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[摘 要]随着油田注聚开发的发展，抽油机井杆管偏磨现象日趋严重，虽然我们采取了加扶正器和下三级泵等大量的防偏磨措施，但偏磨现象依然存在，根据现场统计及观察，抽油杆在井下偏磨多为非均匀的一侧偏磨，导致扶正器下入后，短期内就出现扶正器一侧磨损的现象，影响了扶正器的防偏磨效果。仅2009年，我矿因为杆管偏磨实施抽油机检泵30口，占全矿抽油机检泵的21.28%。
为此本文提出了抽油杆旋转装置技术探讨研究，该技术是通过使抽油杆缓慢旋转的方法，不断改变抽油杆扶正器偏磨部位，以达到延缓抽油杆偏磨程度，延长抽油机井检泵周期的目的，因此该项技术的研究分析对于抽油机井防偏磨具有重要的现实意义。
[关键词]旋转装置； 杆管； 偏磨；
中图分类号：T335.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0057-01
1.前言
随着油田开发的不断深入，抽油机井抽油杆的偏磨现象日趋严重。为此，推出了一种旋转器——复合型机杆泵保护装置。该复合型机杆泵保护装置能自动旋转，使抽油杆均匀磨损，并有减震功能，该复合型机杆泵保护装置具有使用方便，使用寿命长，延缓抽油杆偏磨等特点，能有效的延长检泵周期，适用于偏磨严重的抽油机井。
2.抽油机杆管的偏磨原因分析
2.1抽油杆弯曲的影响
抽油杆下行过程中，受打开游动凡尔所需力、原油对抽油杆的摩阻及液击的影响，活塞以上抽油杆在一定范围内发生弯曲产生中和点，中和点以下管杆发生接触磨损；对于三次采油的聚合物见效井，由于含水降低，采出液中含有残余聚合物，大幅度增加了采出液的粘度，导致泵活塞在下行过程中阻力增加，加剧了抽油杆弯曲程度，而且因采出液粘度升高，携砂能力增强，采出液中含砂量增加，磨损加剧，因而使油井偏磨现象更加严重。
2.2油管蠕动的影响
在有杆泵抽油井中，活塞上行程时自由悬挂管下部是弯曲的，并存在应力中和点。蠕动原因是接泵筒的油管内部压力对油管产生弯曲效应，油管内压力值是柱塞两端压力差乘以柱塞面积，因此，供油充足、动液面较高的油井，活塞两端压差小，油管弯曲较弱，而供液不足动液面低的井，活塞两端压差大，油管严重弯曲成螺旋形，每隔一定距离就与抽油杆接触。
2.3含水率升高产生腐蚀的影响
当油井产液含水大于74.2%时，产出液由油包水型转换为水包油型管杆表面也由亲油性转为亲水性，管杆表面失去了原有的润滑作用，管杆磨损加剧。同时，由于产出水中含有C02、H2S等腐蚀介质，水与金属接触后发生化学反应，腐蚀使管杆表面粗糙程度增加，造成严重磨损。
3.抽油机旋转装置现场应用情况
针对以上实际情况，我们在现场试验了用以解决偏磨、断脱及震动问题的抽油机旋转装置。
3.1工作原理
该装置的工作原理是利用抽油机在带动抽油杆作上下往复运动过程中，每一个周期（既一个冲次）均会出现负荷交变（既负荷差），利用负荷差产生的能量推动抽油杆微量旋转。为实现这一工况，该装置应用减震原理，设计有一个弹性储能装置，将上下冲程抽油机释放的负荷差机械能储存起来，并在上下冲程内释放能量，通过一个单向旋转装置，产生一个足以克服抽油杆与油管摩擦力的力矩。力矩的着力点简介作用在一个光杆锁紧装置上。这样，锁紧装置在力矩的作用下克服摩擦力带动抽油杆产生单向旋转。
3.2功能与特性
3.2.1缓解杆管偏磨
由于该装置使抽油杆匀速旋转，抽油杆与井壁磨损位置由原来的15？扩大到360？，把原来的固定点磨损变为圆周磨损，从而使抽油杆磨损寿命从理论上增加了24倍；
