摘要：近年来，全国各大油田的抽油机井表现出来的偏磨现象越来越普遍，偏磨井数越来越多。直井、斜井均存在偏磨现象。偏磨危害形式呈现多样化。造成油井维护工作量大大增加，大量杆管材料报废，增加了生产成本。因此，归纳、分析、总结杆管偏磨的成因，研究综合治理偏磨的工艺技术，成为控制油田生产成本、实现降本增效的有效途径。
关键词：抽油机井 管杆 偏磨分析 防治措施
引言
近些年来，随着国内各大油田相继进入高含水开发阶段，油田生产中不断出现各种新的问题，其中一个比较突出的问题就是抽油机井表现出来的抽油杆与油管之间的磨损。由于杆管的偏磨，加速了杆、管、泵的损坏，增加了检泵作业工作量和采油成本，影响了油田的正常开发。为了维持油田的正常生产，提高经济效益，研究抽油杆与油管间的偏磨问题以及治理偏磨的有效措施有着重大而实际的意义。论文就当前普遍存在的抽油杆管偏磨的原因进行了分析总结，同时本文也针对这些原因提出了一些合理的防治措施。
1 管杆偏磨原因分析
1.1井身结构原因
生产井包括直井和斜井两种，对于斜井这一特殊类型的井，在造斜点一定范围内，油管是弯曲的，由于造斜点距井日较近，抽油泵一般都安在造斜点以下，由于重力等原因，在泵到泵上一段距离内抽油杆与油管必然发生偏磨，导致杆管偏磨。直井由于目前技术限制，在钻井过程中，随着钻井深度的增加，钻头与井口同度变差，井筒出现自然井斜，造成杆管磨损。
1.2“失稳”对偏磨的影响
分析下杆、管在上、下冲程过程中每一点的受力状况。在上冲程过程中，杆柱每一点受向上的拉力、该点以下杆柱在液体中的重力、该点以下杆柱在上行中与液体的磨擦力、活塞与泵筒的磨擦力。由于向上的拉力远大于其它向下的阻力，因此，杆柱在向上的拉力作用下向上运动，完成上冲程。在这个运动过程中，杆柱每一点的合力都是向上，杆柱被拉直，不会发生偏磨现象。在下冲程过程中，油管每一点的合力都是向下，油管被拉直，不会发生偏磨现象。杆柱每一点的受该点以下杆柱在液体中的重力，杆柱下行时与液体磨擦产生的向上的阻力，活塞与泵筒磨擦产生的向上的阻力，该点以上杆柱在液体中的重力作用于该点形成的向下的压力。下冲程时各点受力比较复杂，而且处于变化中，下冲程运动开始时，还受到杆柱向上的惯性力的作用。各点合力向下，杆柱向下运动。中性点以下的抽油杆，由于该点以下杆柱的重力较小，不足于克服其它各种向上的阻力，而该点以上杆柱的重力较大，作用于该点形成向下的压力较大，下部杆柱在强大的压力作用下完成下冲程，容易弯曲变形，发生偏磨现象。由于杆柱的塑性较强，上部的重力不会很快对下部形成压力，而下部杆柱在上冲程的惯性力作用下还在向上运动，大大增加了中下部杆柱的弯曲程度，杆柱发生弯曲的这种现象，我们称为“失稳”。杆柱“失稳”是偏磨的主要原因，而中性点越低，杆柱的“失稳”越轻，杆柱偏磨现象也越轻。“失稳”引起的偏磨均为双面偏磨。由于偏磨，使抽油杆强度变低，加之交变载荷的影响，抽油杆容易疲劳。因此，底部抽油杆出现断脱的情况较多。
1.3高含水影响
高含水井偏磨的主要原因是杆、管表面失去了原油的保护作用，产出水直接接触金属，腐蚀速度增加。摩擦的润滑剂由原油变为产出水，由于失去原油的润滑作用，油管内壁和抽油杆磨损速度加快，磨损严重另外一个原因是原油含水率升高，致使原油密度增大，浮力增加抽油杆在下行程时轴向压力变大，如果轴向压力大于杆柱临界压力，就会使杆柱挠曲发生偏磨，因此，原油含水率升高加大了杆管偏磨的机率。
1.4沉没度影响
合理沉没度不仅可以提高泵效，而且可以减轻杆管偏磨的发生。理论上讲，当沉没度较高时，下冲程时固定凡尔关闭，在沉没压力作用下，油管受到上顶力过大造成油管弯曲，会造成杆管偏磨若沉没度过小，油管会失去环空液体的作用，其振动和摆动加剧，导致杆管偏磨加剧。
