稠油條件下抽油桿的防偏磨斷脫綜合治理淺談

王憲偉 趙曉利

摘要：抽油機井的抽油桿偏磨斷脫是一種常見的異常現象，嚴重影響油田的正常生產。偏磨斷脫的原因有油藏因素、疲勞破壞、機械偏磨以及腐蝕損壞等多種因素，針對稠油及特稠油情況研究抽油桿防偏磨斷脫管理，以及不同的治理措施，可以有效提高油井的生產效率和經濟效益。

關鍵詞：稠油開采;抽油桿;偏磨斷脫;治理措施

近幾年來，隨著各油田落實國家關于能源安全新戰略，統籌協調國內能源開發，加大了資源動用力度，一批稠油油藏開始進行開發建設，加強稠油情況下抽油桿的偏磨斷脫管理的研究，能夠降低油田開采的開采成本，極大地提高國家能源安全戰略的保障力度。

筆者所服務的西北油田主要開發的是塔河油田奧陶系縫洞型碳酸鹽巖油藏，埋藏深度在5500米至7200米，原油黏度達10萬毫帕·秒以上，在常溫下就是瀝青狀，具有超深、高溫、高壓、高含硫化氫的特點，原油腐蝕性大，導致抽油泵凡爾漏失、泵座損傷、抽油桿斷裂等情況頻繁，嚴重影響油井的生產時效。

1抽油桿斷脫的原因

油氣生產過程中抽油桿由于長期在交變載荷以及油氣水等腐蝕環境下，油質稠導致抽油桿卡死狀況頻發高發，洗井解卡時需要吊車配合反復上提下放活動抽油桿，抽油桿受損斷裂，影響正常生產。抽油桿偏磨斷脫的原因較復雜，根據偏磨斷脫特征、部位及原因分析，可以從以下幾個方面分析偏磨斷脫原因。

1.1抽油桿疲勞破壞

油井生產過程中，抽油桿受到不對稱循環載荷的作用，桿的上部分所承受的力有抽油桿柱及液柱的重力、慣性載荷力，摩擦阻力、管桿彈性導致的振動載荷等力，隨著開采深度的加深，致使抽油桿下部的張應力轉換為壓應力，增加了抽油桿的彎曲和扭力及摩擦力，加重了下部的負擔。不對稱循環載荷的作用，致使設備產生多處的疲勞源，容易引起抽油桿的疲勞斷裂。

1.2抽油桿的機械偏磨

抽油機井的生產中，抽油桿上沖程受拉應力作用，下沖程受壓應作用產生彎曲，極易產生偏磨。垂直井在套管處會發生彎曲，而斜井，抽油泵下到造斜點以下時，抽油桿與油管的內部相互接觸，上沖程時，抽油桿與油管內壁一側產生偏磨;下沖程時，抽油桿彎曲與油管內部內壁摩擦導致偏磨。

1.3抽油桿腐蝕破壞

大部分油井在實際開采過程中，產出液中都含有水的成分，大部分產出液具有較多的腐蝕物質，這些腐蝕物質包含不限于CO2、HS2等成分。稠油開采使用的抗稠油電泵、注稀油、注氮氣等工藝，其中注氮氣產生腐蝕性物質，加上油藏高含硫化氫，增加油井腐蝕，加劇抽油桿的腐蝕斷裂速度。

2.抽油桿防偏磨斷脫的防治措施

2.1抽油桿柱防偏磨斷脫技術分析

（1）旋轉井口、旋轉懸繩器防偏磨技術

針對部分油井油套管變形造成抽油桿嚴重偏磨，采用旋轉井口和旋轉懸繩器能夠有效降低偏磨、延長管和桿的使用壽命。旋轉井口定期旋轉井口螺桿，帶動井下油管旋轉一個角度，均衡油管內壁偏磨。旋轉懸繩器在抽油機上下沖程交變載荷作用下，自動緩慢旋轉，每一個沖程，該裝置帶動抽油桿順時針旋轉一個微小角度，使抽油桿接箍受均勻受磨。

（2）安裝扶正器和加重桿。

實際生產中，抽油桿扶正器主要是尼龍扶正器，油管上應用硬膠筒扶正器，它們都具有一定的耐磨性，下井比較方便。在抽油桿底部加裝加重桿，使桿柱受力均勻，在上下沖程時始終處于拉升狀態，也不會因為交變載荷產生彎曲變形，從而改善偏磨、減小載荷沖擊問題，降低抽油桿斷脫故障發生。

（3）新型抽油桿和雙向保護接箍

針對性分析特種抽油桿性能參數，引進鋼制連續、HY級高強度、環氧樹脂防腐等5類特種抽油桿，累計應用129井次，檢泵周期延長近100天，年檢泵井次下降16.7%。雙向保護接箍是在普通接箍表面噴涂一層AOC-160涂層，硬度較高且耐腐蝕，能減緩接箍及抽油桿的偏磨腐蝕。

2.2 抽油桿柱防偏磨斷脫管理淺談

（1）優化抽油機井的“機、桿、泵”相匹配的方案。通過對抽油機井的“機、桿、泵”三者匹配狀況的分析研究，優化制定最合理的工作方案制度，通過適當放大抽油機機型、采用較大的抽油桿徑、增加泵徑、降低沖次等方式，降低抽油桿柱偏磨，提高抽油井生產時率。

（2）加強抽油機現場監控

據統計，抽油桿使用7年后故障率高達32%-47%。因此，加強對抽油桿的嚴格監管，建立單井檔案，跟蹤記錄偏磨部位，調整熱洗周期，及時有效防止偏磨斷脫發生，減少作業成本。

（3）合理設定油井管桿組合和生產參數

抽油機井管桿組合不當，增加偏磨幾率，特別是接箍和造斜點位置，更容易出現接觸摩擦。生產參數設定不合理時，稠油井桿柱運行速度小于抽油機驢頭速度，出現桿卡現象，更易彎曲受損。沉沒度小于400米時，下沖程柱塞卸載較快，加劇桿柱振動，易產生偏磨。

總之，稠油井針對性采取管理措施，優化管和桿組合設計，優化桿與柱泵尺寸配合，減少摩擦，優化油井抽吸生產參數，合理設定沉沒度，定期熱洗，避免井筒結蠟，確保出油通道暢通，實現科學高效管理。

參考文獻：

[1]曹言光 中原油田防偏磨腐蝕配套技術【J】 ??油氣地面工程，2004，23（9）

[2]李向東 抽油桿斷脫原因及預防措施【J】 今日科苑，2010，（06）