內襯油管配套工藝技術研究與應用

徐立貴

摘要：經過30多年的開發，目前八面河油田已進入開發中后期，有桿泵抽油機井中管桿偏磨腐蝕問題日益凸顯。經調研統計數據表明，八面河油田綜合含水已達90%以上，每年因偏磨腐蝕失效油井達556井次，占失效總井次的80.7%。隨著油井含水不斷上升，提液強度逐年加大，桿管間的工作環境逐漸惡化，潤滑條件越來越差，加上側鉆井、斜井的增多，愈發加重了抽油機井管桿的偏磨腐蝕，從而造成油井生產周期縮短，作業井次及作業費用增加，油管、抽油桿報廢嚴重，大幅增加了油田開發成本。通過分析八面河油田油井偏磨腐蝕規律及失效現狀，依托具有抗磨防腐雙重特性的油管，完善了舉升系統整體配套工藝，大大減緩了油井管桿偏磨腐蝕程度，有效延長了油井免修期，最終實現了提高油田開發效益的目的。

關鍵詞：偏磨腐蝕;內襯管;防腐桿;雙固定閥;配套工藝

通過對八面河油田偏磨腐蝕機理及偏磨腐蝕規律研究和現狀分析，研究了內襯油管的抗磨及其它特性，通過對比內襯油管與普通油管抗磨防腐特性，明確八面河油田防偏磨腐蝕的主導工藝，同時完善相關配套工藝。

1 抽油桿配套工藝

根據腐蝕疲勞的控制措施及抽油桿失效原因分析，進行針對性治理：一是提高抽油桿防腐能力;二是降低最大曲率附近的應力范圍比。

1.1引進防腐抽油桿

優點：具有很高的抗腐蝕性能，適應各種不同腐蝕介質油井，耐腐性能是常規油桿的6倍以上。同時可以減少結垢，增加流體效率。缺點：表面噴涂層易刮蹭碰撞破壞而喪失保護作用。而這也是導致防腐桿沒有推廣使用的原因。

內襯管的特性可以很好的彌補防腐桿的缺點，是防腐桿的優點得到最大化的體現，從而在根本上解決抽油桿腐蝕問題。

1.2設計優化

抽油桿柱工作時，其任意斷面上的應力大小是隨時間變化的，并且應力變化是不對稱循環，所以在設計抽油桿柱時，要考慮疲勞強度。如果把抽油桿柱看成是一個不發生彎曲的直桿，那么在抽油桿柱上、下運動時，其軸向的應力沿桿柱從下到上是逐漸增大的，因此在考慮強度問題時，只要各級桿柱頂端的應力滿足要求即可，現有的抽油桿柱涉及方法都是以這個思想為基礎發展起來的。

2抽油泵配套工藝研究

2.1引進50、63抽油泵

內襯油管是在油管內壁加襯上超高分子量聚乙烯管，內襯后油管的內通徑變小，具體數據如下表：

而原有的泵抽管柱配套也不再適用，比如Ф56泵能通過2⁷/₈^“內襯油管，70泵不能通過3¹/₂^”內襯油管，必須配套脫接器才能適用。為降低成本，減少工藝風險點，引進Ф50、Ф63抽油泵替代部分Ф56、Ф70抽油泵。

2.2治理固定閥刺漏

（1）使用特殊閥副。通過閥球及閥座物理機械性能對比，引進了碳化鈦球+碳化鎢座新型閥副進行抽油泵的漏失治理。

碳化鈦球+碳化鎢座硬度為HRC87大于不銹鋼球座的硬度HRC58，耐磨性和抗腐蝕性能也均強于不銹鋼球座。但碳化鈦球+碳化鎢座的缺點是沖擊強度小于不銹鋼球座，為了避免因沖擊力大造成球座損壞，碳化鈦球+碳化鎢座僅用于低沖次、低液量油井。

（2）雙固定閥泵。由于單固定閥產生漏失幾率較高，特殊閥副又不適用于所有油井，為了提高固定閥的密封性，對部分不銹鋼閥副抽油泵加裝雙固定閥，同時對雙固定閥的啟閉特性進行研究，確定雙固定閥泵并不會對泵效產生影響。

例如：泵徑38mm，泵掛深度1000米，沖次3.0米，沖次3次，泵掛位置井斜角30^o，防沖距0.6米，閥球調高0.046米，井液密度960kg/m³，油氣比3，球閥材質為不銹鋼。通過計算可以知道，單閥與雙閥的啟閉時間無明顯變化。除非在第二個固定閥和第一個固定閥之間油管內的壓力會對泵筒內的壓力產生大的影響的情況下，才會對啟閉時間產生影響。

（3）固定閥結構改進。原固定閥總成結構球室與固定閥絲扣重合，在斜井中球受重力作用，球并不是沿固定閥總成中心線做軸向運動，而是與中心線成一定角度的斜向運動，從而導致球與球室側面發生碰撞，長期生產過程中的頻繁撞擊，外加井液的腐蝕作用，導致固定閥總成球室位置穿孔甚至斷裂落井。針對存在的問題，對固定閥總成結構進行如下改進：

①球室下移，避免球室與外螺紋重合。常規抽油泵在斜井中處于傾斜狀態，由于重力作用，會產生使球偏離軸線的分力，導致此處極易被磨穿，從而導致油井失效。

②外壁加厚，由原來的6.5mm提高到9.5mm。

③進油孔由原來的5孔改為單孔，大幅增加進油孔通徑，減少砂堵幾率。

3現場應用效果

截止目前，累計投入內襯管93.4萬米，目前井下內襯管在用量94.9萬米（待檢3.5萬米），報廢率控制在3.1%。井下在用內襯管井844井次，井數及米數覆蓋率分別為66.9%和55%。

維護作業頻次由項目研究前的0.51下降至目前的0.3，油管更新率由23.9%下降至11%，檢泵周期由743天延長至1071天。

4結論

1、內襯油管可以明顯減輕抽油桿的磨損，提高管、桿的抗磨性和油管內部的防腐蝕性能，并可以優化桿管受力，延長檢泵周期和油管、抽油桿使用壽命。

2、以舉升管柱為研究對象，以木桶原理為基礎，尋找薄弱點，提升短板，延長油井生產周期。

參考文獻

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