同时，由于抽油杆转动时形成的附加扭矩，使抽油杆的弯曲点和弯曲朝向发生偏移，从而把原来的抽油杆和油管的固定点磨损变成非固定点磨损，因而大幅度提高了抽油杆和油管使用寿命。
3.2.2防止脱扣
抽油机在运行过程中，由于应力突变，易对抽油杆产生反向附加扭矩，从而使抽油杆接箍褪扣，该装置始终带动抽油杆做正向转动，因而有紧扣功能，可有效地防止因接箍脱扣而造成的停井事故。
3.2.3悬绳器功能
该装置外壳是用高强度不锈钢铸造而成，结构坚固，设计承载力50T，满足抽油机运行时的最大载荷，使用时取代原有的悬绳器。转速具有可调性，该装置设计有转速调节机构，故可根据不同油井工况要求对转速进行方便的调整。
4.现场实验效果分析
我矿在2005年选出1口井（L6-2117）进行实验，该井自2001年发现杆管偏磨以来，检泵频繁，平均周期仅为370天左右，2005年年初安装抽油杆旋转装置后，2006年4月份堵水施工时发现该井抽油杆扶正器磨损程度均匀，试验效果良好。为了进一步验证该装置的防偏磨效果，在2007-2009年我矿共选出30口偏磨较严重的井进行了实验安装。我们选出了安装周期较长的10口井进行比较，由于另外20口井安装周期较短，所以暂不进行比较。
这10口井最近的一次作业原因都是杆管偏磨。在安装装置前的平均检泵周期为485天，安装之后检泵周期为798天，检泵周期得到了明显的延长，延长了313天，效果非常明显。
在实验过程中，有1口井没有发生检泵，安装仪器之后仍然发生偏磨导致检泵的井有4口，但是其中有1口井为人为导致（第112根管作业队未加扶正器），另外一口井由于操作不当导致（偏心油管锚的操作使用），致使实验的效果未达到预期的目的，但我们仍能看出，这4口井的检泵周期都得到了明显的延长，其中最长的达到了延长488天，最短的也达到了237天，另外的5口井中，有3口由于活塞上凡尔罩断导致检泵，另外2口由于无卡瓦锚漏失，这5口井在作业时所打捞出来的抽油杆扶正器的磨损都非常的均匀，没有发生一侧磨损现象，杆管几乎没有明显的磨损发生，达到了我们预期的效果。如果能抵消人为影响这些可以避免的因素，周期会得到更多的延长。
以 L8-2531井为例，该井效果明显。在安装旋转装置之前，此井平均检泵周期为482天，其每次检泵都有严重的管杆磨损现象，我们能看出在扶正器的一侧在严重磨损之后，杆体也受到严重磨损，而另外一侧扶正器只有较轻的磨损。
安装仪器之后，我们发现其检泵周期得到了明显的延长，由482天延长到780天，检泵之后我们发現起出管杆的仅丝扣位置有轻微的磨损，扶正器受磨损的部位均匀，所有的杆体无明显磨损现象。
L5-2313在安装该仪器之后检泵周期也得到了明显的延长，而且在作业时起出的管杆也没发现磨损现象，此次检泵是因为活塞上凡尔罩断导致的。
L5-2612由于作业队未下扶正器导致接箍磨断，但是检泵周期也得到了明显的延长，作业时所起出的杆体磨损较轻，且可以明显看出受磨损部位的均匀性。由此可见抽油机旋转装置的效果是非常明显的。
综上所述，除了人为以及不可抗力所导致的实验效果不明显之外，在装有旋转装置的抽油机井中，发生管杆磨损现象明显降低，检泵周期得到延长的单井也占到了实验比例的70%以上。
5.结论与认识
一是该技术使抽油杆匀速旋转，抽油杆与井壁磨损位置由原来的15？扩大到360？，把原来的固定点磨损变为圆周磨损，缓解了因一侧磨损导致杆管偏磨，从而延长了抽油杆使用寿命。
二是该技术结构紧凑，体积小，重量轻，便于安装、检修、调整。
三是社会效益显著。对使用油杆旋转装置的抽油机井，抽油杆、油管断脱率降低，杆管使用寿命大幅度提升。
