浅谈油井管杆偏磨影响因素与治理措施

[摘要]针对青海油田油井管杆防偏磨现象、原因、危害进行分析，推广使用了内衬油管、防偏磨抽油杆、抽油杆扶正器、防偏磨旋转式悬绳器等工艺，目的就是为了有效地防止油井管杆的偏磨腐蚀。

[关键词]青海油田；油井；偏磨腐蚀；因素；治理措施

中图分类号：TE344 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2013）06-0094-01

前言

青海油田是我国最早开发的油田之一。地处青藏高原，位于青海省西北部的柴达木盆地，是青海、两省区重要的产油、供油基地。青海油田目前开发的主力油田有尕斯库勒、跃进二号、花土沟等油田；主力气田有涩北一号、涩北二号、台南等气田。近年来，随着油田开发的深入以及开采程度的加大，由于井身结构、作业施工和生产参数等影响，管、杆磨损已成为油井停产的重要因素。应该采用行之有效的方法，最大限度的解决油田油井偏磨的问题，延长管杆的使用寿命，实现原油产量的增长。

一、青海油田抽油井管杆偏磨现状

目前油田已经处于开发后期，开发上呈现高含水和低渗透性，产油量逐年减少。由于青海油田长期使用水驱法产油，大量的注水以及不合理的开采，自然井斜、定向斜井和产出液的介质腐蚀等原因的影响，造成油井管杆工作条件逐渐恶化。研究表明，抽油杆在油管中的运动以及油管自身的运用是联系紧密而且关系复杂，引起抽油杆和有关的内壁长生强烈的摩擦，有时会把油管磨穿而造成油管漏失，或者是把抽油杆的节箍磨坏，造成抽油杆的损坏，严重的影响了抽油油井的正常生产。

二、油田抽油井管杆偏磨危害

青海油田百分之九十以上的油井采用的是有杆机械采油工艺，因为在油田的含水量上升时期，参数比较大，工作时间紧任务重，因此造成了青海油田有将近一半的油井存在不同程度的管杆偏磨腐蚀现象。随着青海油田规模的发展，测井、斜井不断的增多，偏磨腐蚀现象也越来越严重，有杆机械采油的过程中，会发生抽油杆和油管的相互接触磨损，从而造成了杆断、杆脱、管漏失的情况发生，油井的免修期缩短，不但严重影响了油井的正常的生产工作，增加了成本。

三、影响油田抽油井管杆偏磨的因素

1.油井井身结构的约束引起管杆变形，造成弯曲偏磨损伤

在目前大多数无技术套管的油井，油层套管在一定程度上是螺旋弯曲的，实际的井身结构基本上不是一条直线，油管在井筒中的空间位置是受套管与油管间的环空限制的，而抽油杆在井筒中的空间位置同样是受油管问环空的限制，所以油管、抽油杆在井筒中所呈现的工作状态（直线状态或曲线状态）直接受井身结构的约束。油管、抽油杆本身是具有弹性和钢性的，在无任何约束的情况下，油管、抽油杆应该呈现直线状态，但在呈现空间曲线的套管中，油管是螺旋弯曲的，抽油杆与油管相互接触是不可避免的。

2.抽油杆在交变载荷作用下产生底部弯曲

在油井抽油的整个上下冲程时，抽油杆都会出现弯曲的现象，使得杆管之间的距离缩短了，这样却增加了摩擦的系数，在粘度和密度都比较大的稠油井中，不仅摩擦力较大，而起泵下行程阻力也比较大。通常只有在泵径大于50毫米时，并且抽吸速度达到一定的规定时，泵阻力的影响就显得尤为重要。

3.管柱结构不合理以及配套工艺不完多也是管杆偏磨严重不可忽视的重要因紊之一

座封的影响。封隔器座封造成中和点上移至泵挂以上，致使抽油杆上、下行时抽油杆节古均与弯曲油管发生偏磨最终造成杆断。未锚定的影响。对于没有锚定的井下管柱，油管承受交变的液柱压力作用，上冲程时，液柱载荷转载到抽油杆上，油管收缩并因为弯曲效应产生弯曲，造成抽油杆上行偏磨而断裂。下冲程时，液柱载荷转载到油管上，抽油杆弯曲与油管发生磨损。