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1.5结蜡造成抽油机井杆管偏磨
抽油井在生产一段时间之后如果没有及时采取措施井筒内必然出现结蜡现象这些东西一般会附着在油管、抽油杆的表面形成一个凝结点。抽油井结蜡后上行悬点载荷增加下行载荷降低。尤其是在下行中抽油杆运动到结蜡点时由于受到阻力影响速度变慢当小于光杆下行速度时造成结蜡点以上的抽油杆弯曲使得管杆偏磨。
2 管杆偏磨防治措施
2.1 优化管柱组合设计
根据不同采油井的实际井况，建立合理的力学模型。通过对管柱的各个受力点的分析计算，优化杆柱组合设计，在容易出现受力变形大的部位，使用具有高强度、耐腐蚀材料的杆材，尽量减小抽油杆和油管的受力变形幅度，以减小偏磨几率。
2.2 加装抽油杆扶正器
在抽油杆上加装抽油杆扶正器来防治管杆偏磨。抽油杆扶正器采用尼龙为原料，它不仅价格低、容易安装，并具有耐热、耐磨、耐腐蚀、耐低温的优点，在控制抽油机井油管本体与抽油杆接箍的偏磨方面起到了较好的预防作用，适于大范围推广[4]。
2.3 加缓蚀剂
加缓蚀剂是 解决油井井简和地面集输系统腐蚀的一种常用、有效方法。其原理是通过缓蚀剂加入到产出介质中，在金属表面形成一种致密薄膜，使金属本体与腐蚀介质隔离开 来，以达到保护金属、防止腐蚀的目的。另外，通过油井缓蚀剂在油管内壁形成的保护油膜，起到润滑作用，达到减少磨损的目的。
2.4 加强日常管理、制定合理工作参数
在能满足正常生产的前提下，尽量控制井口回压，回压过高不仅加大悬点载荷，而且会加剧杆、管的磨损；确定合理的泵径以及冲程、冲次，选择油井的合理抽吸参数，特别是在井深较大的条件下，应尽量采用大冲程、小冲次、小泵径的参数进行生产，尽量减少振动和惯性载荷，以达到减轻杆、管偏磨的目的。并应装好井口盘根，松紧程度适中，这样即可降低悬点载荷，又可减轻管杆偏磨的现象。
2.5 加长尾管和管柱锚定
加长尾管仅能减轻管柱弹性弯曲。管柱锚定又有机械预张力锚定，液压张力锚定，支撑式锚定三种工艺。机械预张力锚定虽是预防油管弯曲的最有效措施，但施工 操作复杂，且起出管柱时安全性差，有可能卡钻，因此该项工艺至今未得到很好的推广使用；掖压张力锚定虽能利用油套压差将管柱锚定在管柱伸长最大的部位，操 作简单，但在整个锚定伸缩过程中，锚牙始终磨损套管，对套管有一定的损伤；支撑式锚定仅能防止管柱底部运动而有助于提高泵效，但是，由于泵上油管受压产生螺旋弯曲严重，将加重油管抽油杆偏磨，是最不应该采用的锚定方式。
2.6 应用新技术、新工艺
（1）采用耐磨防腐蚀复合涂层油管
耐磨防腐蚀复合涂层油管技术是采用新开发的涂敷工艺，将一种纳米级的粉末涂料涂敷在油管内表面，形成一层具有超强耐磨和防腐蚀性能的保护层。除抗弯曲、抗冲击性能等同于常规油管外，还具有与油管内壁附着力强的特点，能提高管杆之间的耐磨性能，可有效解决管杆偏磨问题。
（2）运用无管采油技术
无管采油技术的最大优点在于空心抽油杆不易弯曲，与套管间的环形空间远大于普通抽油杆与油管间的环形空间，因此该技术能有效避免管杆间的偏磨。
3 结束语
在分析解决管杆偏磨问题时，要从多个角度同时来考虑，比如进行油管与抽油杆柱优化时，要同时考虑是否需要防偏磨接箍及扶正器，参数优化等工作。综合看，管杆直接接触偏磨是管杆磨损的主要原因，管杆偏磨主要发生在下冲程过程中，管杆偏磨主要发生在管杆中下部位置。
参考文献：
[1]冉箭声，王海绘，潘为国，等.抽油杆常见事故原因分析及防治对策[J].断块油气田，2002，9（1）：73-75
论文作者:陈庆
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/11
标签：油管论文; 冲程论文; 管柱论文; 弯曲论文; 油井论文; 磨损论文; 载荷论文; 《基层建设》2018年第22期论文;