抽油機偏磨原因及治理措施研究

宋紅亮

摘要：抽油機在運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象，當出現(xiàn)偏磨時，會嚴重影響原油的開采質量與開采效率。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，引起抽油機偏磨現(xiàn)象的原因眾多，其原因主要集中在油井的沉沒度、抽汲速度、油管結蠟以及聚合物濃度等四個方面，油田工作人員可以從對抽油機運行參數(shù)進行優(yōu)選、使用具有調速功能的電機、定期更換抽油機的桿管、采取一定的清防蠟措施以及安裝使用防偏磨設施等五個方面出發(fā)，分別采取多項措施，減小抽油機發(fā)生偏磨的幾率。

關鍵詞：抽油機;偏磨原因;治理措施

對桿、管偏磨的問題應采取“防治結合”的原則，在桿柱設計階段充分考慮預防桿、管偏磨的因素，重點開展保持合理沉沒度、及時調整抽汲參數(shù)、加強扶正器和高強度抽油桿等項技術的應用和研究。抽油機井桿、管偏磨的主要原因是由于含水上升、沉沒度降低、抽汲參數(shù)大造成的，是多種因素綜合作用的結果。隨著油田含水的升高、加密采油的進行，要繼續(xù)加強桿、管偏磨防治技術的研究，延長檢泵周期，提高經(jīng)濟效益。

一、抽油機偏磨原理

抽油機在運行過程中，活塞帶動抽油桿做上下往復運動，此時，抽油桿將會受到三種作用力，分別是軸向力、法向力以及接觸力。軸向力和法向力的存在，極易使得抽油桿產(chǎn)生變形，進一步使得接觸力增大，油桿出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象;另一方面，我國部分油井屬于斜井，抽油機在運行的過程中，接箍、桿頭等零部件會同時對油管進行磨損，當磨損嚴重時，可能會引發(fā)油管開裂等現(xiàn)象;其次，當油井的斜度較大時，在活塞往復運動過程都會產(chǎn)生磨損，且在上沖程和下沖程過程中產(chǎn)生磨損的部位不同，此時，油管的內壁上容易產(chǎn)生三角形的缺陷，從而抽油管的工作受到極大的影響。

二、偏磨原因分析

1含水的因素

從現(xiàn)場含水情況分析，含水在12%-66%之間油井偏磨比較嚴重，但含水大于66%后偏磨程度有所下降。這主要是由于油井產(chǎn)出液的流變性和含水有關，當含水較低時，粘度隨著含水的上升呈緩慢上升的趨勢，經(jīng)測定，含水在37.8%時液體粘度最大，偏磨也最嚴重。另外，隨著含水的上升，油井結垢程度也增加，而油井結垢，易降低油井活塞和泵筒之間的光滑度，增大了活塞和泵體之間的摩擦力;活塞內部結垢也減少閥座孔過流面積和活塞內壁的光滑度，從而增大了液體流動的阻力;結垢也會造成油管和抽油桿的腐蝕，降低了它們的光滑度，從而加大了管桿的磨損速度。

2生產(chǎn)參數(shù)的因素

調查發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)液量基本一致的情況下，參數(shù)越大，其產(chǎn)生偏磨的幾率越大。一是沖次太快，使抽油桿柱上載荷變化頻率高，桿柱的慣性載荷增大，且活塞上移速度大于液體進入泵筒的速度，這時供油跟不上，泵筒來不及充滿液體，當活塞向下時，將撞擊液面引起桿柱振動，使抽油桿易發(fā)生彈性疲勞，產(chǎn)生彎曲發(fā)生偏磨;二是沖程太短會增大防沖距，余隙比也隨之增大，進入泵筒中的氣量也增多，使活塞下行壓縮氣體不能及時卸載，撞擊液面后突然卸載，造成桿柱的彈性疲勞，產(chǎn)生彎曲發(fā)生偏磨;三是泵徑越大，活塞和泵筒的磨擦力就越大，抽油桿柱下端所受的軸向壓力也就越大，桿管就越容易產(chǎn)生偏磨;四是泵深越深，流壓越低，容易使原油在近井地帶脫氣、析蠟造成原油粘度增加，使抽油桿下行阻力增大，加大了油井偏磨程度。

