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浅谈抽油机管杆偏磨原因及防范措施

2021-03-07陈重合

科技研究·理论版 2021年16期
关键词:抽油机防范措施

陈重合

摘要:抽油机偏磨问题不但会影响抽油机的运行效率,而且还会引发油井停井等生产事故,偏磨已成为影响油田正常生产的最主要因素之一。本文从抽油机管杆偏磨原因分析,并提出

关键词:抽油机,偏磨,原因分析,防范措施

辽河油田经过30多年的开发,大多去区块现处于特高含水期,油井产量低,成本逐渐增高。油田井液含水大幅度上升,使得抽油井杆、管之间的润滑环境逐渐恶化,加上侧钻井、斜井的增多等多种因素的综合作用,使得偏磨现象日趋严重,甚至在直井中杆管的偏磨也相当严重。

1抽油机杆管偏磨带来的危害

抽油机杆管偏磨的主要危害以下三方面:①抽油杆接箍的磨薄、磨碎甚至磨掉造成杆断脱,杆本体的磨细造成杆断。②油管磨薄,磨出沟甚至裂缝和孔洞,油管丝扣磨透等造成油管漏失。杆管偏磨直接造成的油管漏失送到50%。③因抽油杆断脱和油管漏失双重原因导致停产,杆接箍磨平造成杆断脱,同时油管本体偏磨透造成油管漏失。

2抽油机杆管偏磨的原因分析

2.1 井身结构对杆管偏磨的影响

油田的生产井多为定向井,有的采用丛式平台斜井,就目前的钻井技术来说,很难保证井眼轨迹不会发生偏差,这样套管在某一段就会出现弯曲现象,其后下入的油管也会随着套管弯曲,且当弯曲段出现在泵以上时,由于抽油杆在油管中的上下往复运动,造成杆管之间的摩擦。弯曲段的弯曲角度越大,抽油杆与油管之间的磨损就越严重。这种磨损发生在抽油杆的上下两个冲程的过程中,磨损是较严重的。

2.2 冲程与冲次对杆管偏磨的影响

抽油机正常工作时,抽油杆在上下冲程过程中的受力情况是不同的。理想状态下,当冲程、冲次、杆柱组合等参数选择合适时抽油杆在运动过程中的全部重量应该加载到抽油机驴头上,抽油杆下行速度与驴头速度同步.抽油杆柱始终处于拉伸状态。实际情况为,在抽油机下冲程时,抽油杆下行受到井液的阻尼作用和管杆以及柱塞与泵筒的半干摩擦阻力,相当一部分抽油杆滞后于驴头的运动速度,特别是中和点以下的抽油杆几乎全部处于受压状态,容易产生失稳弯曲变形和横弯曲变形,变形的抽油杆与油管发生接触摩擦。如果生产参数不合理,特别是采取高冲次,将加剧失稳弯曲变形和横弯曲变形偏磨的频率以及偏磨的严重性。

2.3扶正器分布对杆管偏磨的影响

扶正器是以减小扶正器与油管之闯的问隙来实现对拙油杵柱的约束的,间隙过小或扶正器安装过多都会造成在扶正器部位油流通道过小,形成活塞效应,增加抽汕杆柱的下行阻力,加剧油井的偏磨情况。

2.4沉没度对杆管偏磨的影响

沉没度过低时,抽油机上冲程时井液体不能充满泵筒,游动阀下面留有气穴,这样在下冲程中,泵筒内的液面对抽油杆会产生“液击”现象。当柱塞撞击液面时,下行速度突然发生变化,从而造成抽油杆的瞬间弯曲,这种弯曲会导致杆管偏磨和抽油杆断裂。沉没度过高时,井底流压高,在抽油杆下行过程中,由于固定阀关闭不及时,液体冲击力作用于泵柱塞,使抽油杆柱下行阻力增加,承受的弯曲载荷增大,加剧了杆管偏磨。

