偏磨机理范文

偏磨机理范文（精选5篇）

偏磨机理 第1篇

关键词：抽油杆,偏磨,防治措施

1 抽油杆偏磨机理研究

1.1 抽油杆偏磨特征

1.1.1 偏磨井偏磨深度分布特征

统计1998年-2001年11月偏磨井 (60口) 偏磨井段的深度分布数据可以看出偏磨井段深度主要集中在800米以下, 在结蜡井段及以上的井数比较少。

1.1.2 偏磨井含水分布特征

统计1998年-2001年9月偏磨井含水情况, 大部分抽油杆偏磨井的含水级较高 (Ф>85%) 。

1.1.3 偏磨井沉没度分布特征

统计1998年-2001年9月偏磨井生产沉没度情况大部分抽油杆偏磨井沉没度较低。

1.1.4 偏磨井井下状况特征

统计1999年-2001年11月偏磨井的作业数据发现, 管杆偏磨具有一定的方向性, 底部结蜡的井数比较少, 个别井发现套变, 大部分未发现其它问题

从上面统计结果可以看出, 抽油杆偏磨井分布呈以下特征:

(1) 抽油杆偏磨井主要集中在低沉没度、高含水井正常抽油机井。

(2) 抽油杆偏磨井的抽汲参数 (S N) 相对较高。

(3) 抽油杆偏磨井段深度一般大于800米。

(4) 抽油杆偏磨井下冲程存在较强的振动载荷。

1.2 抽油杆偏磨机理研究

(1) 轴向压缩载荷较小, 未达到欧拉公式计算的临界载荷时, 抽油杆柱处于直线平衡状态;

(2) 当轴向压缩载荷达到欧拉公式的临界力时, 抽油杆将发生屈曲, 但只是一个正弦波状的弧形, 与套管内壁只有一个接触点, 但是对于非常细长的抽油杆来说, 如果没有安装扶正器, 这种屈曲基本上都会发生, 见图2.3b。由于抽油杆下行阻力比由欧拉公式得到的临界压力大得多, 而且径向间隙相对于细长的抽油杆来说是很小的, 因此这个阶段很短, 很快甚至瞬间就会发生下面的正弦屈曲;

(3) 当轴向压力到达某个极限值时, 抽油杆将变成一条平面曲线, 成为多个波长的正弦波状曲线, 即正弦屈曲;

(4) 若载荷继续增加, 当轴向压缩载荷到达另一个极限值时, 抽油杆柱将变成一条空间螺旋线状曲线, 螺旋状的抽油杆与套管内壁完全接触, 这样, 抽油杆与套管内壁的接触由点接触变成了线接触, 此即所谓的抽油杆柱螺旋屈曲, 见图2, 其产生的杆管摩擦力急剧增加;

(5) 当抽油杆发生螺旋屈曲后, 若载荷继续增加, 将会使抽油杆与套管内壁的接触力显著增加。最后, 抽油杆一端的载荷将会与抽油杆和套管内壁的接触力相平衡, 而不能有效地传递到另一端, 此即所谓的管柱自锁。自锁发生后, 任何实际作业将无法进行。

2 几点认识

(1) 油井井身结构的约束造成管杆弯曲偏磨损伤

(2) 采油工艺特性决定了杆、管偏磨的客观必然性

(3) 因抽油机井采油工艺特性决定了油管、抽油杆在工作过程中必然产生变形, 管、杆均无法完全处于自山状态, 所以偏磨是必然的和客观存在的, 如果未采取其他 (如加长油管、油管锚定、杆柱扶正等) 防护措施, 变形的抽油杆与油管发生摩擦, 偏磨损伤将是严重的。

(4) 生产参数不合理是管杆偏磨的重要因素之一

(5) 抽汲参数的影响

(6) 沉没度的影响

沉没度较低时, 沉没压力较低, 不但原油容易脱气而导致井筒内温度降低, 采出液在泵的吸入口处, 甚至在泵筒及井筒内析蜡, 结蜡严重。同时因脱气大量轻质成分析出, 采出液粘度上升。抽油杆柱下行程受到的阻力急剧增加, 产生弯曲造成偏磨。沉没度低还会发生柱塞撞击液而现象, 产生向上的冲击力, 除加剧偏磨外, 对抽油杆的损伤也非常大。4.井液介质和水力参数的“辅助”作用加剧了管杆严重偏磨井液介质具有腐蚀性, 偏磨磨损增大腐蚀速度;腐蚀加剧磨损程度。对于某些进入高含水后期的油田, 采出井液的含水增加, 采出液的物性油油包水型转换为水包油型, 管、杆表而失去了原油的保护作用, 管杆接触而的润滑系数也在大幅度地降低, 上行载荷明显增加, 卜行阻力无形加大, 在增加抽油机驴头载荷的同时, 也改变了抽汕杆的受力状况和变形程度, 致使管杆接触摩擦偏磨损伤与开采初期和低含水期相比越来越严重。

