油井杆管偏磨原因及防治措施分析

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[摘 要]抽油机井杆管偏磨现已成为国内外各大油田普遍存在的问题，特别是对于中后期开发阶段，随着综合含水的持续上升、下泵深度的逐渐增加，杆管偏磨日益严重，不仅加大了维护作业工作量，而且造成了巨大的经济损失。为了维持油田的正常生产，增产增效，研究杆管偏磨原因及防治措施有着重大的现实意义。

[关键词]杆管偏磨 治理措施

中图分类号：TE933.207 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0086-01

引言

近年来，随着斜井、水平井的不断增多，杆管偏磨问题越来越突出，从而造成油井维护作业井次居高不下，免修期缩短，作业量增加，管理难度加大，无形中提高了采油成本，影响了油田综合效益[1-3]。因此，油井杆管偏磨问题亟待解决。

1 杆管偏磨的危害

结合前人研究可知[2-4]，稠油机杆管偏磨产生的主要危害有：①影响油井正常生产，维护性作业井次居高不下；②杆管报废率高，增加杆管投入成本；③影响油井套管使用寿命。

2 杆管偏磨的原因

抽油杆在油管内的往复运动受到井深结构、杆管匹配、产出液性质、地层结构变化以及工作参数等诸多因素的影响，造成杆管的接触、摩擦，产生油井偏磨[2]。分析造成杆管偏磨主要原因[4-5]如下。

2.1 井深结构造成的偏磨

油井钻井时因地质结构和钻井工艺装备及采油工艺要求等要素制约，油井钻井时存在一定的井斜角、方位角，且井斜角、方位角多向变化，井深轨迹是一条方向复杂多变的三维空间管道。抽油杆在倾斜弯曲的油管内往复运动，必然导致杆、管的接触和摩擦。而杆管载荷、摩擦因数、材质和零部件结构等因素不同，造成杆管的磨损、腐蚀程度各不相同。

2.2 抽油杆、油管的失稳造成偏磨

杆管在加载、卸载过程中，因提升产出液产生轴向力、径向力。同时，因抽油杆杆柱长径比较大，在抽油杆往复运动中，易产生振动。根据现场要求，杆柱下部直径多为19mm或者22mm。在承受一定的轴向力和径向力的情况下，产生径向弯曲和侧应力。弯曲一般以接箍为顶点基本呈正弦曲线变化，下泵深度越深，该变化越明显。而油管的空间尺寸限制了抽油杆的弯曲，由此产生的侧向力使杆柱与油管内壁相互接触摩擦磨损。若杆管同时失稳，则相互磨损更加严重。

2.3 产出液的构成造成偏磨

当油井产出液含水大于一定数值时产出液换相，由油包水型转换为水包油型，状况恶化，加重了杆管的相互磨损。产出液的强腐蚀性及流体冲刷，使管杆连接处产生缝隙腐蚀。杆管偏磨、产出液流体腐蚀更加重了杆管偏磨程度。另外，原油黏度变大，增加抽油杆上行载荷，加大了下行阻力，增大杆管之间的摩擦力，加剧油井偏磨。

2.4 油井的工作制度造成偏磨

油井的工作制度造成偏磨主要表现在：

①下泵深度加深。由于地层能量不足或地层结构情况复杂，油井下泵深度有增加的趋势。而油井下泵深度越深，井身下部井斜角及方位角轨迹变化越大，同时抽油杆载荷增大，油井偏磨程度随之增加。

②冲次增高。冲次增高会增加抽油杆振荡频率，使振动载荷增加，偏磨加剧。

③座封工序造成油井U管偏磨。因为座封会使封隔器以上油管全部弯曲，泵上油管与抽油杆相互磨损。

④油管连接处切削式磨损。由于相连的两根油管在管箍内难以实现无缝对接，当抽油杆接箍与油管接缝处相抗时，会产生切削式磨损，该类磨损结果会直接导致断杆停产。

2.5 油管连接处切削式磨损

由于相连的两根油管在管箍内难以实现无缝对接，当抽油杆接箍与油管接缝处相抗时，会产生切削式磨损，该类磨损结果会直接导致断杆停产。

3 杆管偏磨防治措施

根据杆管偏磨原因的分析，结合油田偏磨井治理实际，制订以下工艺技术对策[1-6]。

①一般轻度偏磨井设计用防偏磨管柱，即采取油管锚定，抽油杆带扶正器，抽油杆下部用加重杆。

②直径方向严重偏磨，则采取油管锚定，抽油杆偏磨部位加新型滚动式抽油杆扶正器，以达到防腐耐磨、节能降耗的效果。

③井身轨迹特殊，主要是井斜角大于5°的油井，在抽油杆偏磨部位采用新型滚动式抽油杆扶正器，以减小摩擦，底部用加重杆。

④油管一般采用普通D 62mm油管，遇偏磨严重井，可采用内壁渗氮或渗硼等油管或普通加厚油管，有的可采用D 89mm油管。

⑤直井偏磨采取油管下部锚定方式，偏磨部位加抽油杆扶正器。

⑥斜井偏磨且井斜角超过5°，则油管下部不锚定。

⑦旋转井口与油管锚定不能同时使用。

⑧旋转井口与旋转悬绳器不能同时使用。

⑨偏磨井只磨损接箍的油井，则可采用新型滚动式抽油杆扶正器代替接箍。

⑩直井下部杆管失稳偏磨，可考虑采用液力反馈泵。

杆管偏磨油井的治理，原则上从油管、抽油杆、抽油杆接箍、泵、井口上综合治理，但不能相互冲突。油井偏磨治理方法要做到有的放矢，以防为主，防治结合。

参考文献：

[1] 刘迎春.油井管杆偏磨原因分析及防治措施[J].中国新技术新产品，2013，3：139.

[2] 王力.浅析杆管偏磨的影响因素及解决对策[J].江汉石油职工大学学报，2010，23（2）：52.

[3] 张卉，时玄宇，周恒仓，等.浅谈抽油机杆、管偏磨原因及措施[J].内蒙古石油化工，2015，2：53.

[4] 刘桂林，兰.抽油井偏磨治理的试验研究[J].大庆石油地质与开发，2004，23（6）：51.

[5] 雷武岗，赵丹.浅谈抽油井杆管偏磨原因及防治措施[J].内蒙古石油化工，2010，6：55-56.

[6] 杨延红.偏磨和出砂的原因分析及对策[J].江汉石油职工大学学报，2012，25（2）：42-44.