稠油条件下抽油杆的防偏磨断脱综合治理浅谈

王宪伟 赵晓利

摘要：抽油机井的抽油杆偏磨断脱是一种常见的异常现象，严重影响油田的正常生产。偏磨断脱的原因有油藏因素、疲劳破坏、机械偏磨以及腐蚀损坏等多种因素，针对稠油及特稠油情况研究抽油杆防偏磨断脱管理，以及不同的治理措施，可以有效提高油井的生产效率和经济效益。

关键词：稠油开采;抽油杆;偏磨断脱;治理措施

近几年来，随着各油田落实国家关于能源安全新战略，统筹协调国内能源开发，加大了资源动用力度，一批稠油油藏开始进行开发建设，加强稠油情况下抽油杆的偏磨断脱管理的研究，能够降低油田开采的开采成本，极大地提高国家能源安全战略的保障力度。

笔者所服务的西北油田主要开发的是塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏，埋藏深度在5500米至7200米，原油黏度达10万毫帕·秒以上，在常温下就是沥青状，具有超深、高温、高压、高含硫化氢的特点，原油腐蚀性大，导致抽油泵凡尔漏失、泵座损伤、抽油杆断裂等情况频繁，严重影响油井的生产时效。

1抽油杆断脱的原因

油气生产过程中抽油杆由于长期在交变载荷以及油气水等腐蚀环境下，油质稠导致抽油杆卡死状况频发高发，洗井解卡时需要吊車配合反复上提下放活动抽油杆，抽油杆受损断裂，影响正常生产。抽油杆偏磨断脱的原因较复杂，根据偏磨断脱特征、部位及原因分析，可以从以下几个方面分析偏磨断脱原因。

1.1抽油杆疲劳破坏

油井生产过程中，抽油杆受到不对称循环载荷的作用，杆的上部分所承受的力有抽油杆柱及液柱的重力、惯性载荷力，摩擦阻力、管杆弹性导致的振动载荷等力，随着开采深度的加深，致使抽油杆下部的张应力转换为压应力，增加了抽油杆的弯曲和扭力及摩擦力，加重了下部的负担。不对称循环载荷的作用，致使设备产生多处的疲劳源，容易引起抽油杆的疲劳断裂。

1.2抽油杆的机械偏磨

抽油机井的生产中，抽油杆上冲程受拉应力作用，下冲程受压应作用产生弯曲，极易产生偏磨。垂直井在套管处会发生弯曲，而斜井，抽油泵下到造斜点以下时，抽油杆与油管的内部相互接触，上冲程时，抽油杆与油管内壁一侧产生偏磨;下冲程时，抽油杆弯曲与油管内部内壁摩擦导致偏磨。

1.3抽油杆腐蚀破坏

大部分油井在实际开采过程中，产出液中都含有水的成分，大部分产出液具有较多的腐蚀物质，这些腐蚀物质包含不限于CO2、HS2等成分。稠油开采使用的抗稠油电泵、注稀油、注氮气等工艺，其中注氮气产生腐蚀性物质，加上油藏高含硫化氢，增加油井腐蚀，加剧抽油杆的腐蚀断裂速度。

2.抽油杆防偏磨断脱的防治措施

2.1抽油杆柱防偏磨断脱技术分析

（1）旋转井口、旋转悬绳器防偏磨技术

针对部分油井油套管变形造成抽油杆严重偏磨，采用旋转井口和旋转悬绳器能够有效降低偏磨、延长管和杆的使用寿命。旋转井口定期旋转井口螺杆，带动井下油管旋转一个角度，均衡油管内壁偏磨。旋转悬绳器在抽油机上下冲程交变载荷作用下，自动缓慢旋转，每一个冲程，该装置带动抽油杆顺时针旋转一个微小角度，使抽油杆接箍受均匀受磨。

（2）安装扶正器和加重杆。

实际生产中，抽油杆扶正器主要是尼龙扶正器，油管上应用硬胶筒扶正器，它们都具有一定的耐磨性，下井比较方便。在抽油杆底部加装加重杆，使杆柱受力均匀，在上下冲程时始终处于拉升状态，也不会因为交变载荷产生弯曲变形，从而改善偏磨、减小载荷冲击问题，降低抽油杆断脱故障发生。

（3）新型抽油杆和双向保护接箍

针对性分析特种抽油杆性能参数，引进钢制连续、HY级高强度、环氧树脂防腐等5类特种抽油杆，累计应用129井次，检泵周期延长近100天，年检泵井次下降16.7%。双向保护接箍是在普通接箍表面喷涂一层AOC-160涂层，硬度较高且耐腐蚀，能减缓接箍及抽油杆的偏磨腐蚀。

2.2 抽油杆柱防偏磨断脱管理浅谈

（1）优化抽油机井的“机、杆、泵”相匹配的方案。通过对抽油机井的“机、杆、泵”三者匹配状况的分析研究，优化制定最合理的工作方案制度，通过适当放大抽油机机型、采用较大的抽油杆径、增加泵径、降低冲次等方式，降低抽油杆柱偏磨，提高抽油井生产时率。

（2）加强抽油机现场监控

据统计，抽油杆使用7年后故障率高达32%-47%。因此，加强对抽油杆的严格监管，建立单井档案，跟踪记录偏磨部位，调整热洗周期，及时有效防止偏磨断脱发生，减少作业成本。

（3）合理设定油井管杆组合和生产参数

抽油机井管杆组合不当，增加偏磨几率，特别是接箍和造斜点位置，更容易出现接触摩擦。生产参数设定不合理时，稠油井杆柱运行速度小于抽油机驴头速度，出现杆卡现象，更易弯曲受损。沉没度小于400米时，下冲程柱塞卸载较快，加剧杆柱振动，易产生偏磨。

总之，稠油井针对性采取管理措施，优化管和杆组合设计，优化杆与柱泵尺寸配合，减少摩擦，优化油井抽吸生产参数，合理设定沉没度，定期热洗，避免井筒结蜡，确保出油通道畅通，实现科学高效管理。

参考文献：

[1]曹言光 中原油田防偏磨腐蚀配套技术【J】   油气地面工程，2004，23（9）

[2]李向东 抽油杆断脱原因及预防措施【J】 今日科苑，2010，（06）