張賓
摘 要 抽油機(jī)井桿偏磨問(wèn)題導(dǎo)致桿斷、桿脫、管漏等事故,是孤島油田采油管理五區(qū)開發(fā)面臨的一個(gè)生產(chǎn)難題,本文從多個(gè)方面對(duì)造成偏磨的原因進(jìn)行了分析,并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)介紹了一些治理偏磨的措施,以期為管桿偏磨治理工作起到一定的指導(dǎo)借鑒作用。
關(guān)鍵詞 油管 抽油桿 偏磨 原因分析 治理對(duì)策
中圖分類號(hào):TE920 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1抽油機(jī)井管桿偏磨的原因分析
導(dǎo)致抽油機(jī)井管桿偏磨的原因比較復(fù)雜,涉及到油管、抽油桿、泵筒、井身結(jié)構(gòu)、油井的供液狀況、生產(chǎn)參數(shù)、工況、產(chǎn)出液性質(zhì)、管桿材質(zhì)等多個(gè)問(wèn)題。大泵高參數(shù)就成了躺井的主要原因,油井兩次躺井相隔時(shí)間短,調(diào)參之后沉沒(méi)度下降了284m,另外該井的礦化度很高,因此在這類井的共性就是大泵-高參數(shù)-液量高-井下工具疲勞(礦化度高腐蝕加重)-躺井。近年來(lái),斜井、側(cè)鉆井、水平井?dāng)?shù)量大增。在此類井中,管、桿的對(duì)中更為困難,管桿偏磨更為嚴(yán)重。
1.1抽油桿在工作過(guò)程中交變載荷的影響
抽油桿在生產(chǎn)過(guò)程中承受的是不斷變化的交變載荷,上沖程主要受抽油機(jī)的拉力、活塞以上液體的重力、活塞與泵筒的摩擦力等作用,迫使抽油桿伸長(zhǎng),而油管則是受到軸向的壓力作用,迫使其彎曲變形;下沖程時(shí)抽油桿受重力、液體進(jìn)入泵筒的阻力和液體的浮力、活塞與泵筒的摩擦力等作用,抽油桿受到軸向力壓力作用,迫使抽油桿要發(fā)生彎曲變形,而油管則是受到軸向的拉力作用,這種變形是在抽油桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)中不斷變化的,受壓變形的抽油桿與油管內(nèi)部接觸,便產(chǎn)生摩擦,長(zhǎng)此以往就會(huì)造成抽油機(jī)井管桿的偏磨,這是偏磨的主要原因之一。
1.2井身結(jié)構(gòu)的影響
多數(shù)井井筒是垂直地面的,但是隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展,斜井水平井、側(cè)鉆井等不斷增多,井斜也是導(dǎo)致抽油機(jī)井管桿偏磨的重要原因。井斜角越大發(fā)生偏磨的可能性就越大,即便是直井,其井身軌跡也不是鉛直的,下入井內(nèi)的油管、抽油桿受到井筒軌跡的影響,發(fā)生彎曲,就會(huì)產(chǎn)生偏磨現(xiàn)象的發(fā)生。由于大部分油井的井身軌跡都不是鉛垂的,所以由井斜原因造成的偏磨問(wèn)題也是很普遍的。
1.3抽油桿彎曲變形
抽油機(jī)井管桿在生產(chǎn)過(guò)程中由于受力不均等多種原因,使得抽油機(jī)井管桿發(fā)生塑性變形,變形后的抽油機(jī)井管桿由于運(yùn)行軌跡不重合,進(jìn)而產(chǎn)生摩擦,造成抽油機(jī)井管桿的磨損。
1.4套管變形的影響
由于多年來(lái)受地質(zhì)因素等多方面的影響,許多油井套管變形嚴(yán)重,而且變形的位置不止一個(gè),使得井筒內(nèi)的抽油機(jī)井管桿運(yùn)行軌跡被迫發(fā)生變化,進(jìn)而造成抽油機(jī)井管桿偏磨。
1.5產(chǎn)出液影響
由于某些井某些層位的產(chǎn)出液中含有腐蝕性成分較多,將抽油機(jī)井管桿表面耐腐蝕層腐蝕,形成了凹凸不平的接觸面,摩擦系數(shù)增加,更加劇偏磨的嚴(yán)重程度。偏磨加重了腐蝕,腐蝕引起更嚴(yán)重的偏磨,如此以來(lái)就形成惡性循環(huán)。加之有些井含有少量硫化氫,硫化氫的存在就會(huì)導(dǎo)致氫脆腐蝕,加劇了對(duì)抽油機(jī)井管桿的破壞。
1.6管柱結(jié)構(gòu)影響
管桿偏磨受管柱結(jié)構(gòu)影響比較顯著,特別是泵上摻水管柱,由于泵上摻水管柱多使用Y211型封隔器,封隔器坐封時(shí)要加壓80-100KN,所以泵上油管受壓彎曲,容易產(chǎn)生偏磨。其次泵徑泵深對(duì)管桿偏磨也有很大影響,泵徑越大活塞下行時(shí)阻力越大,抽油桿下行時(shí)越容易彎曲,導(dǎo)致管桿偏磨。
