【摘 要】随着油田开发时间的延长，斜井比例越来越大，且井斜角大（大于65度），造斜点高（在190-500米左右），易出现杆管磨损严重、检泵周期短、泵效低等问题。管杆偏磨井治理工作主要以斜井防偏磨为主，同时，兼顾直井深抽偏磨现象及井液腐蚀偏磨现象的治理。

【关键词】抽油井;斜井;偏磨;因素分析;预防措施

1、抽油井管杆偏磨影响因素分析

1.1抽油杆失稳弯曲造成管杆接触偏磨

抽油井生产上下往复运动，在下冲程中，抽油杆柱在自身杆柱的重力作用下下行，但同时受到杆柱与液体间的摩擦阻力、抽油泵活塞与泵筒间的摩擦阻力、杆柱在液体中的浮力等多种阻力的共同作用，抽油杆柱中存在受力为零的一点为中性点，中性点以上的抽油杆始终处于拉伸状态，不会弯曲变形，而中性点以下的抽油杆在各种阻力作用下弯曲变形，严重时产生螺旋弯曲现象，这种现象称为“失稳弯曲”。杆柱“失稳弯曲”造成管杆接触产生偏磨，而中性点越低，杆柱的“失稳弯曲”越轻，杆柱偏磨现象也越轻。

1.2地层水高矿化度致腐蚀加剧管杆偏磨

当油井含水大于60-70%时产出液换相，由油包水型转换为水包油型，管杆表面失去了原油的保护作用，而产出水矿化度比较高（10000-21000mg/L），对抽油杆和油管有大的腐蚀作用，加剧了磨损。如4-12-22井在检泵作业发现500-600m之间抽油杆接箍严重磨损，有4根抽油杆接箍已被磨平，相应的油管内壁也受到严重磨损。

1.3抽油井井身轨迹的变化造成油井管杆接触偏磨

自然井斜影响。在钻井过程中，随着钻井深度的增加，钻头与井口的同心度变差。即使是直井，井身轨迹大多存在一定的拐点或螺旋弯曲，抽油杆在自然井斜的井筒轨迹中上下运动时，由于管杆本身重力的作用，必然引起管杆的接触偏磨。

井筒变形的影响。由于地层蠕变，加之多年的强注强采，造成套管变形，井段出现弯曲，俗称“狗腿子”，严重时造成油井套管破裂、错断，甚至报废。由于套变和井斜，使井下油管产生弯曲。在抽油井生产时，抽油杆的综合拉力或综合重力产生了一个水平分力，如图1所示。在水平分力的作用下，在抽油机上下冲程过程中，管杆相互接触产生摩擦造成偏磨。

在正压力N的作用下，上冲程时抽油杆与油管的上侧内壁产生摩擦;下冲程时抽油杆与油管的下内壁产生摩擦。由于离井口越近，F或W越大，则N也越大，磨损越严重;油管的倾斜角度θ越大，正压力N越大，磨损就越严重。在拐点处，不仅由于抽油杆上下往复运动与油管内壁发生偏磨，而且由于在抽油杆抽汲力的作用油管产生蠕动，油管与套管也发生偏磨。

上冲程时 N=Fsinθ   下冲程时N=Wsinθ

式中：N为由F或W引起的抽油杆对油管内壁的正压力，N;θ为油管倾斜角度°;F为抽油杆的拉力，N;W为抽油杆的重力和各种阻力的合力，N。

目前，抽油井管杆磨损腐蚀的原因可归结为井斜影响、失稳弯曲和冲刷腐蚀三大因素。其中，管杆失稳弯曲和产出液的冲刷腐蚀是可控因素，通过调整生产参数、管杆组合，控制产出液与管杆接触与防腐技术进行防治;针对井斜、井筒弯曲不可避免地造成了管杆直接接触产生磨损问题，主要通过扶正、减磨、防腐等技术的综合应用进行解决。

