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【摘要】油管抽油桿偏磨問(wèn)題是許多油田開發(fā)面臨的一個(gè)生產(chǎn)難題,本文從多個(gè)方面對(duì)造成偏磨的原因進(jìn)行了分析,并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)介紹了一些治理偏磨的措施,以期為管桿偏磨治理工作起到一定的指導(dǎo)借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】油管 抽油桿 偏磨 原因分析 治理對(duì)策
Abstract: Tubing sucker rod eccentric wear the problem is many oil field development faces a production problem, this paper from several aspects to cause the cause of the eccentric wear are analyzed, and combined with practical experience introduced some biased wear management measures to stem the eccentric wear treatment work have certain reference guide.
Key Words: tubing sucker rod eccentric wear cause analysis management countermeasures
中圖分類號(hào): U464.136+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
在有桿機(jī)械采油過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)發(fā)生抽油桿與油管的相互接觸磨損,造成桿斷、桿脫、管漏等事故,縮短油井免修期,影響油井正常生產(chǎn),增大作業(yè)及材料成本投入。
油管抽油桿偏磨問(wèn)題是目前許多油田生產(chǎn)中存在的較為棘手的問(wèn)題,偏磨容易造成抽油桿斷脫,油管漏失,使抽油泵泵效降低,油井免修期縮短,增加作業(yè)工作量,嚴(yán)重制約油田的生產(chǎn)。為了解決這一棘手問(wèn)題,我們根據(jù)作業(yè)解剖情況結(jié)合油井的階段生產(chǎn)情況對(duì)油管抽油桿偏磨問(wèn)題進(jìn)行分析和研究,并經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐,摸索出一些治理偏磨問(wèn)題的對(duì)策。
1 油管抽油桿偏磨的原因
導(dǎo)致油管抽油桿偏磨的原因比較復(fù)雜,涉及到油管、抽油桿、泵筒、井身結(jié)構(gòu)、油井的供液狀況、生產(chǎn)參數(shù)、工況、產(chǎn)出液性質(zhì)、管桿材質(zhì)等多個(gè)問(wèn)題。石油開發(fā)中心該類井平均泵徑80.8mm,平均泵深737.2m,平均液量102.8t/d,平均動(dòng)液面659.5m,平均沖次7.6次(高于區(qū)塊平均沖次6.8次),平均沉沒度100.3m,平均檢泵周期226d,平均礦化度9905mg/l。
從以上的數(shù)據(jù)來(lái)看,大泵高參數(shù)就成了躺井的主要原因,油井兩次躺井相隔時(shí)間短,調(diào)參之后沉沒度下降了284m,另外該井的礦化度很高,因此在這類井的共性就是大泵-高參數(shù)-液量高-井下工具疲勞(礦化度高腐蝕加重)-躺井。近年來(lái),斜井、側(cè)鉆井、水平井?dāng)?shù)量大增。在此類井中,管、桿的對(duì)中更為困難,管桿偏磨更為嚴(yán)重。目前,油田普遍使用的是CYB250井口裝置,所使用的大四通是自噴井250型采油樹下部的大四通,雖然安裝簡(jiǎn)便,但不能解決抽油桿與油管對(duì)中問(wèn)題,一旦抽油機(jī)底座固定,調(diào)中就很困難,偏心、光桿與防噴盒不對(duì)中現(xiàn)象的存在,加劇了管桿偏磨。在此分以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析:
1.1 抽油桿在工作過(guò)程中交變載荷的影響。抽油桿在生產(chǎn)過(guò)程中承受的是不斷變化的交變載荷,上沖程主要受抽油機(jī)的拉力、活塞以上液體的重力、活塞與泵筒的摩擦力等作用,迫使抽油桿伸長(zhǎng),而油管則是受到軸向的壓力作用,迫使其彎曲變形;下沖程時(shí)抽油桿受重力、液體進(jìn)入泵筒的阻力和液體的浮力、活塞與泵筒的摩擦力等作用,抽油桿受到軸向力壓力作用,迫使抽油桿要發(fā)生彎曲變形,而油管則是受到軸向的拉力作用,這種變形是在抽油桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)中不斷變化的,受壓變形的抽油桿與油管內(nèi)部接觸,便產(chǎn)生摩擦,每次磨損的位置是相對(duì)固定的,長(zhǎng)此以往就會(huì)造成油管抽油桿的偏磨,這是偏磨的主要原因之一。
