抽油机井杆管偏磨与治理尝试

抽油机井杆管偏磨与治理尝试

张兴沛

玉门油田分公司机械厂 甘肃省酒泉市 735000

摘要：近几年来随着科学技术的不断发展以及社会生产力的提高，对油田采油工作也提出了更高的要求，在油田开采中，受到生产井井身结构的影响，以及井下多种应力作用的影响、井筒内介质和泵充满程度的影响，油杆和油管发生腐蚀偏磨的现象比较严重，不但会影响设备及其零部件的使用寿命，而且大大降低了工作效率甚至会导致停产，严重影响油田开采的效率和效益。为此，必须加强对采油中抽油机井杆管偏磨的研究，并根据偏磨机理采取综合防治措施，使抽油机系统正常工作，确保油田开采的顺利。

关键词：抽油机；杆管偏磨；影响因素；治理措施

1抽油机井杆管偏磨形成机理和影响因素分析

1.1抽油机井杆管偏磨形成机理

对油田抽油机系统管杆的研究发现，抽油机井杆管出现偏磨的位置主要集中于抽油泵、造斜点和井口下方这些部位，在实际抽油时由于抽油机工作环境十分复杂，其井下杆柱的传力系统复杂，会受到其自身重力、液柱压力、泵筒和活塞阻力、底部液体对柱塞向上作用力等的影响，所以抽油机杆柱容易在各种作用力的挤压下出现偏移、偏磨和弯曲变形的现象。抽油杆柱上有一个中和点，在中和点上面的部分一般不会发生变形，而中和点下面的部分在受力作用下会出现弯曲变形，大多数直井管和杆柱偏磨，主要是因为底部抽油杆柱在下行摩擦力的作用下出现了弯曲变形，使原来杆柱稳定性缺失，使管道和杆柱之间发生挤压接触从而产生了磨损。一般来说，中和点位置越低杆柱的失稳现象就越不明显，偏磨严重程度越低，反之则杆柱会出现明显失稳和偏磨的问题。

1.2抽油机井杆管偏磨的影响因素

抽油机井杆管出现偏磨的现象，主要受到井身自身结构、管内多种应力作用、抽油泵充满程度以及泵筒内介质的影响。

1）井身结构自身限制

斜井和直井自身的井身结构存在差异，受到井斜角度的影响采油井井身弯曲程度不同，在油管自身重力作用下可能会使油管和油杆发生弯曲变形，对于处在油管中心的抽油杆而言在井斜角度的影响下，加上受到自己重力的影响会出现一定程度的弯曲，在开采时井斜程度越大，抽油杆和油管的接触面积就越大，两者出现偏磨的现象就越严重。

2）管道内各种应力作用的影响

在油田开采的过程中，抽油泵作上下往复运动，抽油杆在往复运动的过程中国会在拉力和自身重力的作用下，使抽油杆和油管液体发生惯性作用力，从而在冲程的过程中，使抽油杆受到管道内液体对抽油杆浮力、液体和抽油杆之间阻力、柱塞和衬套之间阻力等应力的共同作用，从而导致油杆和油管发生磨损。

3）泵充满程度的影响

在油泵供油不足且低沉没度的情况下，对于泵充满程度不高的井而言，在油泵上下往复运动的过程中使柱塞和泵内的液体不断撞击而形成了强大的冲击载荷，随着液面的降低和液体的减少，抽油杆和油管摩擦作用减弱，从而出现了偏磨现象。

4）泵筒内的介质

泵筒内的介质包括原油和水，在产出液中如果含水量增高就会改变产出液的化学性质，比如将油包水变成了水包油，如果是水包油则会使抽油杆与油管的外壁失去原油的润滑保护，产出液中的水分直接和金属管体接触而发生一系列物化反应，导致抽油杆腐蚀。同时含水量的增加还会增加产出液中矿物质、氯离子、二氧化碳、硫离子等盐类离子以及腐蚀性介质，这些物质的增多会导致抽油杆和油管中的铁离子发生反应而使得油管管体发生腐蚀，一般材料的油杆和油管的防腐蚀能力本来就弱，加上后期磨损加剧导致偏磨的出现，会加剧杆管腐蚀，在腐蚀和偏磨的共同作用下大大降低了油杆和油管的使用寿命。