四是经济效益明显。平均检泵周期延长300天，10口井累计少检泵6次，平均单井检泵费用7.5万元，节省检泵费用45万元，每井平均减少新管杆材料投入各300米，油管价格98元/米，抽油杆价格35元/米。10口井节省新管杆投入39.9万元。共计节省费用84.9万元。
作者简介：孙长海，男，技师，大庆有限责任公司第六采油厂第二油矿207队；
为此本文提出了抽油杆旋转装置技术探讨研究，该技术是通过使抽油杆缓慢旋转的方法，不断改变抽油杆扶正器偏磨部位，以达到延缓抽油杆偏磨程度，延长抽油机井检泵周期的目的，因此该项技术的研究分析对于抽油机井防偏磨具有重要的现实意义。
[关键词]旋转装置； 杆管； 偏磨；
中图分类号：T335.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0057-01
1.前言
随着油田开发的不断深入，抽油机井抽油杆的偏磨现象日趋严重。为此，推出了一种旋转器——复合型机杆泵保护装置。该复合型机杆泵保护装置能自动旋转，使抽油杆均匀磨损，并有减震功能，该复合型机杆泵保护装置具有使用方便，使用寿命长，延缓抽油杆偏磨等特点，能有效的延长检泵周期，适用于偏磨严重的抽油机井。
2.抽油机杆管的偏磨原因分析
2.1抽油杆弯曲的影响
抽油杆下行过程中，受打开游动凡尔所需力、原油对抽油杆的摩阻及液击的影响，活塞以上抽油杆在一定范围内发生弯曲产生中和点，中和点以下管杆发生接触磨损；对于三次采油的聚合物见效井，由于含水降低，采出液中含有残余聚合物，大幅度增加了采出液的粘度，导致泵活塞在下行过程中阻力增加，加剧了抽油杆弯曲程度，而且因采出液粘度升高，携砂能力增强，采出液中含砂量增加，磨损加剧，因而使油井偏磨现象更加严重。
2.2油管蠕动的影响
在有杆泵抽油井中，活塞上行程时自由悬挂管下部是弯曲的，并存在应力中和点。蠕动原因是接泵筒的油管内部压力对油管产生弯曲效应，油管内压力值是柱塞两端压力差乘以柱塞面积，因此，供油充足、动液面较高的油井，活塞两端压差小，油管弯曲较弱，而供液不足动液面低的井，活塞两端压差大，油管严重弯曲成螺旋形，每隔一定距离就与抽油杆接触。
2.3含水率升高产生腐蚀的影响
当油井产液含水大于74.2%时，产出液由油包水型转换为水包油型管杆表面也由亲油性转为亲水性，管杆表面失去了原有的润滑作用，管杆磨损加剧。同时，由于产出水中含有C02、H2S等腐蚀介质，水与金属接触后发生化学反应，腐蚀使管杆表面粗糙程度增加，造成严重磨损。
3.抽油机旋转装置现场应用情况
针对以上实际情况，我们在现场试验了用以解决偏磨、断脱及震动问题的抽油机旋转装置。
3.1工作原理
该装置的工作原理是利用抽油机在带动抽油杆作上下往复运动过程中，每一个周期（既一个冲次）均会出现负荷交变（既负荷差），利用负荷差产生的能量推动抽油杆微量旋转。为实现这一工况，该装置应用减震原理，设计有一个弹性储能装置，将上下冲程抽油机释放的负荷差机械能储存起来，并在上下冲程内释放能量，通过一个单向旋转装置，产生一个足以克服抽油杆与油管摩擦力的力矩。力矩的着力点简介作用在一个光杆锁紧装置上。这样，锁紧装置在力矩的作用下克服摩擦力带动抽油杆产生单向旋转。
3.2功能与特性
3.2.1缓解杆管偏磨
由于该装置使抽油杆匀速旋转，抽油杆与井壁磨损位置由原来的15？扩大到360？，把原来的固定点磨损变为圆周磨损，从而使抽油杆磨损寿命从理论上增加了24倍；
同时，由于抽油杆转动时形成的附加扭矩，使抽油杆的弯曲点和弯曲朝向发生偏移，从而把原来的抽油杆和油管的固定点磨损变成非固定点磨损，因而大幅度提高了抽油杆和油管使用寿命。
3.2.2防止脱扣
抽油机在运行过程中，由于应力突变，易对抽油杆产生反向附加扭矩，从而使抽油杆接箍褪扣，该装置始终带动抽油杆做正向转动，因而有紧扣功能，可有效地防止因接箍脱扣而造成的停井事故。
