导致抽油井杆管偏磨的因素分析与治理对策

夏红新 杜伟 程亮亮

【摘 要】杆管偏磨一直是影响抽油机井检泵作业的主要原因。随着油田进入中后期开发，综合含水达95%以上，使机采井杆管偏磨现象愈加严重，缩短了杆管使用寿命。本文系统分析了抽油井管杆偏磨腐蚀的因素，对目前各种管杆偏磨腐蚀工艺进行比较，对今后管杆偏磨防治工作有一定的借鉴意义。

【关键词】抽油杆；偏磨；因素，治理对策

1、抽油井管杆偏磨产生的危害

孤东采油厂开发的油田具有构造复杂、油藏类型多、储层岩性复杂、渗透率差异大等特征。由于地质条件先天性不足，开发过程中存在着油层改造难度大，费用高，单井产量低，目前，单井平均日产原油不到4吨，注水压力高，深抽井多，杆管偏磨严重等问题，全厂油井开井990口，其中抽油机井920口，根据历年来现场作业井资料统计，近420口油井有偏磨现象，300口油井偏磨严重，每年都导致油管、抽油杆的大量报废，作业费用居高不下，平均年维护作业600井次，维护费用3000多万元。其中，由于杆管偏磨造成作业约270井次，占总维护作业井次45%，占总维护费用54%。平均每年因管、杆偏磨，更换油管29.4万米、抽油杆21.3万米左右，油井免修期短，使采油厂的维护投入逐年增加，成为多年来严重制约影响开发水平提高的一大难以治愈和攻克的顽疾。

2、影响抽油井管杆偏磨的因素分析

在有杆抽油系统中，抽油杆在油管中的运动及油管自身的运动情况非常复杂，这种运动会引起抽油杆与油管内壁的剧烈摩擦，致使抽油杆本体及接箍磨穿，油管磨损裂缝，造成杆管报废。

随着近年来油管泄油锚的应用，在高含水期，基本上是由于大泵和高参数的影响，致使了躺井的频繁，检泵周期的缩短，即使把泵上油管锚定，但在游动凡尔关闭，固定凡尔打开时，油管向上运动发生螺旋弯曲，抽油杆下行时螺旋弯曲上行摩擦，也会引起抽油杆接箍与油管内壁的摩擦。在油管锚定且处于拉伸状态下，柱塞下行中抽油杆螺旋弯曲也会造成管杆偏磨，而且这种弯曲、偏磨通常发生在泵以上几百米的管柱范围内。

该类井平均泵径80.8mm，平均泵深737.2m，平均液量102.8t/d，平均动液面659.5m，平均冲次7.6次（高于平均冲次6.8次），平均沉没度100.3m，平均检泵周期226d，平均矿化度9905mg/l。

从以上的数据来看，大泵高参数就成了躺井的主要原因，从GO7-40-306看，两次躺井相隔时间短，调参之后沉没度下降了284m，另外该井的矿化度很高，因此在这类井的共性就是大泵-高参数-液量高-井下工具疲劳躺井。近年来，斜井、侧钻井、水平井数量大增。在此类井中，管、杆的对中更为困难，管杆偏磨更为严重。目前，油田普遍使用的是CYB250井口装置，所使用的大四通是自喷井250型采油树下部的大四通，虽然安装简便，但不能解决抽油杆与油管对中问题，一旦抽油机底座固定，调中就很困难，偏心、光杆与防喷盒不对中现象的存在，加剧了管杆偏磨。

3、抽油井管杆防偏磨技术研究与应用效果分析

3.1抽油杆扶正器与抽油杆双向防偏磨接箍工艺

抽油杆扶正器有硬质塑料和钢质两种，硬质塑料扶正器、钢质扶正器通过配合上在抽油杆公扣与接箍之间，通过丝扣直接连接在两根抽油杆之间，由于其外径比抽油杆接箍稍粗，自身先与油管内壁接触偏磨，待扶正器或滚动接箍磨蚀到一定程度后，抽油杆接箍才与油管内壁接触、偏磨。

优点：重量轻、体积小，成本低，安装简单，能延缓抽油杆接箍的偏磨，延长抽油杆的使用寿命，几年来一直在油田开发中广泛使用，并起到了一定的积极作用。缺点：采用该工具，油管仍然一直处于较小面积范围内的局部偏磨状态，油管“沟槽”的形成仍然不可难免；同时，当扶正器或滚动接箍磨蚀到一定程度后，抽油杆接箍与油管内壁开始接触磨蚀，并且仍是局部侧面磨损，时间稍长，接箍仍然将被磨穿。即抽油杆扶正器、滚动接箍仍然未能从根本上彻底解决管杆偏磨，只是一种权宜之策。