2、抽油井管杆偏磨预防措施应用

2.1大泵提液井防偏磨技术

造成大泵抽油井的杆管偏磨的主要因素是，油井每个冲程排量较大，上、下冲程载荷差异明显，抽油杆受力不均衡，轴向应力失稳弯曲，从而在油管内壁摩擦，同时，大泵生产油井一般含水较高，矿化度较高，容易给抽油杆造成腐蚀，进一步加剧杆管偏磨。

对大泵主要采取以下防偏磨措施：对供液较好的大泵提液浅井，采取底部杆柱加重技术减轻杆下行阻力，减少振动载荷影响;对腐蚀造成偏磨加重的油井采用“DSW合金抽油杆+碳锆涂层防偏磨油管”、“镀渗钨合金油管+耐磨接箍”、“连续杆+碳锆涂层防偏磨油管”等方式，减少管杆偏磨。

2.2常规排量油井的防偏磨技术

对于常规排量油井的杆管偏磨主要因素有：（1）机械磨损：由于井身质量原因（井斜、挠曲）以及抽油杆在轴向载荷作用下的弯曲，造成抽油杆与油管直接接触，在抽油杆上、下往复运动过程中产生机械磨损。（2）磨料磨损：油管内充满了流体，这种来自地层的流体含有不同性质的岩屑。这些岩屑的存在使得抽油杆与油管之间的磨损成为磨料磨损。（3）化学腐蚀：井眼中的流体往往含有H2S、Cl-、CO2 和细菌等对油管和抽油杆有化学腐蚀作用。

2.3其它的防偏磨技术

采用水力喷射泵。工作原理是高压动力液经过动力液油管，到达喷嘴。由于喷嘴的节流作用，动力液压力急剧下降，在喷嘴的周围形成低压区域，地层液在沉没压力与低压区的压力差作用下进入喷射泵内“负压”区，并在喉管和扩散管与高速动力流混合。由于喉管、扩散管的面积增大，混合液流速降低，压力升高，获得势能，进而通过混合液管柱举升至地面。该技术主要是采用无杆生产，有效避免了杆柱的摩擦。

应用连续抽油杆。连续抽油杆是—种在專门生产线上加工的具有特定形状截面、没有接头或没有单独接头的长度在月百米到几千米的特种抽油杆。由于没有接头，与油管走向吻合，改变了常规抽没杆的点接触状态，消除了由于常规抽油杆接箍产生的活塞效应，极大地减缓了杆管的磨损。

连续杆主要用于超过D级杆理论下入深度的油井和偏磨严重、屡次断脱的油井。2006年至2011年，共应用连续杆53井次，81760米，平均免修期由措施前的623天延长到1069天，平均延长446天。

3、几点认识

（1）抽油杆尼龙扶正器、抗磨防腐接箍，抗磨副、加重杆、光杆密封器、抽油杆旋转器都不能从根本上彻底解决管杆偏磨问题，但能适当延缓管杆偏磨，延长油管、抽油杆使用寿命，在目前抽油井占绝大多数的情况下，仍应继续使用，如能配套使用，充分利用各工具的优点，效果将更好。

（2）钢质连续抽油杆强度大，可靠性高，能满足深抽要求，同时由于连续杆无接箍，大大减少杆管偏磨影响，但是目前主要集中在深抽油井中，可以逐步尝试在大斜度井中推广使用。

（3）对于供液好的抽油井，可采用电潜泵、螺杆泵等来彻底解决抽油泵管杆偏磨问题，但选井条件较为苛刻，一次性成本投入也较高。

【参考文献】

[1] 郑岩等.文留油田有杆泵井防偏磨、防腐蚀技术的应用与效果[J].内蒙古石油化工，2OO3.

[2] 王怀明等.抽油机井杆管偏磨机理与治理技术[J].西南石油学院学报，2006，28（5）：99～101.

作者简介：褚兴圣（1981—），男，工程师，从事油田开发技术工作。