浅析造成油管偏磨的主要原因

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  摘 要:在油田开发过程中地层能量的下降,使得到一定时期,油井就会失去自喷能力,还有的油田,因其原始地层能量本来就低或者油稠等因素,一开始就不能自喷,这些情况下,就只能依靠机械进行采油。传统的采油方式是使用抽油机井采油系统,但是同于这种采油方式中杆管偏磨问题逐日上升,造成大量事故的发生,给国家和企来带来很大的经济损失,因此有必要了解油管偏磨的现状、机理及原因,通过调查研究,发现井身结构、交变载荷、封隔器座封、产出液腐蚀等是造成油管偏磨的几个主要的因素。
  关键词:油管 抽油杆 偏磨 腐蚀
  在抽油系统中,油管和抽油杆的偏磨会影响到油井的正常生产,可能会造成抽油杆断裂,使抽油杆强度降低,或者可能会把油管壁磨穿,引起油管漏失等问题。本文就对抽油井造成偏磨的原因进行了简要的分析,目的是能根据偏磨因素采取相应的整治措施,使油井工作顺利进行。
  一、杆管偏磨现状
  偏磨是指在石油开采的过程中,由于油管和抽油杆之间在作业时,不断发生摩擦,而损坏管杆,严重时会导致漏失躺井或断脱。近来通过对某些油田的抽油井进行现场调查,发现抽油井中普遍存在油管偏磨现象,其中直井和泵挂在造斜点以上的斜井中严重偏磨井占46.2%;泵挂在造斜点以下的斜井严重偏磨井占地7.5%,所占比率较高。不管是斜井还是直井,从偏磨的深度范围分析,油管偏磨大多数在杆柱底部泵上一阶段400M的方位发生,参与调查的43口井中,有32口严重偏磨井的偏磨现象都要发生在这一方位范围之内,所占比率74.4%,
  据统计,抽油杆偏磨现象都在油杆同一侧,而且抽油杆接箍全部都有偏磨,磨损严重的接箍杆段所对应的油管都有明显的磨损现象。从磨损程度而言,抽油杆接箍或本体的一侧被磨平,或者抽油杆公扣也被磨平;油管的内壁则被磨出凹槽,更为严重者会被磨出一条裂缝来。一般下泵越深,偏磨问题越严重。管杆偏磨造成的直接后果有管漏、杆脱、杆断等,会从不同程度上加大抽油机井维护工作的工作量,减少管杆使用寿命,使管杆报废率居高不下、降低了有杆泵的免修期、泵效,减少了有效生产时间,不仅增加了油田的生产成本,还大大降低了油井的生产效率,阻碍了油田高效增收的步伐。所以,研究分析油管偏磨的形成原因,提出合理有效的解决对策,就成为降低油田成本、提高产量的重要任务。
  二、造成偏磨的原因
  1.井身结构
  斜井的井身结构与垂直方向有一定角度,抽油泵在造斜点的下边时,泵上油管随套管一起弯曲,就会导致油管与抽油杆产生摩擦,由于目前钻井技术的条件限制,即使是直井,其井身也不可能是完全垂直,套管在某一段位仍然会弯曲,当油管下入以后,随着套管弯曲,管杆之间也会发生摩擦。在抽油杆上、下两个冲程中都会发生这种磨损。而且油井本身存在井斜、套变、狗腿等因素,会导致井筒内油管偏移,而油管内的抽油杆,由于受到的重力影响,会趋于垂直,从而使管杆接触磨损。
  2.封隔器座封
  为了提高抽油系统的稳定性,目前大多数的油井都带封隔器,还要锚定油管底部。锚定油管和封隔器座封会需要一定的座封重力,这个重力会导致油管弯曲,从而发生偏磨,偏磨的严重程度和座封重力的大小及油管弯曲程度成正比。
  3.交变载荷
  下冲程时,油管中的液体产生的阻力,会影响到抽油杆和活塞,在抽油管杆柱上形成一个受力中合点,由于杆柱受到上、下不一致的受力作用,中合点以上受到向上的拉力,而中合点以下受到的是向下的压力,受压杆柱段位就会弯曲变形,从而与油管产生偏磨现象。
  4.重复摩擦
  多数抽油杆接箍会在一侧造成严重磨损,是由于抽油杆的运动是有规律的重复,所以抽油杆和油管的摩擦总是发生在同一方向的同一部位,这样,就会导致抽油杆和油管的摩擦部位失效。
  5.产生液性质的变化
  目前很油田的综合含水率太高,当油井产出液含水率超过74%时,产出液开始换相,水包油型代替了油包水型,抽油杆和油管之间的润滑介质本来应该是原油,这时则变成水,大大降低了润滑性能,使抽油杆和油管之间的磨损加速。
  三、油管偏磨的解决措施
  1.抽油杆扶正器的改进
  原来抽油杆用的是金属滚轮扶正器,防偏磨性能比较差,目前已被淘汰,另外,原来的抽油杆采用分体式结构,经研究改为接箍式和短节式,还改进了其材质。改进后的扶正器很大程度上延长了油井的免修期。
  2.加重杆的应用
  为了改善杆柱的受力状况,在杆柱的底部可以配置加重杆,使杆柱在上下冲程中的受力状态保持一致,交变载荷引起的抽油杆弯曲问题得到很大程度地减轻,从而起到良好的防偏磨效果。
  2.1旋转装置的采用
  为了防止抽油杆和油管同向同侧的重复摩擦,有效减轻偏磨造成的不良后果,研究在抽油杆和油管上都分别安装旋转装置,定期转动,可以起到预期作用。
  2.2调整生产参数
  尽量采用长冲程、慢冲次的抽油机生产参数,如4.2M以上长冲程抽油机。但是要在满足油井产液量的要求。
  2.3加强现场监控
  为了准确掌握抽油机和油管的工作状况,应加强对油井作业现场的监控工作,及时发现问题,及时有效地实施各种相应防偏磨措施。建立相关档案,对抽油机和油管的作业情况作好跟踪记录。
  针对以上存在的各种问题,应该提高技术设备性能,改进油管和抽油杆技术、优化生产参数,加强各项管理工作,针对问题,采取有效地综合地治理措施,达到最佳防偏听偏磨效果。
  参考文献
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