高含水期有杆泵井新式减磨装置的研制与应用

高含水期有杆泵井新式减磨装置的研制与应用

霍红振岳彩涛

中原油田分公司文留采油厂河南濮阳457001

摘要：有杆泵采油是目前中原油田的主要开采方式，在生产过程中，抽油杆与油管的偏磨是普遍存在的现象。随着油田进入高含水开发阶段后，油、水井井况不断恶化，受产出液介质腐蚀、含水上升等因素影响，管杆偏磨加剧。针对这个问题研制扶正减磨装置，设计了特殊偏心结构、能够自动旋转的“三棱扇”外形扶正体套，由线接触变为面接触，增大接触面积，达到了减缓偏磨，延长检泵周期的目的。

关键词：有杆泵；偏磨；减磨装置

一、现状分析及存在的主要问题

有杆泵采油是目前中原油田的主要开采方式，在生产过程中，抽油杆与油管的偏磨是普遍存在的现象。随着油田进入高含水开发阶段后，油、水井井况不断恶化，受产出液介质腐蚀、含水上升等因素影响，管杆偏磨加剧。采油一厂2016年因偏磨导致的躺井达54口，占总躺井数的34.1%。在防偏磨治理配套上，主要应用了双保接箍、注塑杆等手段。主要存在以下问题：

1、注塑杆内是将尼龙扶正器采用热注塑的方式固化在抽油杆上，从现场应用情况来看，对杆本体有较好的扶正作用，但抽油杆接箍处依然存在偏磨现象。

2、双保接箍表面喷涂了一层抗磨、耐腐蚀的特殊合金涂层，表面硬度高、光洁度好，在与油管接触摩擦时，由于摩阻小，可减轻偏磨程度，但其与油管为线接触，长时间摩擦依然存在油管偏磨裂缝的现象。

针对这些问题，研制了扶正减磨装置，设计了特殊偏心结构、能够自动旋转的“三棱扇”外形扶正体套，由线接触变为面接触，增大接触面积，减缓偏磨，延长检泵周期。

二、结构、工作原理

1、工具结构

1—高强度接箍；2—三棱行扶正套；3—挡圈。

2、工作原理

由于抽油杆接箍的外径大于抽油杆本体直径，在绝大部分油井偏磨中，是由抽油杆接箍与油管的摩擦造成的。相互接触滑动的工件之所以存在磨损是因为有滑动摩擦力的存在，在滑动摩擦力的作用下，工件表面损坏脱落造成磨损。减少工件的磨损首先要减少滑动摩擦力。滑动摩擦力的计算方法：F=μN。F代表滑动摩擦力，μ代表滑动摩擦系数，N代表接触面单位面积上的正压力。

扶正减磨装置表面的喷焊涂层的光洁度高，减少了与油管的滑动摩擦系数；特殊的扇形结构增加了与油管的接触面积，减少接触面单位面积上的正压力，进而减少磨损。

技术参数：最大外径：ф55mm

涂层孔隙率：＜2%

扶正套硬度：表面涂层硬度HRC50-63

扶正套涂层厚度＞0.25mm

涂层与扶正套基体结合强度＞484MPa

三、现场应用情况

截止到2019年6月底共应用扶正减磨装置40井次280套，工艺成功率100%，平均检泵周期延长了31天，且大部分井仍处于免修期内，大大缓解了管杆的偏磨。

典型井例：13-385井

13-385井2018年8月2日上作业检泵，检泵周期268天，作业发现泵上第3根油管偏磨裂缝，底部40根抽油杆接箍偏磨严重，作业时配套扶正减磨装置60套，截止至2019年6月底，免修期已达329天，延长检泵周期61天。

四、结论与认识

扶正减磨装置的扶正套采用特殊偏心设计，扶正套涂覆一层AOC-160耐磨耐腐蚀的减磨涂层，降低了接箍与油管之间的摩擦系数，起到自润滑作用，保护和缓解了油管的磨损。扶正套采用特殊的偏心结构，扶正套外表面由3个偏心扇形组合而成，各偏心扇形直径均为62mm，与27/8吋油管的内壁圆弧直径一致，由线接触改为面接触，减少对油管的偏磨损伤。经过一年来的应用，创造了较好的效益，具有一定的推广应用前景。

参考文献：

[1]李汉周，杨海滨，马建杰等.抽油杆管杆偏磨与井眼轨迹的关系.钻采工艺，2009年，第32卷第3期：81-83.

[2]何志平.抽油杆扶正器的改进与应用.石油矿场机械，2007年，第36卷第7期：78-81.

[3]程树红.油井管杆偏磨现状及防偏磨技术探讨.内蒙古石油化工，2008年，第313期：112-113.