防腐防偏磨工艺适应性分析

摘要：本文针对胜利油田防腐防偏磨工作存在的主要问题，进行了防腐防偏磨工艺适应性分析，对各种工艺的优缺点进行了对比，综合考察多轮次躺井油井的偏磨腐蚀状况，以生产区块和检泵周期为衡量标准，形成了分级分类治理偏磨腐蚀的工艺配套模式。

关键词：防腐 防偏磨 各种工艺 优缺点 分析一、防腐防偏磨工作存在的主要问题

（1）偏磨腐蚀井逐年增多

通过对胜利油田的腐蚀偏磨井进行调研，腐蚀偏磨现象明显加重，主要是随着二元驱的大规模实施，采出液矿化度明显升高，残余聚合物加速细菌繁殖。

（2）主要防偏磨工艺现场适应性差

目前现场所使用的防偏磨工艺主要有扶正器、防偏磨接箍和少量内衬油管，尼龙扶正器价格便宜、使用方便，但有效使用时间短，防偏磨接箍虽然在一定程度上减缓了磨损，延长了管杆的使用时间，但是不能从根本上避免管杆的磨损。在生产一段时间之后，往往还是会因为管漏或是杆断脱而躺井，依然会造成管杆的大量浪费。采用修复油管内衬内衬油管，在加工质量和油管本身材质存在问题，导致使用过程中内衬层伸出，脱落，油管本体鼓包，丝扣损坏等问题，质量可靠的全新内衬油管数量少，不能满足生产需要。作为根本上消除偏磨的无杆采油工艺—电潜泵，受到投入成本和单井耗电的影响，无法大规模应用。

（3）管、杆更新力度不足，管、杆质量下降

根据2008年的统计数据，油田油管在用量约为439.49万米，抽油杆在用量约为214.28万米，油管年更新率为11%左右，抽油杆年更新率为13%左右。由于管杆的质量较以前有所下降，加之历史欠帐严重，近年来油管、抽油杆报废率呈逐年上升趋势。而目前实际年油管更换率仅有11%左右，抽油杆更换率为13%左右，远不能满足需要，为维持油水井的正常生产，只能采取降低管杆报废标准、实行管杆分级分类使用的办法来延长管杆的使用周期，但结果是因管杆问题导致油井躺井比例居高不下，几年来一直为50%左右，成为制约油井免修期延长和原油生产的瓶颈。

二、防腐防偏磨适应性分析

1、扶正器

扶正器可以在抽油杆和油管之间形成隔离，使抽油杆处于油管中心，不直接与油管接触，减少抽油杆与油管之间的磨损；由于扶正器外径较大，与油管内壁间隙减小，可以减少抽油杆的振动和弯曲，改善抽油杆的受力状况。根据安装方式可以分为安装在抽油杆接箍上的扶正器和安装在抽油杆本体上的扶正器；按结构分为整体式、分瓣式、接箍式、滚轮式；按材料分为增强尼龙、粉末合金增强工程塑料、碳纤维、金属。目前金属材质扶正器容易造成油管磨损，基本不再使用。

优点：两根抽油杆下入一个扶正器，用量少，使用方便，单井投入成本低。

缺点：防偏磨效果差，扶正器外径较大，减小渗流面积，增加了抽油机负荷和杆柱下行阻力；金属类扶正器易损坏造成卡杆或卡泵；尼龙扶正器耐磨性能差，不能避免接箍磨损。

2、抗磨副

抗磨副具有较高的表面强度和较低的摩擦系数，带有扶正效果。能确保杆管不接触，使杆管磨损转变装置自身磨损，有效防止杆管磨损。主要由抗磨杆体、减磨接箍和分体式扶正体三个部分组成。胜利油田使用都是二型抗磨副：

（1）杆体采用D级抽油杆合金材料冷拔成型，两端镦粗抽油杆标准接头，本体采用抛光后镀硬铬防腐处理。

（2）扶正体采用分体可更换式结构，表面镀NIP后，精细硬化处理，提高结合力。通过开槽处卡到抗磨杆本体上，相对旋转90度，上紧联结螺纹，随抗磨杆一起下入油管内，抽油时扶正体外的摩擦块在弹性元件的作用下锚定在油管内壁上，同时扶正抗磨杆杆体处于油管中心，防止杆管偏磨。扶正体内圆抛光、防腐处理，摩擦系数减小，其耐磨性能提高。扶正体和抗磨杆之间设计了合适的配合间隙，在抽油过程中不会发生摩擦副卡死不滑动的现象。

