油井桿管受力分析與防磨配套技術(shù)應(yīng)用

竇銘

摘要：水驅(qū)油田偏磨井中有 20%口井存在因偏磨導(dǎo)致抽油桿斷脫而作業(yè)，嚴(yán)重影響了油井的生產(chǎn)時(shí)率。油井桿管偏磨主要是由于井斜、桿柱失穩(wěn)兩個(gè)因素造成的，通過(guò)井眼曲線(xiàn)三維立體再現(xiàn)分析技術(shù)，采用內(nèi)襯管、雙保護(hù)接箍式扶正器的方式可解決井斜造成的偏磨問(wèn)題。應(yīng)用抽油桿近似等強(qiáng)度組合設(shè)計(jì)、桿柱受力中和點(diǎn)及扶正間距分析等技術(shù)，選用下加重桿、加長(zhǎng)尾管，下部扶正措施的注塑桿、實(shí)心桿扶正器、扭卡式扶正器來(lái)解決抽油桿失穩(wěn)造成的偏磨現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：水驅(qū)油田；偏磨井；桿柱受力；組合設(shè)計(jì)；治理措施

水驅(qū)油田以注水開(kāi)發(fā)為主，目前已進(jìn)入中高含水期，由于油井液面下降、油井開(kāi)發(fā)環(huán)境逐年變差，加之在高含水期油品性質(zhì)發(fā)生變化等因素的影響，油井作業(yè)檢泵主要集中在桿管斷脫漏、泵漏、卡泵這三個(gè)主要方面，嚴(yán)重影響了我廠(chǎng)油井的生產(chǎn)時(shí)率。經(jīng)過(guò)近幾年的工作實(shí)踐，不斷試驗(yàn)摸索，對(duì)每口偏磨井開(kāi)始采用了井眼曲線(xiàn)三維立體再現(xiàn)分析技術(shù)和抽油桿近似等強(qiáng)度組合設(shè)計(jì)桿柱受力中和點(diǎn)分析技術(shù)進(jìn)行分析，工具也在不斷的更新完善，針對(duì)不同的偏磨情況，目前已有效果較好的治理手段和方案有供參考。

1 防偏磨綜合配套技術(shù)的研究與應(yīng)用

經(jīng)過(guò)近幾年的工作實(shí)踐和不斷試驗(yàn)摸索，2016年對(duì)每口偏磨井開(kāi)始采用井眼曲線(xiàn)三維立體再現(xiàn)分析技術(shù)和抽油桿近似等強(qiáng)度組合設(shè)計(jì)桿柱受力中和點(diǎn)分析技術(shù)進(jìn)行分析，工具也在不斷更新完善，針對(duì)不同的偏磨情況，目前已有效果較好的治理對(duì)策（圖 1和圖 2）。

針對(duì)井斜變化較大井，主要是通過(guò)在井斜位置采取措施，減少桿與管之間的磨損。主要采用耐磨內(nèi)襯管和雙保護(hù)接箍式扶正器，其中雙保護(hù)接箍式扶正器主要是配合注塑桿用在井斜+ 撓曲防偏磨井上，耐磨內(nèi)襯管主要用來(lái)治偏磨疑難井的治理。耐磨內(nèi)襯管是以聚乙烯為母料加上耐磨材料配比制造壁厚約 4 mm 復(fù)合管，通過(guò)設(shè)備復(fù)合內(nèi)襯于油管中，對(duì)油管端部進(jìn)行處理，使之密封。具有耐磨性，同時(shí)耐腐蝕、抑制結(jié)蠟、防結(jié)垢（圖 3）。

2 防泵漏工藝技術(shù)原理

由于在地磁場(chǎng)的作用下，普通金屬易被磁化而具有磁性，井液中一些帶金屬成分的顆粒被吸附在閥球與閥座上，導(dǎo)致凡爾關(guān)閉不嚴(yán)，加之硬度不夠，在高速水力的沖擊下被切割而失效。該流線(xiàn)型無(wú)磁防泵漏固定凡爾總成與普通凡爾相比具有特殊的力學(xué)性能，它利用自身不易被磁化，以及較強(qiáng)的耐磨性、耐腐蝕性與流線(xiàn)型的通道的結(jié)構(gòu)來(lái)延長(zhǎng)井下泵的使用壽命。

3 防砂卡工藝

針對(duì)出砂油井的出砂情況、出砂程度、出砂影響特征優(yōu)選防砂措施，主要是規(guī)模應(yīng)用沉砂型特種泵井筒防排砂技術(shù)，實(shí)現(xiàn)出砂油井高效長(zhǎng)效生產(chǎn)，在防砂增油和延長(zhǎng)檢泵周期方面都取得了較好效果。

4 取得的成果及突破

通過(guò)對(duì)區(qū)塊油井采取綜合配套技術(shù)后，油井的生產(chǎn)狀況得到改善，延長(zhǎng)了檢泵周期和油井和生產(chǎn)時(shí)率，主要取得以下幾項(xiàng)成果。通過(guò)油管內(nèi)襯高密度聚乙烯管，使油管與抽油桿之間不接觸，而是抽油桿和內(nèi)襯襯層接觸，減少管桿間磨損，保護(hù)了油管和抽油桿，同時(shí)高密度聚乙烯管耐磨性能好，延長(zhǎng)了油井生產(chǎn)時(shí)間。利用繪圖軟件，將井斜數(shù)據(jù)輸入其中，得出直觀(guān)、清晰的井身軌跡模擬圖，并可實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)態(tài)的觀(guān)察，可視化了油井的井下物理結(jié)構(gòu)，同時(shí)結(jié)合中和點(diǎn)的計(jì)算和撓曲井段的描述，為制定防偏磨措施，提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。

對(duì)導(dǎo)致泵閥刺漏的原因分析取得了突破，在泵閥材料的開(kāi)發(fā)取得了與選擇具有了針對(duì)性。對(duì)泵閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，采用大通道球座、三瓣梅花形閥罩以及流線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，減小了液體進(jìn)泵阻力，提高了泵的充滿(mǎn)系數(shù)。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

油井桿管偏磨主要是由于井斜、桿柱失穩(wěn)兩個(gè)因素造成的，通過(guò)井眼曲線(xiàn)三維立體再現(xiàn)分析技術(shù)，采用內(nèi)襯管、雙保護(hù)接箍式扶正器的方式可解決井斜造成的偏磨問(wèn)題；應(yīng)用抽油桿近似等強(qiáng)度組合設(shè)計(jì)、桿柱受力中和點(diǎn)及扶正間距分析等技術(shù)，選用下加重桿、加長(zhǎng)尾管，下部扶正措施的注塑桿、實(shí)心桿扶正器、扭卡式扶正器來(lái)解決抽油桿失穩(wěn)造成的偏磨現(xiàn)象。油井防偏磨工作是一項(xiàng)復(fù)雜而且長(zhǎng)期的任務(wù)，原來(lái)本不偏磨的井會(huì)隨著油井生產(chǎn)參數(shù)的變化而出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象，或者輕微偏磨轉(zhuǎn)為嚴(yán)重偏磨，偏磨井段也會(huì)發(fā)生較大變化，所以油井偏磨也是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，針對(duì)每一口的偏磨原因進(jìn)行治理與預(yù)防，最大限度來(lái)延長(zhǎng)采油井生產(chǎn)周期。

參考文獻(xiàn)

[1] 于學(xué)信，吳家松，魏亞峰，王觀(guān)華，高恒超，陳文秋，黃偉. 抽油桿防失穩(wěn)技術(shù)[J]. 石油機(jī)械，2011 年 07 期 .

（作者單位：勝利油田東勝公司）