3.2.3悬绳器功能
该装置外壳是用高强度不锈钢铸造而成，结构坚固，设计承载力50T，满足抽油机运行时的最大载荷，使用时取代原有的悬绳器。转速具有可调性，该装置设计有转速调节机构，故可根据不同油井工况要求对转速进行方便的调整。
4.现场实验效果分析
我矿在2005年选出1口井（L6-2117）进行实验，该井自2001年发现杆管偏磨以来，检泵频繁，平均周期仅为370天左右，2005年年初安装抽油杆旋转装置后，2006年4月份堵水施工时发现该井抽油杆扶正器磨损程度均匀，试验效果良好。为了进一步验证该装置的防偏磨效果，在2007-2009年我矿共选出30口偏磨较严重的井进行了实验安装。我们选出了安装周期较长的10口井进行比较，由于另外20口井安装周期较短，所以暂不进行比较。
这10口井最近的一次作业原因都是杆管偏磨。在安装装置前的平均检泵周期为485天，安装之后检泵周期为798天，检泵周期得到了明显的延长，延长了313天，效果非常明显。
在实验过程中，有1口井没有发生检泵，安装仪器之后仍然发生偏磨导致检泵的井有4口，但是其中有1口井为人为导致（第112根管作业队未加扶正器），另外一口井由于操作不当导致（偏心油管锚的操作使用），致使实验的效果未达到预期的目的，但我们仍能看出，这4口井的检泵周期都得到了明显的延长，其中最长的达到了延长488天，最短的也达到了237天，另外的5口井中，有3口由于活塞上凡尔罩断导致检泵，另外2口由于无卡瓦锚漏失，这5口井在作业时所打捞出来的抽油杆扶正器的磨损都非常的均匀，没有发生一侧磨损现象，杆管几乎没有明显的磨损发生，达到了我们预期的效果。如果能抵消人为影响这些可以避免的因素，周期会得到更多的延长。
以 L8-2531井为例，该井效果明显。在安装旋转装置之前，此井平均检泵周期为482天，其每次检泵都有严重的管杆磨损现象，我们能看出在扶正器的一侧在严重磨损之后，杆体也受到严重磨损，而另外一侧扶正器只有较轻的磨损。
安装仪器之后，我们发现其检泵周期得到了明显的延长，由482天延长到780天，检泵之后我们发現起出管杆的仅丝扣位置有轻微的磨损，扶正器受磨损的部位均匀，所有的杆体无明显磨损现象。
L5-2313在安装该仪器之后检泵周期也得到了明显的延长，而且在作业时起出的管杆也没发现磨损现象，此次检泵是因为活塞上凡尔罩断导致的。
L5-2612由于作业队未下扶正器导致接箍磨断，但是检泵周期也得到了明显的延长，作业时所起出的杆体磨损较轻，且可以明显看出受磨损部位的均匀性。由此可见抽油机旋转装置的效果是非常明显的。
综上所述，除了人为以及不可抗力所导致的实验效果不明显之外，在装有旋转装置的抽油机井中，发生管杆磨损现象明显降低，检泵周期得到延长的单井也占到了实验比例的70%以上。
5.结论与认识
一是该技术使抽油杆匀速旋转，抽油杆与井壁磨损位置由原来的15？扩大到360？，把原来的固定点磨损变为圆周磨损，缓解了因一侧磨损导致杆管偏磨，从而延长了抽油杆使用寿命。
二是该技术结构紧凑，体积小，重量轻，便于安装、检修、调整。
三是社会效益显著。对使用油杆旋转装置的抽油机井，抽油杆、油管断脱率降低，杆管使用寿命大幅度提升。
四是经济效益明显。平均检泵周期延长300天，10口井累计少检泵6次，平均单井检泵费用7.5万元，节省检泵费用45万元，每井平均减少新管杆材料投入各300米，油管价格98元/米，抽油杆价格35元/米。10口井节省新管杆投入39.9万元。共计节省费用84.9万元。
作者简介：孙长海，男，技师，大庆有限责任公司第六采油厂第二油矿207队；