵上油管錨定，但在游動凡爾關閉，固定凡爾打開時，油管向上運動發生螺旋彎曲，抽油桿下行時螺旋彎曲上行摩擦，也會引起抽油桿接箍與油管內壁的摩擦。在油管錨定且處于拉伸狀態下，柱塞下行中抽油桿螺旋彎曲也會造成管桿偏磨，而且這種彎曲、偏磨通常發生在泵以上幾百米的管柱范圍內。

該類井平均泵徑80.8mm，平均泵深737.2m，平均液量102.8t/d，平均動液面659.5m，平均沖次7.6次（高于平均沖次6.8次），平均沉沒度100.3m，平均檢泵周期226d，平均礦化度9905mg/l。

從以上的數據來看，大泵高參數就成了躺井的主要原因，從GO7-40-306看，兩次躺井相隔時間短，調參之后沉沒度下降了284m，另外該井的礦化度很高，因此在這類井的共性就是大泵-高參數-液量高-井下工具疲勞躺井。近年來，斜井、側鉆井、水平井數量大增。在此類井中，管、桿的對中更為困難，管桿偏磨更為嚴重。目前，油田普遍使用的是CYB250井口裝置，所使用的大四通是自噴井250型采油樹下部的大四通，雖然安裝簡便，但不能解決抽油桿與油管對中問題，一旦抽油機底座固定，調中就很困難，偏心、光桿與防噴盒不對中現象的存在，加劇了管桿偏磨。

3、抽油井管桿防偏磨技術研究與應用效果分析

3.1抽油桿扶正器與抽油桿雙向防偏磨接箍工藝

抽油桿扶正器有硬質塑料和鋼質兩種，硬質塑料扶正器、鋼質扶正器通過配合上在抽油桿公扣與接箍之間，通過絲扣直接連接在兩根抽油桿之間，由于其外徑比抽油桿接箍稍粗，自身先與油管內壁接觸偏磨，待扶正器或滾動接箍磨蝕到一定程度后，抽油桿接箍才與油管內壁接觸、偏磨。

優點：重量輕、體積小，成本低，安裝簡單，能延緩抽油桿接箍的偏磨，延長抽油桿的使用壽命，幾年來一直在油田開發中廣泛使用，并起到了一定的積極作用。缺點：采用該工具，油管仍然一直處于較小面積范圍內的局部偏磨狀態，油管“溝槽”的形成仍然不可難免；同時，當扶正器或滾動接箍磨蝕到一定程度后，抽油桿接箍與油管內壁開始接觸磨蝕，并且仍是局部側面磨損，時間稍長，接箍仍然將被磨穿。即抽油桿扶正器、滾動接箍仍然未能從根本上徹底解決管桿偏磨，只是一種權宜之策。

抽油桿雙向防偏磨接箍是由表面度了一層防偏磨材料，表面光滑耐磨，兩頭有倒角，管桿相互摩擦時起到保護接箍與油管內壁的磨損，延長油井生產周期一延長接箍與油管壽命。

3.2內襯油管與鍍鎢基抽油桿工藝

內襯油管原理結垢：內襯油管就是在油管內部鑲襯上防腐蝕材料，起到防腐耐磨作用，鍍鎢基抽油桿就是在抽油桿外部鍍上一層防腐材料，起到防腐耐磨作用，兩種同時應用能有效地杜絕腐蝕偏磨，延長生產周期，延長使用壽命。

2016年9月GO7-40-315躺井原因管漏關，檢下83長泵500m ，解剖起出原井桿節箍腐蝕偏磨嚴重，70活塞下凡爾刺壞5×5cm洞，泵上第30根油管公扣偏磨穿漏，油管內壁腐蝕偏磨嚴重，根據解剖情況本井腐蝕偏磨嚴重，及時聯系工藝所換泵上76mm加厚內襯新油管53根500m，換鍍新鎢抽油桿，泵下裝防腐藥劑，9.18日開井，以3×6.2開井日液141.2t/d，日油5.0t/d，含水96.4%，比修前液量油量都增加，參數降低2.8次，通過地面設備、地層生產情況、井筒管柱，對方案進行論證，由原來的70泵550m下83長泵500m，地面設備由原來的8型機換12型抽油機，參數由原來的3×9，調整參數為4.2×6.2，達到四升一降，泵徑升級、泵掛上提、液量上升、油量上升、參數降低，通過參數優化下降參數開井，保證作業質量和延長生產周期，控制躺井率，現已正常生產410d。

3.3光桿雙翼調偏防噴盒

油井井口裝置中的大四通平面有的不水平，導致三通放噴盒與光桿不聚中，不具有調中作用，但每口抽油井必用的光桿密封器，不但具有光桿密閉作用，所以推廣應用雙翼調偏放噴盒，具有光桿調中作用，在一定程度上延緩了管桿偏磨。但這種作用，主要體現在對光桿和抽油管柱上部的部分管桿的保護上，對于中下部抽油桿和油管，特別是斜井、水平井、側鉆井中的管桿，起不到防偏磨作用。通過在5口井應用雙翼調偏放噴盒，應用效果良好，起到光桿與防噴盒調偏對中雙翼密封，更換盤根時不用停井等優點。

3.4防偏磨光桿旋轉懸繩器

針對管桿偏磨嚴重現象，研制、推廣了防偏磨旋轉懸繩器，使抽油桿在抽油過程中也能勻速轉動，使磨損在抽油桿接箍360度范圍內均勻分布，從而有效延長抽油桿與油管的使用壽命。構成：主要由殼體、推力軸承、芯軸、蝸輪、蝸桿、外罩、搖臂、驅動輪罩、驅動輪、棘輪、棘爪、扭簧、圓錐滾子軸承等組成。特點：結構緊湊、體積小，現場安裝方便。借助于抽油機自身動力，實現抽油桿勻速轉動。

工作原理：抽油桿旋轉器安裝在懸繩器上端，光桿從其中心孔穿過，其上端裝光桿卡子。當抽油機向下運動到一定位置時，拴在抽油機驢頭和搖臂之間的鋼絲繩拉動搖臂轉動一定角度，此時，棘爪驅動棘輪和蝸桿順時針轉動一定角度。

現場應用情況：根據油井生產參數大，偏磨程度大的油井，優化實施了12口井，例：GO7-40-3356井參數大偏磨嚴重，原檢泵周期平均在145天左右，通過應用后現已正常生產328天，現場應用效果顯著，能防止抽油桿脫扣優點，有效起到抽油桿周圍均勻摩擦，起到有效延長抽油桿與油管的使用壽命。

4、結論與認識

（1）抽油桿扶正器、雙向接箍能延緩管桿偏磨，延長油井免修期；缺點：不能徹底解決管桿偏磨，效果一般。

（2）調偏防噴盒能調正光桿和上部抽油桿，減少部分管桿偏磨；缺點：不能徹底解決管桿偏磨，效果一般。

（3）內襯油管和鍍鎢基桿、油管旋轉器能有效延緩油管偏磨，延長油井免修期；缺點：成本費用高，井口安裝復雜，效果較好。

（4）螺桿泵、旋轉懸繩器能有效延緩抽油桿偏磨，延長油井免修期；缺點：排量小、高液量高含水井不適用，效果較好。

【參考文獻】

[1]沈琛等.中石化油氣勘探開發井下作業工程監督培訓教材.石油工業出版社.北京：2005

[2]劉志明.井下作業工具.北京石油工業出版社，1998