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摘 要:随着经济常态化发展,人们对石油需求的不断增大,因而国家开展重点关注石油问题,但伴随着石油开采量的不断提升,导致抽油井管杆偏磨腐蚀问题越来越严重。基于此,本文首先分析抽油井管杆受力因素,其次分析分析抽油井管杆偏磨腐蚀的主要原因,最后提出抽油井管杆偏磨腐蚀的治理对策,希望可以有效减少抽油井管杆偏磨腐蚀的发生,保障抽油井的正常使用。
关键词:抽油井;管桿;偏磨腐蚀
引言
随着油田含水量的不断增多,密度的增大,泵挂的加深,导致管杆接触面的润滑能力在不断的下降,进而促使抽油杆的上行负载能力在不断加强,下行阻力加大,这些都会引发抽油杆的受力发生变化,从而出现严重的弯曲情况,加之相关配套设施的缺少,使得抽油井管杆偏磨腐蚀情况愈发严重,导致检泵率不断上升,经济收益却在下降。因此,解决抽油杆管杆偏磨腐蚀问题已经成为当前油田的首要任务。
1分析抽油井管杆受力因素
在抽油井管杆工作过程中,由于受到动力因素的影响,会使得抽油杆的负载受到抽油杆柱位置的影响而变化,上半部分抽油杆负载量大,下半部分抽油杆负载量小。
1.1产生偏磨腐蚀的主要阶段
抽油杆在上升过程中,其主要承载压力为抽油杆自身重力,活塞以上液柱重量、摩擦力等。这是由于抽油杆在上升过程中,抽油杆处在拉伸状态下,正常情况下的垂直井受到抽油杆弯曲因素的影响,导致偏磨腐蚀情况的发生。若井身达到一定的井斜,则在井斜段中的抽油杆在上升过程中就会产生摩擦,进而发生偏磨腐蚀。反之,抽油杆在下冲程时,主要会受到摩擦力、振动力、冲击力等影响,这些作用有诸多都是向上的,同时由于抽油杆下部受到最大轴向压力的影响,进而会破坏抽油杆的稳定性,并使抽油杆与油管内壁紧密贴合,而振动力产生的径向力也会加剧抽油杆的变形,在此过程中发生相对运动,使管杆出现偏磨腐蚀。所以,一般情况下垂直井管杆偏磨腐蚀主要发生在下冲程中。
1.2极易发生偏磨腐蚀的井段
抽油杆中和点以上部分往往会承载拉应力,反之中和点以下部分会受到压应力的影响。尤其是在抽油杆下行时,会受到诸多动载荷的影响,导致下部抽油杆的受力增多,不仅包含拉应力和压应力的交变负载,同时也存在弯曲应力和扭应力因素。上述因素都会引发抽油杆弯曲,并与油管紧密贴切,进而产生偏磨腐蚀。所以,通常情况下,垂直井偏磨主要来源于油管中下部。对于有一定井斜亦或者油管在井筒弯曲的井而言,偏磨腐蚀会发生在与之对应的弯曲井段中。
1.3抽油杆接箍与扶正器的偏磨腐蚀
一般情况下,抽油杆接箍和扶正器通径相对较大,所以更容易与油管内壁发生接触,进而很容易引发偏磨腐蚀的情况[2]。
2分析抽油井管杆偏磨腐蚀的主要原因
2.1油井自身原因影响
影响抽油井管杆发生偏磨腐蚀的最大因素是油井自身原因。抽油井正常工作状态下,抽油杆会在拉力与重力的影响下产生一个平分力,而正是由于平分力的存在,这时就会与抽油杆接触产生摩擦,若抽油井弯曲较大时,此时的抽油杆接箍位置、抽油管自身将会与油管内壁产生偏磨,虽然这时的偏磨面积相对较小,但磨损程度却十分严重;反之,当油井弯曲较小时,抽油杆接箍位置、抽油管自身与油管内壁接触面积较大,这时的磨损程度会很小。