1.2井身結(jié)構(gòu)的影響。多數(shù)井井筒是垂直地面的,但是隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展,斜井水平井、側(cè)鉆井等不斷增多,井斜也是導(dǎo)致油管抽油桿偏磨的重要原因。井斜角越大發(fā)生偏磨的可能性就越大,即便是直井,其井身軌跡也不是鉛直的,下入井內(nèi)的油管、抽油桿受到井筒軌跡的影響,發(fā)生彎曲,就會(huì)產(chǎn)生偏磨現(xiàn)象的發(fā)生。由于大部分油井的井身軌跡都不是鉛垂的,所以由井斜原因造成的偏磨問(wèn)題也是很普遍的。
1.3 油管抽油桿彎曲變形。油管抽油桿在生產(chǎn)過(guò)程中由于受力不均等多種原因,使得油管抽油桿發(fā)生塑性變形,變形后的油管抽油桿由于運(yùn)行軌跡不重合,進(jìn)而產(chǎn)生摩擦,造成油管抽油桿的磨損。
1.4 套管變形的影響。由于多年來(lái)受地質(zhì)因素等多方面的影響,許多油井套管變形嚴(yán)重,而且變形的位置不止一個(gè),使得井筒內(nèi)的油管抽油桿運(yùn)行軌跡被迫發(fā)生變化,進(jìn)而造成油管抽油桿偏磨。
2 油管抽油桿偏磨的危害
2.1 造成抽油桿斷脫。油管抽油桿偏磨是材料強(qiáng)度大的把強(qiáng)度低的磨損,由于不同廠家生產(chǎn)的油管抽油桿的材料組成有差異,所以其強(qiáng)度也不相同,油管抽油桿磨損的狀況也各不相同,由于抽油桿接箍外徑較大,所以抽油桿偏磨最常見的是抽油桿接箍偏磨,偏磨到一定程度才會(huì)出現(xiàn)抽油桿本體偏磨,當(dāng)接箍越磨越薄甚至絲扣磨損時(shí)就會(huì)出現(xiàn)脫扣現(xiàn)象。而抽油桿本體磨損后抗拉強(qiáng)度逐漸變低,出現(xiàn)桿斷的幾率逐漸增加,達(dá)到一定的程度就會(huì)產(chǎn)生斷脫。
2.2造成油管漏失。抽油桿偏磨的同時(shí)油管也受到磨損,在抽油桿偏磨的井上油管大多也都存在偏磨問(wèn)題,作業(yè)時(shí)起出的油管可以看出有一道深的凹槽,嚴(yán)重者油管會(huì)磨穿,造成油管漏失,甚至是一條大的裂縫,嚴(yán)重影響油井的正常生產(chǎn)。
2.3 造成油井免修期縮短,造成油井躺井。油管抽油桿磨損后,抽油桿斷脫、油管漏失的幾率就會(huì)增加,造成油井躺井,使油井的免修期大大縮短。部分油田由于油管抽油桿偏磨造成的躺井,占到躺井比例的70%以上,可見偏磨的危害有多大。
3 治理偏磨的措施
近年來(lái),隨著高含水期的開發(fā),大泵高參數(shù)生產(chǎn),管桿偏磨越來(lái)越嚴(yán)重,采油廠越來(lái)越重視管桿偏磨問(wèn)題,為預(yù)防治理工作投入了大量的人力、物力開展管桿防偏磨工藝技術(shù)、方法的研究與應(yīng)用,并取得了顯著的效果。
3.1 下入多種類型的抽油桿扶正器。抽油桿扶正器是治理偏磨的一種簡(jiǎn)單有效的措施,常用的扶正器有尼龍扶正器、滾輪扶正器、滾珠扶正器、塑料扶正器等,效果比較穩(wěn)定的尼龍扶正器,成本低,效果好,不易造成事故,但其耐磨性能稍差。
3.2 調(diào)整抽油井生產(chǎn)參數(shù)。抽油井生產(chǎn)參數(shù)的高低對(duì)偏磨有很大影響,參數(shù)越高偏磨越嚴(yán)重,所以在油井生產(chǎn)過(guò)程中要不斷監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)資料,使油井在合理的生產(chǎn)參數(shù)下生產(chǎn),盡量采取大泵徑大沖程小沖次生產(chǎn),參數(shù)能下調(diào)的盡量下調(diào),最大限度的減少躺井。
3.3 安裝油管旋轉(zhuǎn)裝置。該裝置原理類似于抽油桿旋轉(zhuǎn)減載裝置,只是轉(zhuǎn)動(dòng)的部分是油管,它的使用對(duì)延長(zhǎng)油井的免修期也起到了很大作用。
3.4 采用連續(xù)抽油桿替代常規(guī)抽油桿。連續(xù)抽油桿是沒有接箍整個(gè)抽油桿柱是一根連續(xù)的抽油桿桿,它的柔韌性好,耐磨性能好,我們對(duì)2口偏磨嚴(yán)重的油井使用了連續(xù)抽油桿,檢泵周期平均延長(zhǎng)了90天收到了良好的效果。石油開發(fā)中心勝海管理區(qū)的井幾乎都是斜井和水平井,位移較大,該區(qū)除部分井采用電泵外,多數(shù)采用的是連續(xù)桿生產(chǎn),偏磨問(wèn)題很少看到,可以看出連續(xù)桿是治理偏磨的比較有效的措施。
4 結(jié)束語(yǔ)
油管抽油桿偏磨問(wèn)題是一個(gè)系統(tǒng)性問(wèn)題,偏磨的原因可能是多重的,也可能是單一的,治理偏磨時(shí)要認(rèn)真分析造成偏磨的具體原因,根據(jù)原因采取針對(duì)性措施,才能達(dá)到預(yù)期的效果。
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級(jí)別:北大核心,CSSCI,AMI擴(kuò)展
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ISSN:1002-2104
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級(jí)別:北大核心,CSSCI,AMI權(quán)威,社科基金資助期刊,
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ISSN:2352-4928
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ISSN:0169-4332
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