4.油井的含水量和腐蚀介质的影响

随着油田开发时间的持续，产出溶液的综合含水上升，由于油包水变成了水包油，管杆的表面也由原来的石油变成了产出水，失去了原油的作用，这样就加快了管杆磨损的速度，此外腐蚀介质的存在，对于管杆表面也会出现粗糙不平的情况，从而降低了管杆的强度，两者相互影响，相互作用，从而对于管杆的偏磨腐蚀性更为严重。

四、抽油井管杆防偏磨技术应用

1.减少抽油杆的弯曲

在抽油的过程中，采用大直径的抽油泵进行抽油，或是抽稠油时，抽油泵柱塞在下冲程的过程中会受到一定的阻力，并且泵径和原油粘度的增加都会使阻力增加，从而造成了抽油杆柱下部出现纵向的弯曲，使抽油杆承受额外的力，而出现断裂。为了有效的解决使用大直径泵抽油，减小抽油杆柱的下部发生纵向弯曲，减少抽油杆的断裂事故等，在抽油杆的柱的下部采用加重杆的技术，使用加重干技术，采用较大直径的抽油杆，可以增加底部抽油杆的抗弯性，从而减少弯曲造成的偏磨现象。

2.抽油杆扶正短节防磨技术

连接抽油杆上的扶正短节通常是利用扶正套的外径比抽油杆接箍外径大，起到扶正的作用，利用扶正套是高强度耐磨材料，与油管接触使扶正体磨损，减少油管的磨损，以此达到防偏磨的作用。从而延长抽油杆的使用寿命。

3.光杆双翼调偏防喷盒的使用

油井井口的主要装置中的大四通平面有的是不水平的，引起三通放喷盒与光杯不居中，不具有调中起作用，但是每口抽油井比用的光杆密封器，具有管杆密闭的作用，因此推广应用双翼调偏放喷盒，具有光杆调中的作用，在某种程度上对管杆偏磨起到了延缓的作用。

4.应用配套方案，实施综合治理

首先管柱实施油管锚锚定，避免油管弹性弯曲造成的油管、抽油杆偏磨损伤。其次柱底部采取加重扶正，减轻杆柱受压弯曲程度以及杆柱中和点下移，从而实现降低偏磨损伤。再次杆柱中性点至底部采取扶正，减轻失稳弯曲引起的油管、抽油杆偏磨损伤。最后在工艺配套及井筒允许的情况下尽可能管柱井口旋转达到均匀磨损。另外优化工艺配套设计和生产参数，采取长冲程、慢冲次，降低偏磨损伤。

5.推广应用新式采油方式

使用连续抽油杆、小排量电潜泵、螺杆泵等新型成熟的抽油技术，可以有效治理疑难偏磨问题。以螺杆泵为例，由其工作原理知定子与转子的旋转运动代替了管式泵的上下往复运动，从而有效避免抽油杆下行失稳造成的管杆磨损。

五、建议

（1）抽油杆节箍尺寸较大，它与油管接触磨损的程度及频率远大于杆本体，建议：①在保证抗拉强度的条件下，减小抽油杆节古的直径；②抽油杆节古表面镀一层光滑的防腐抗磨表面层。（2）开展防偏磨油管及防偏磨油管接箍的研制工作。在上下冲程的移动过程中部分节古及扶正器必须通过油管接箍，而油管接箍内存在过渡台阶，这种过渡台阶相对油管本体来说，对抽油杆尼龙扶正器不是磨损而类似于切削，是造成节古及扶正器短期失效和有效期短的重要原因。建议：①研制开发内平齐油管接箍；②内壁硬化处理，提高抗磨损能力。