2.2抽油杆受到交变负载原因影响
在整个抽油杆工作过程中,受到油井种类不同的影响,在密度和稠度较大的油井中,会受到起泵下行程阻力大因素的影响,导致抽油杆弯曲情况时有发生。若抽油杆弯曲程度一旦加大,将会使杆管之间的距离逐渐缩小,会导致摩擦力不断增多,进而引发底部弯曲情况,致使偏磨腐蚀情况加重。
2.3油井含水量和腐蚀介质原因影响
我国油田开采时间相对较长,所以产生的溶液中的含水量在不断的上涨,但含油量却在下降,进而出现水包油的情况。这样会导致抽油杆在水的影响下,失去石油润滑的作用,进而使管杆的磨损程度在不断的增多,同时由于油杆表面石油的减少,会使一些具有腐蚀性的介质附着在抽油杆表面,进而致使抽油杆表面受到不同程度的腐蚀,出现凹凸不平的情况,进一步会致使抽油杆工作能力下降,在水和腐蚀介质的双重影响下,管杆的偏磨腐蚀会不断加重[3]。
3抽油井管杆偏磨腐蚀的治理对策
3.1减少抽油杆的弯曲
由于抽油杆受到弯曲之后,会加剧偏磨腐蚀程度,所以为妥善解决该问题,则可以在抽油杆的主下部使用加重杆技术,进而减少抽油杆底部弯曲程度,提高弯曲承受能力,使抽油杆弯曲情况得到有效的控制。
3.2锚定油管
实际上,油管锚存在的最大意义在于将油管锚定在套管中,进而有效避免有关上下传功的目的。妥善的将锚定油管与杆机械泵抽油相联系,在一定程度上可以大大减少油管不合理伸缩而引发的冲程情况,进而促使泵的冲程速度有所提升。
3.3抽油杆扶正短节防磨技术
通常情况下,抽油杆中的扶正短节的扶正套外径往往会大于抽油杆接箍外径,进而可以起到扶正的作用。扶正套是耐磨性较高的材料,若与油管相接触,就会在一定程度上减少油管的磨损情况,进而可以有效避免偏磨情况的发生,起到提升抽油杆使用年限的作用。
3.4光杆双翼调偏防喷盒的运用
通常情况下,油井进口的大四通平面是不水平的,进而会导致三通放喷盒和光杯不能够居中,无法起到调中起的作用。但由于每个抽油井都会运用光杆密封器,可以提高管杆的密封性。所以,可以使用光杆双翼调偏放喷盒,使光杆调中作用大幅度提升,进而可以有效防止管杆偏磨情况的发生[4]。
结束语
总而言之,在整个抽油井采油中,需要根据油井种类的不同,正确分析偏磨腐蚀的原因,从而才可以提出具有针对的治理对策。但从当前油井实际情况来看,管杆偏磨腐蚀现象还是比较常见,因而急需研究更多的治理措施,可以以采油日常管理作为切入口,从源头上减少和避免偏磨腐蚀情况的发生。
参考文献
[1] 冉玉东.油井管杆偏磨防治措施[J].石化技术,2017,24(05):235.
[2] 孙立军.油田抽油井管杆偏磨原因及防治技术分析[J].科技创新与应用,2013(34):72.
[3] 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(05):139.
[4] 李东阳,鲁永辉,刘小益,薛美华.影响油井管杆偏磨的因素及治理措施[J].中国石油和化工标准与质量,2012,32(05):178+180.