3管桿使用年限的因素

通過對偏磨井生產(chǎn)年限統(tǒng)計可以看出油井投產(chǎn)年限越長，偏磨越嚴重。我礦油井產(chǎn)液量低，原油粘度較大，抽油管和抽油桿長期震動，產(chǎn)生疲勞變質。而油井壽命越長，管桿的疲勞變質程度越大，因此，其抗偏磨的能力也就越小。我礦目前還有50口井管桿使用壽命已達到八年以上，這嚴重影響了油井抗偏磨能力，增大了油井防偏磨的管理難度。

三、偏磨井的整改

1調整熱洗水量，徹底清蠟

隨開發(fā)時間延長部分井注水開發(fā)效果較差，導致原油脫氣較嚴重，粘度上升，需頻繁洗井才能保證正常生產(chǎn)，而頻繁洗井使管壁表面附著垢及雜質增加，從而使管徑縮小，活塞上下往復運動過程中的阻力增大，導致油井偏磨程度增大。針對這種情況，我們大膽試驗，同時結合理論推導，決定將單井熱洗井次月均減少9井次，熱洗周期平均由49天略微延長到61天。

2繼續(xù)應用扶正器

抽油桿扶正器與油管內壁相接觸的材料應選用與油管材料摩擦系數(shù)小的，以防止其與油管內壁接觸時產(chǎn)生的摩擦力過大而增加懸點載荷，以及對油管造成磨損。因此，以防偏磨軟件為指導，采取二次、三次扶正的方法，計算出偏磨井段及下井工具個數(shù)，檢泵時在偏磨井段按要求下入。

3加強管桿的更換

由于管桿長期使用，使其抗偏磨的能力減小，抽油機的桿管經(jīng)過長時間的運行后，一定會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，進而造成桿管的許用應力降低，桿管出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，造成抽油機偏磨。同時，桿管老化也會使其出現(xiàn)疲勞斷裂風險，因此定期更換桿管能有效地防止抽油機出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象。為此我們除在檢泵中更換有偏磨及結垢跡象的桿管外，對投產(chǎn)超過10的7作業(yè)井更換全井抽油桿，同時更換抽油管2170，抽油桿2161，目前我礦已更換132的全井桿。

4對抽油機運行參數(shù)進行優(yōu)選

通過上文分析可以發(fā)現(xiàn)，抽油機的運行參數(shù)會對偏磨產(chǎn)生重大影響，所以工作人員可以從以下兩方面入手，對參數(shù)進行調整。首先，如果油井供液不足，則可以從穩(wěn)定液面入手，控制沉沒度;其次，如果油井供液充分，則可以提高泵的充滿系數(shù)，使得沉沒度升高，防止發(fā)生偏磨現(xiàn)象。

5使用具有調速功能的電機

當抽油機使用具有調速功能的電機時，在抽油桿下沖程的過程中，可以通過調速控制功能，使得抽油桿所受的驅動力和重力降低，進而使得抽油桿所受的摩擦力降低，這樣不但可以使抽油機免受偏磨的影響，而且還具有節(jié)能的功效。

6采取一定的清防蠟措施

蠟沉積也是引起抽油機偏磨現(xiàn)象的主要原因之一，所以油田單位應采取一定的清防蠟措施。首先，應對油管制定科學的熱洗周期，及時清除沉積蠟;其次，可以向油管內添加一定量的化學藥劑，防止蠟沉積現(xiàn)象出現(xiàn)。

7安裝使用防偏磨設施

為了防止偏磨現(xiàn)象的出現(xiàn)，對設備添加防偏磨設施是最有效的方式。

結論

油井的沉沒度、抽汲速度、油管結蠟以及聚合物濃度等因素都是造成偏磨的主要原因，管理人員應從對抽油機運行參數(shù)進行優(yōu)選、使用具有調速功能的電機、定期更換抽油機的桿管、采取一定的清防蠟措施以及安裝使用防偏磨設施等五方面出發(fā)，分別采取多項措施，防止抽油機發(fā)生偏磨現(xiàn)象。

參考文獻

[1]方超。抽油機井偏磨原因及治理措施的再探討[J].中國石油和化工標準與質量，2014，（1）：93.