2抽油机井杆管偏磨带来的危害

抽油机井抽油杆和油管偏磨以后，会严重影响抽油杆的使用，降低抽油杆的强度使其发生弯曲变形，从而使得油杆断裂脱落，甚至会影响抽油泵抽油排出，导致油井无法出油。在抽油机的抽油杆和油管偏磨之后，会损坏油管的接口，从而使油管泄漏，影响抽油机的正常工作。这时需要进行修井操作才能抑制油管泄漏，不仅使抽油工作停滞而且带来了不必要的工作量，降低抽油工作的难度，影响采油效益，甚至会对工作人员的人身安全带来威胁。如果抽油机出现严重的故障就会停产，所以必须提高对抽油机井的监督管理，采取必要的防偏磨的措施，才能减少偏磨现象的发生，而在出现偏磨问题以后及时采取有效的治理措施才能降低影响，确保抽油机系统的正常工作，满足采油工作对技术的要求。

3抽油机井杆管偏磨治理措施

根据上述分析，导致抽油机井杆管发生偏磨的原因有很多，在实际油田开采应用过程中，为了解决抽油机井杆管偏磨的问题，确保抽油机井正常工作，可采取综合防治措施，不但能提高抽油机井的开采效率，而且因为减少了设备使用故障，可有效提高设备使用的寿命。

3.1 HDPE内衬油管的应用

在原来油管内壁上设置一层高密度的聚乙烯衬层，使衬层和油管管体之间紧密结合，可形成耐磨性较好的特种油管，有效阻止了油杆和油管之间的反复摩擦。同时该内衬油管的使用还具有较强的耐受性，和普通抽油机油管相比不易造成腐蚀，也不容易粘粘和结垢，大大减少了油杆管偏磨的问题，使设备及其各零件使用寿命得到延长。

3.2加缓蚀剂

加入缓蚀剂可以抑制金属材料发生锈蚀，在金属材料的表面形成一层高密度的薄膜，从而隔离了金属本体和腐蚀性介质，对金属形成有效的保护。同时缓蚀剂还能快速在油管内壁形成保护油膜，该油膜具有较好的润滑性可有效减少油杆和油管之间的摩擦，减少油杆管发生偏磨的概率。

3.3设置抽油杆扶正器

可以在抽油机井上采用抽油杆扶正设施以确保抽油杆能一直对准井筒中心，可减少油管偏磨现象，发挥设备的动力作用，在扶正设施的作用下减少油杆接箍和油管的接触，从而减少油杆和油管的偏磨，确保油杆能正常上下运动完成动力传递动作，发挥油泵抽油作用，使油田采油工作有序开展。

3.4制定科学合理的抽油机井工作机制

为确保油田采油工作的效率和质量，应制定科学合理的抽油机井工作制度，在确保稳定工作的基础上，对油泵的直径、冲程和冲数等进行合理配置，确保抽油机井各参数设置合理，可减少油杆和油管接触磨损的现象。在确定合理的油泵泵效以后选择最合理的油泵泵径和冲程、冲数，以及下泵的深度，使油泵充满，为油田开采提供技术支持，可大大降低油杆油管偏磨的概率，确保抽油机井系统正常运行。

3.5确保抽油杆的质量

抽油机井的油杆质量必须得到保证，首先应选择优质的油杆材料，并通过科学合理的设计确保抽油杆结构合理，提升抽油杆的强度，从而可避免在油杆运作时因外力作用而出现弯曲变形的现象。另外要提高抽油杆的防腐蚀能力，通过增加防腐蚀剂和润滑油剂来加大油杆接箍和油管之间的光滑程度，进而降低磨损的程度，以免发生严重偏磨而影响抽油机井的工作。

3.6改变采油方式

解决抽油机井杆管偏磨问题的另一种行之有效的办法是，改变原来的才有方式，改用螺杆泵采油，或选择电动离心泵才有，能从根源上解决杆管偏磨的问题及其带来的危害。

4结语

综上所述，本文对油田开采中的抽油机井杆管偏磨问题、原因、危害和防治措施进行了研究讨论。提出想要合理解决抽油机杆管偏磨的问题就要先分析杆管偏磨的原因，然后采取针对性的解决措施，可以从提升杆管质量、提高耐磨耐腐蚀性能、添加缓蚀剂、加强配套设施等方面降低偏口发生的概率，从而提高抽油机系统中各设备零件的使用寿命，确保抽油机系统正常稳定运行，使油田开采工作顺利开展。

参考文献：

[1]王敏.浅析抽油机井杆管偏磨成因分析与防治措施[J].工业，2016（10）：247.

[2]乔岩.浅谈抽油机井杆管偏磨原因及措施[J].中国石油和化工标准与质量，2017（2）：15-16.

[3]张颖.抽油机井偏磨原因分析及治理对策[J].价值工程，2015（17）：7-9.