作者简介:刘昱瑭,1988年6月1日出生,男,汉,宁夏同心,大学本科,油气田开发工程师,毕业院校:西安石油大学,毕业专业:石油工程,研究方向:石油工程。
曹纯洁,1989年7月11日出生,男,汉,湖北仙桃,大学本科,油气田开发工程师,毕业院校:长江大学,毕业专业:勘查技术与工程,研究方向:石油工程。
胡文超,1992年7月9日出生,男,汉,贵州铜仁,大学本科,油气田开发工程师,毕业院校:中国石油大学(华东),毕业专业:应用化学,研究方向:油田化学。
韦继福,1981年10月21日出生,男,汉,广东罗定,大专,采油高级技师,毕业院校:西安石油大学,毕业专业:工商管理,研究方向:石油工程。
关键词:抽油井;管桿;偏磨腐蚀
引言
随着油田含水量的不断增多,密度的增大,泵挂的加深,导致管杆接触面的润滑能力在不断的下降,进而促使抽油杆的上行负载能力在不断加强,下行阻力加大,这些都会引发抽油杆的受力发生变化,从而出现严重的弯曲情况,加之相关配套设施的缺少,使得抽油井管杆偏磨腐蚀情况愈发严重,导致检泵率不断上升,经济收益却在下降。因此,解决抽油杆管杆偏磨腐蚀问题已经成为当前油田的首要任务。
1分析抽油井管杆受力因素
在抽油井管杆工作过程中,由于受到动力因素的影响,会使得抽油杆的负载受到抽油杆柱位置的影响而变化,上半部分抽油杆负载量大,下半部分抽油杆负载量小。
1.1产生偏磨腐蚀的主要阶段
抽油杆在上升过程中,其主要承载压力为抽油杆自身重力,活塞以上液柱重量、摩擦力等。这是由于抽油杆在上升过程中,抽油杆处在拉伸状态下,正常情况下的垂直井受到抽油杆弯曲因素的影响,导致偏磨腐蚀情况的发生。若井身达到一定的井斜,则在井斜段中的抽油杆在上升过程中就会产生摩擦,进而发生偏磨腐蚀。反之,抽油杆在下冲程时,主要会受到摩擦力、振动力、冲击力等影响,这些作用有诸多都是向上的,同时由于抽油杆下部受到最大轴向压力的影响,进而会破坏抽油杆的稳定性,并使抽油杆与油管内壁紧密贴合,而振动力产生的径向力也会加剧抽油杆的变形,在此过程中发生相对运动,使管杆出现偏磨腐蚀。所以,一般情况下垂直井管杆偏磨腐蚀主要发生在下冲程中。
1.2极易发生偏磨腐蚀的井段
抽油杆中和点以上部分往往会承载拉应力,反之中和点以下部分会受到压应力的影响。尤其是在抽油杆下行时,会受到诸多动载荷的影响,导致下部抽油杆的受力增多,不仅包含拉应力和压应力的交变负载,同时也存在弯曲应力和扭应力因素。上述因素都会引发抽油杆弯曲,并与油管紧密贴切,进而产生偏磨腐蚀。所以,通常情况下,垂直井偏磨主要来源于油管中下部。对于有一定井斜亦或者油管在井筒弯曲的井而言,偏磨腐蚀会发生在与之对应的弯曲井段中。
1.3抽油杆接箍与扶正器的偏磨腐蚀
一般情况下,抽油杆接箍和扶正器通径相对较大,所以更容易与油管内壁发生接触,进而很容易引发偏磨腐蚀的情况[2]。
2分析抽油井管杆偏磨腐蚀的主要原因
2.1油井自身原因影响
影响抽油井管杆发生偏磨腐蚀的最大因素是油井自身原因。抽油井正常工作状态下,抽油杆会在拉力与重力的影响下产生一个平分力,而正是由于平分力的存在,这时就会与抽油杆接触产生摩擦,若抽油井弯曲较大时,此时的抽油杆接箍位置、抽油管自身将会与油管内壁产生偏磨,虽然这时的偏磨面积相对较小,但磨损程度却十分严重;反之,当油井弯曲较小时,抽油杆接箍位置、抽油管自身与油管内壁接触面积较大,这时的磨损程度会很小。
2.2抽油杆受到交变负载原因影响