抽油杆双向防偏磨接箍是由表面度了一層防偏磨材料，表面光滑耐磨，两头有倒角，管杆相互摩擦时起到保护接箍与油管内壁的磨损，延长油井生产周期一延长接箍与油管寿命。

3.2内衬油管与镀钨基抽油杆工艺

内衬油管原理结垢：内衬油管就是在油管内部镶衬上防腐蚀材料，起到防腐耐磨作用，镀钨基抽油杆就是在抽油杆外部镀上一层防腐材料，起到防腐耐磨作用，两种同时应用能有效地杜绝腐蚀偏磨，延长生产周期，延长使用寿命。

2016年9月GO7-40-315躺井原因管漏关，检下83长泵500m ，解剖起出原井杆节箍腐蚀偏磨严重，70活塞下凡尔刺坏5×5cm洞，泵上第30根油管公扣偏磨穿漏，油管内壁腐蚀偏磨严重，根据解剖情况本井腐蚀偏磨严重，及时联系工艺所换泵上76mm加厚内衬新油管53根500m，换镀新钨抽油杆，泵下装防腐药剂，9.18日开井，以3×6.2开井日液141.2t/d，日油5.0t/d，含水96.4%，比修前液量油量都增加，参数降低2.8次，通过地面设备、地层生产情况、井筒管柱，对方案进行论证，由原来的70泵550m下83长泵500m，地面设备由原来的8型机换12型抽油机，参数由原来的3×9，调整参数为4.2×6.2，达到四升一降，泵径升级、泵挂上提、液量上升、油量上升、参数降低，通过参数优化下降参数开井，保证作业质量和延长生产周期，控制躺井率，现已正常生产410d。

3.3光杆双翼调偏防喷盒

油井井口装置中的大四通平面有的不水平，导致三通放喷盒与光杆不聚中，不具有调中作用，但每口抽油井必用的光杆密封器，不但具有光杆密闭作用，所以推广应用双翼调偏放喷盒，具有光杆调中作用，在一定程度上延缓了管杆偏磨。但这种作用，主要体现在对光杆和抽油管柱上部的部分管杆的保护上，对于中下部抽油杆和油管，特别是斜井、水平井、侧钻井中的管杆，起不到防偏磨作用。通过在5口井应用双翼调偏放喷盒，应用效果良好，起到光杆与防喷盒调偏对中双翼密封，更换盘根时不用停井等优点。

3.4防偏磨光杆旋转悬绳器

针对管杆偏磨严重现象，研制、推广了防偏磨旋转悬绳器，使抽油杆在抽油过程中也能匀速转动，使磨损在抽油杆接箍360度范围内均匀分布，从而有效延长抽油杆与油管的使用寿命。构成：主要由壳体、推力轴承、芯轴、蜗轮、蜗杆、外罩、摇臂、驱动轮罩、驱动轮、棘轮、棘爪、扭簧、圆锥滚子轴承等组成。特点：结构紧凑、体积小，现场安装方便。借助于抽油机自身动力，实现抽油杆匀速转动。

工作原理：抽油杆旋转器安装在悬绳器上端，光杆从其中心孔穿过，其上端装光杆卡子。当抽油机向下运动到一定位置时，拴在抽油机驴头和摇臂之间的钢丝绳拉动摇臂转动一定角度，此时，棘爪驱动棘轮和蜗杆顺时针转动一定角度。

现场应用情况：根据油井生产参数大，偏磨程度大的油井，优化实施了12口井，例：GO7-40-3356井参数大偏磨严重，原检泵周期平均在145天左右，通过应用后现已正常生产328天，现场应用效果显著，能防止抽油杆脱扣优点，有效起到抽油杆周围均匀摩擦，起到有效延长抽油杆与油管的使用寿命。

4、结论与认识

（1）抽油杆扶正器、双向接箍能延缓管杆偏磨，延长油井免修期；缺点：不能彻底解决管杆偏磨，效果一般。

（2）调偏防喷盒能调正光杆和上部抽油杆，减少部分管杆偏磨；缺点：不能彻底解决管杆偏磨，效果一般。

（3）内衬油管和镀钨基杆、油管旋转器能有效延缓油管偏磨，延长油井免修期；缺点：成本费用高，井口安装复杂，效果较好。

（4）螺杆泵、旋转悬绳器能有效延缓抽油杆偏磨，延长油井免修期；缺点：排量小、高液量高含水井不适用，效果较好。

【参考文献】

[1]沈琛等.中石化油气勘探开发井下作业工程监督培训教材.石油工业出版社.北京：2005

[2]刘志明.井下作业工具.北京石油工业出版社，1998