2抽油機(jī)井管桿偏磨的危害
2.1造成抽油桿斷脫
抽油機(jī)井管桿偏磨是材料強(qiáng)度大的把強(qiáng)度低的磨損,由于不同廠家生產(chǎn)的抽油機(jī)井管桿的材料組成有差異,所以其強(qiáng)度也不相同,抽油機(jī)井管桿磨損的狀況也各不相同,由于抽油桿接箍外徑較大,所以抽油桿偏磨最常見的是抽油桿接箍偏磨,偏磨到一定程度才會(huì)出現(xiàn)抽油桿本體偏磨,當(dāng)接箍越磨越薄甚至絲扣磨損時(shí)就會(huì)出現(xiàn)脫扣現(xiàn)象。而抽油桿本體磨損后抗拉強(qiáng)度逐漸變低,出現(xiàn)桿斷的幾率逐漸增加,達(dá)到一定的程度就會(huì)產(chǎn)生斷脫。
2.2造成油管漏失
抽油桿偏磨的同時(shí)油管也受到磨損,在抽油桿偏磨的井上油管大多也都存在偏磨問(wèn)題,作業(yè)時(shí)起出的油管可以看出有一道深的凹槽,嚴(yán)重者油管會(huì)磨穿,造成油管漏失,甚至是一條大的裂縫,嚴(yán)重影響油井的正常生產(chǎn)。
2.3造成油井免修期縮短,造成油井躺井
抽油機(jī)井管桿磨損后,抽油桿斷脫、油管漏失的幾率就會(huì)增加,造成油井躺井,使油井的免修期大大縮短。部分油田由于抽油機(jī)井管桿偏磨造成的躺井,占到躺井比例的70%以上,可見偏磨的危害有多大。
2.4造成抽油井泵效降低
由于偏磨使油管出現(xiàn)不同程度的漏失,使泵效降低。
3抽油機(jī)井管桿偏磨治理措施
近年來(lái),隨著高含水期的開發(fā),大泵高參數(shù)生產(chǎn),管桿偏磨越來(lái)越嚴(yán)重,采油廠越來(lái)越重視管桿偏磨問(wèn)題,為預(yù)防治理工作投入了大量的人力、物力開展管桿防偏磨工藝技術(shù)、方法的研究與應(yīng)用,并取得了顯著的效果。
3.1下入多種類型的抽油桿扶正器
抽油桿扶正器是治理偏磨的一種簡(jiǎn)單有效的措施,常用的扶正器有尼龍扶正器、滾輪扶正器、滾珠扶正器、塑料扶正器等,效果比較穩(wěn)定的尼龍扶正器,成本低,效果好,不易造成事故,但其耐磨性能稍差。
3.2調(diào)整抽油井生產(chǎn)參數(shù)
抽油井生產(chǎn)參數(shù)的高低對(duì)偏磨有很大影響,參數(shù)越高偏磨越嚴(yán)重,所以在油井生產(chǎn)過(guò)程中要不斷監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)資料,使油井在合理的生產(chǎn)參數(shù)下生產(chǎn),盡量采取大泵徑大沖程小沖次生產(chǎn),參數(shù)能下調(diào)的盡量下調(diào),最大限度的減少躺井。
3.3安裝抽油桿旋轉(zhuǎn)減載裝置
該裝置安裝在抽油機(jī)懸繩器上部,在油井生產(chǎn)過(guò)程中,每個(gè)沖程減載裝置帶動(dòng)抽油桿柱微量轉(zhuǎn)動(dòng),這樣使抽油桿與油管偏磨的部位發(fā)生改變,不再是一個(gè)部位,通過(guò)部位不斷變化,抽油桿的運(yùn)行軌跡也在不斷變化,抽油機(jī)井管桿磨損的部位也在不斷變化,這樣就延長(zhǎng)了抽油機(jī)井管桿的耐磨時(shí)間,大大增加了檢泵周期。
3.4抽油機(jī)校正
管桿偏磨與抽油機(jī)是否對(duì)中有很大關(guān)系,對(duì)井口不對(duì)中的井通過(guò)校正抽油機(jī)使之達(dá)到對(duì)中,可以在很大的減少偏磨的程度,有些井的偏磨現(xiàn)象甚至消除。
4結(jié)束語(yǔ)
抽油機(jī)井管桿偏磨問(wèn)題是一個(gè)系統(tǒng)性問(wèn)題,偏磨的原因可能是多重的,也可能是單一的,治理偏磨時(shí)要認(rèn)真分析造成偏磨的具體原因,根據(jù)原因采取針對(duì)性措施,才能達(dá)到預(yù)期的效果,達(dá)到降本增產(chǎn)的目的。
參考文獻(xiàn)
[1] 萬(wàn)仁溥,羅英俊.采油技術(shù)手冊(cè)[M].石油工業(yè)出版社,2000.
[2] 李健康,郭益軍,謝文獻(xiàn).有桿泵井管桿偏磨原因分析及技術(shù)對(duì)策[J].石油機(jī)械,2000(06).