在整个抽油杆工作过程中,受到油井种类不同的影响,在密度和稠度较大的油井中,会受到起泵下行程阻力大因素的影响,导致抽油杆弯曲情况时有发生。若抽油杆弯曲程度一旦加大,将会使杆管之间的距离逐渐缩小,会导致摩擦力不断增多,进而引发底部弯曲情况,致使偏磨腐蚀情况加重。
2.3油井含水量和腐蚀介质原因影响
我国油田开采时间相对较长,所以产生的溶液中的含水量在不断的上涨,但含油量却在下降,进而出现水包油的情况。这样会导致抽油杆在水的影响下,失去石油润滑的作用,进而使管杆的磨损程度在不断的增多,同时由于油杆表面石油的减少,会使一些具有腐蚀性的介质附着在抽油杆表面,进而致使抽油杆表面受到不同程度的腐蚀,出现凹凸不平的情况,进一步会致使抽油杆工作能力下降,在水和腐蚀介质的双重影响下,管杆的偏磨腐蚀会不断加重[3]。
3抽油井管杆偏磨腐蚀的治理对策
3.1减少抽油杆的弯曲
由于抽油杆受到弯曲之后,会加剧偏磨腐蚀程度,所以为妥善解决该问题,则可以在抽油杆的主下部使用加重杆技术,进而减少抽油杆底部弯曲程度,提高弯曲承受能力,使抽油杆弯曲情况得到有效的控制。
3.2锚定油管
实际上,油管锚存在的最大意义在于将油管锚定在套管中,进而有效避免有关上下传功的目的。妥善的将锚定油管与杆机械泵抽油相联系,在一定程度上可以大大减少油管不合理伸缩而引发的冲程情况,进而促使泵的冲程速度有所提升。
3.3抽油杆扶正短节防磨技术
通常情况下,抽油杆中的扶正短节的扶正套外径往往会大于抽油杆接箍外径,进而可以起到扶正的作用。扶正套是耐磨性较高的材料,若与油管相接触,就会在一定程度上减少油管的磨损情况,进而可以有效避免偏磨情况的发生,起到提升抽油杆使用年限的作用。
3.4光杆双翼调偏防喷盒的运用
通常情况下,油井进口的大四通平面是不水平的,进而会导致三通放喷盒和光杯不能够居中,无法起到调中起的作用。但由于每个抽油井都会运用光杆密封器,可以提高管杆的密封性。所以,可以使用光杆双翼调偏放喷盒,使光杆调中作用大幅度提升,进而可以有效防止管杆偏磨情况的发生[4]。
结束语
总而言之,在整个抽油井采油中,需要根据油井种类的不同,正确分析偏磨腐蚀的原因,从而才可以提出具有针对的治理对策。但从当前油井实际情况来看,管杆偏磨腐蚀现象还是比较常见,因而急需研究更多的治理措施,可以以采油日常管理作为切入口,从源头上减少和避免偏磨腐蚀情况的发生。
参考文献
[1] 冉玉东.油井管杆偏磨防治措施[J].石化技术,2017,24(05):235.
[2] 孙立军.油田抽油井管杆偏磨原因及防治技术分析[J].科技创新与应用,2013(34):72.
[3] 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(05):139.
[4] 李东阳,鲁永辉,刘小益,薛美华.影响油井管杆偏磨的因素及治理措施[J].中国石油和化工标准与质量,2012,32(05):178+180.
作者简介:刘昱瑭,1988年6月1日出生,男,汉,宁夏同心,大学本科,油气田开发工程师,毕业院校:西安石油大学,毕业专业:石油工程,研究方向:石油工程。
曹纯洁,1989年7月11日出生,男,汉,湖北仙桃,大学本科,油气田开发工程师,毕业院校:长江大学,毕业专业:勘查技术与工程,研究方向:石油工程。
胡文超,1992年7月9日出生,男,汉,贵州铜仁,大学本科,油气田开发工程师,毕业院校:中国石油大学(华东),毕业专业:应用化学,研究方向:油田化学。
韦继福,1981年10月21日出生,男,汉,广东罗定,大专,采油高级技师,毕业院校:西安石油大学,毕业专业:工商管理,研究方向:石油工程。