2.5含水量对杆管偏磨的影响

对于处于特高含水期的大庆油田,抽油机杆、管工作环境条件发生改变。抽油杆、管摩擦的润滑剂由原油变成了水,失去了原油的润滑作用,产生水与金属直接接触,摩擦系数加大,增大了杆管之问的摩擦力,使杆、管的磨损速度加快。在油田的开发后期,随着我国老油田的不断深入开发,油液中的含水量大大地增加,部分油田含水达到 90%以上,含水量的增加也带来了产出液的物性变化。原因的腐蚀性加速了杆管磨损,油管与抽油杆腐蚀的根源涉及油管与抽油杆本身以及油管与抽油杆接触的活性介质和腐蚀条件。

3抽油机杆管防偏磨的措施

3.1合理的杆、管材质

对杆管的材质进行控制,选用材质坚硬、耐磨的材料,尽量选择含碳量低,韧性强的材料,适合油田区块应用的管杆材质。

3. 2合理的油井生产参数

抽油机杆、管的偏磨问题主要是由于井下抽油杆柱的受力以及油井产出液对油井杆管摩擦性能的影响造成的,合理的油井参数就是通过对抽油泵的泵径泵挂的设定、抽油杆柱的组合、加重杆的使用、地面抽极参数的调整以及井下扶正器和汕管锚定器等工具的合理组合,减小导致抽油杆柱弯曲变形的影响因素,如增大轴向分布力、减小泵端轴向集中压力。

3.3合理的扶正器间距

抽油杆扶正器的合理间距,各种有关文献给出了许多的·计算方法。但是在实际应用过程中却很少应用,其主要原因在于:各种计算方法之间一计算出的结果相差太大,优化出来的结果不具备采油现场的应用条件。在采油现场不可能按照计算结果采用大量的抽汕杆短接下泵生产。扶正器间距的计算公式在推导过程中是把抽汕杆柱作为一根连续的钢性杆来处理的,而没有考虑抽油杆的接箍问题,而实际情况恰恰是抽油杆的接箍的磨损导致抽油杆的失效。从现场的应用情况来看,计算结果远不如根据采油现场的作业跟踪情况安装扶正器更具实效性,因此在更换全井杆时一定要根据组配管柱和井深合理安装扶正器。

力,缓解油井的偏磨问题。

3.4 防偏磨接箍

该技术是近年新兴的防偏磨技术, 保护抽油杆接箍。防偏磨接箍的技术特点该技术是针对抽油杆接箍偏磨的情况而产生的,它采用新型的耐磨材料加工制作抽油杆接箍,利用防偏磨接箍的耐磨特性实现对抽油杆柱的保护作用。防偏磨接箍的局限,该技术在对抽油杆实现了有效的保护,但是该技术没有改变井下抽油杆柱的受力情况,抽油杆柱弯曲变形依然存在,抽油杆与油管必然发生磨损,由于抽油杆接箍具有很强的耐磨性,必然导致对应的油管磨损。

3.5 定期维护杆管

在抽油机运行一定时间以后,杆管出现变形老化问题十分常见,但如果变形老化十分严重,则会引发抽油机偏磨问题,因此,工作人员需要定期对抽油机的杆管结构进行检查和维护,在出现老化问题以后需要对其进行更换。

结束语

本文通过对抽油机杆管偏磨的原因分析,找到管杆管偏磨的主要原因,提出了几点抽油机杆管防偏磨的主要措施,对油井正产生产维护一定的指导意义。减少抽油机井杆管偏磨,可以延长检泵周期,提高油井生产时间,保证油田开发效果。

参考文献:

[1] 李鹏,宋荣斌,高宏亮,赵玉龙.抽油机偏磨原因及治理措施研究[J].石化技术.2021(07).100-101

[2] 姜皓.抽油机井杆管偏磨原因分析與治理[J].化学工程与装备.2021(06).163+106

[3] 张韬.抽油机井杆管偏磨原因及治理措施[J].化学工程与装备.2021(03).149-150

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