（3）采用减磨接箍连接。减磨接箍是在标准抽油杆接箍上浇注一层耐磨防腐非金属复合材料，在抗磨杆一旦发生偏磨时，非金属部分与油管内壁接触，摩擦系数小。耐磨材料选用进口尼龙经过改性，具有超强耐磨功能。

优点：抽油杆本体采用抛光后镀硬铬防腐处理，防腐耐磨性能好；采用强力支撑副将耐磨副支撑在油管内壁，使抽油杆在油管内居中，耐磨副与抽油杆存在间隙，可以自由滑动，且耐磨副本身摩擦系数小，降低杆柱阻力。

缺点：支撑副上弹簧易损坏，造成支撑片脱落，导致卡杆或卡泵，油管接箍处存在台面，易导致支撑副损坏，抗磨副防偏磨效果较差。

3、防偏磨接箍

防偏磨接箍应用最多就是双向保护接箍，在普通接箍上涂覆一层AOC-160耐磨蚀减磨涂层，经过特殊表面处理工艺加工而成。AOC功能粉末的重要成分是铬及镍。两元素同时存在并配合重熔工艺可以得到微晶单相奥氏体，具有优异的防腐蚀性能。适量加入的硅和硼等元素和镍铬形成坚硬的硅化物和硼化物，这些硬质点弥散在软的镍铬基体上，起到了弥散强化的作用，整体上提高了涂层的硬度，也提高了涂层抗磨损的性能。由于保护层与油管的硬度相差较大，就避免了管杆硬度相等的粘滞磨损，降低管杆的磨损程度。同时在磨损的过程中，合金粉末转移到油管表面，合金粉末可以油管表面，降低油管表面的磨擦系数，也大大降低了管杆的磨损。

优点：双向保护接箍涂层的成分、组织结构、硬度与油管相差很大，起到了阻止和延迟最初粘着磨损的发生。涂层的高硬度减缓了接箍本身磨粒磨损的程度。耐磨性比普通接箍大大提高，使用寿命也提高了10倍，摩擦阻力降低15-35%，对油管的磨损降低了3倍。

缺点：接箍磨损大幅降低，但是油管磨损加剧，容易造成油管磨穿发生躺井。

4、内衬油管防腐防偏磨工艺

HDPE/EXPE内衬油管，由普通油管内衬高强度聚乙烯管而成，内衬管厚度3.5±0.5 mm，内衬管硬度肖氏硬度60 ～70，使用温度分为小于70℃、小于130℃两类，沙浆磨损率小于3%，具有非常强的防腐、防偏磨性能。

优点：由于内衬层的摩擦系数非常小，小于钢与钢之间摩擦系数，内衬油管对接箍磨损量基本为0，真正起到了双向保护的作用；内衬层杜绝了采出液与油管本体接触，避免了杆管偏磨加剧油管腐蚀程度，能够起到非常显著的防腐效果，防腐防偏磨效果显著，治理后检泵周期平均可以延长2-3倍。

缺点：内衬油管价格较高，单井投入成本大，需配套防腐能力好的抽油杆和防腐泵才能充分发挥内衬油管的优势，否则杆或泵容易出现问题造成躺井；另外由于内衬油管内通径小于普通油管，过流面积小。

5、化学长效缓蚀剂

固体长效缓蚀剂是将母体缓蚀剂、缓蚀增效剂、填充剂和粘合剂胶结粘合制成的。其缓蚀的基本作用机理和常规液体缓蚀剂的一样，主要是通过成膜而起到减缓腐蚀的作用。长效缓蚀的作用机理主要是通过缓慢释放、低溶解度和工具控流等来实现的。

优点：使用方便，直接将加药管柱挂在尾管底部即可，利用缓蚀剂均匀释放，可以减缓油井腐蚀。

缺点：由于油井腐蚀机理各不相同，单一药剂不能解决所有腐蚀，导致防腐效果不明显。

三、结论

防腐防偏磨治理总体原则是对轻度偏磨腐蚀油井配套尼龙扶正器+防腐器，保护油管，延长检泵周期；对中度偏磨腐蚀油井利用组合抽油杆，提高杆强度，利用防腐油管，提高油管耐腐蚀性能，配套Ⅰ型抗磨副或减磨接箍+尼龙扶正器，减轻杆管偏磨，延长检泵周期；对于重度偏磨腐蚀油井主要采用内衬油管+高强度抽油杆+防腐耐磨泵或防腐电潜泵工艺，从根本上治理偏磨腐蚀井，改变目前治理效果不明显的困境。

参考文献：

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