3 结论

(1) 判断抽油杆弯曲偏磨时, 必须结合杆、管偏磨成因, 合理优化机、泵、杆设计, 采用大泵径、低冲次, 采取同级抽油杆柱, 同时加大油管锚的应用和泵外加长尾管措施, 最大限度地减少偏磨发生几率。

(2) 抽油杆柱在油管内向下运行过程中, 当抽油杆柱所承受的纵向弯曲载荷 (相当于下行阻力) 大于抽油杆柱的临界载荷时, 抽油杆柱就会弯曲失稳, 发生偏磨。

(3) 抽油杆柱在高含水、低沉没度地油井中运行、增大抽汲参数、热洗周期不合理, 泵柱塞轴线偏心使泵偏磨, 是导致抽油机井抽油杆在短期内偏磨的主要原因。

(4) 针对抽油杆偏磨的主要原因, 通过调整调整抽汲参数、减小游动凡尔滞后力、降低中和点缩短受压杆长度、应用防偏磨装置、安装旋转井口和抽油杆旋转器、提高日常生产的管理水平等措施有效的减缓了该区抽油杆偏磨现象, 可以在实践中进行试验。

参考文献

[1]赵子刚, 诸英鑫, 汤文玲等.抽油杆管偏磨的综合分析与防治[J].大庆石油学院学报, 2002, 26 (3) :22-25.

偏磨机理 第2篇

【关键词】抽油井 弯曲 偏磨 杆柱组合 特殊泵

一、引言

管杆偏磨是大部分油田普遍存在的问题，特别是采用了注水、增产措施后，偏磨情况更是日趋严重，根据抽油机井管杆偏磨的一手资料，借助抽油杆受力分析结果，全面地分析抽油机井出现管杆偏磨的机理，提出切实可行的防治措施；对于减缓井下设备损坏，降低了检泵工作量和管杆更换成本，提高开发效益意义重大。

二、抽油机井管杆偏磨现状调查分析

通过对我队22口管杆偏磨井情况调查分析，可得出以下规律：

1、从含水状况的分布上看，主要集中在高含水区。统计22口偏磨井含水情况，发现随着含水的增加，偏磨井数增加，偏磨井占同含水级别井的比例也随之增加。其中含水大于95%的偏磨井最多，占偏磨井总数的72.7%。

2、从沉没度的分布情况来看，主要集中在低沉没度井上

统计19口液面不在井口偏磨井沉没度资料，沉没度在200米以内的井有11口中，占统计井数的57.9%。

3、从偏磨位置的分布情况来看，主要集中在泵上500米以内。根据22口抽油杆偏磨断脱井现场检查情况统计，偏磨严重的部位主要集中在泵300米以内，统计这类井共17口，占统计井数的77.2%。

三、抽油杆在下行程中的受力分析

在垂直井中抽油杆受压，当压力达到一定值时，使抽油杆失稳，造成抽油杆产生螺旋弯曲，导致抽油杆与油管偏磨。抽油杆在下行程时可能产生弯曲变形，抽油杆下部的轴向压力将导致抽油杆失稳弯曲。在下行程时的悬点载荷为正值，这意味抽油杆在悬点位置受拉，即产生一个向下的拉力。另外，抽油杆柱向下加速运行时的惯性力、摩擦力均向上，加上下行程时抽油泵游动阀的流体阻力及柱塞副的摩擦力联合作用形成泵端阻力，这个泵端阻力的方向也是向上的。阻力随着活塞直径、抽油杆在油管内的各种摩擦阻力、抽油泵冲次以及液体运动粘度的增加而增大，也随着活塞与衬套间隙减小而增大。在两个方向的力的平衡点上形成中性点，因此，下行程中这些力的联合作用使在中性点以下的抽油杆受压而弯曲，而且在抽油杆下部受有最大轴向压力，这个轴向力使抽油杆失稳而弯曲并导致抽油杆紧贴在油管内壁上，通过运行产生偏磨。

四、影响管杆偏磨的原因分析

经过分析，造成管杆偏磨的原因主要有以下几个方面：

（1）井深结构的影响造成生产管柱弯曲，导致管杆偏磨。注入水易使断层两侧憋压，加剧应力集中，另一方面由于平面上地层压力不均衡造成高压区和低压区，使井眼轨迹发生变化，导致生产管柱弯曲，引起管杆偏磨。

（2）含水率升高，润滑性降低，导致管杆偏磨。当油井产出液的含水大于75%左右时，管杆表面也由亲油型变成亲水型，管杆表面失去了原油的润滑作用，管杆偏磨加剧。同时，产出水中的腐蚀还原菌可在烃类物质条件下把水中硫酸根还原，产生H2S等腐蚀介质，腐蚀使管杆表面粗糙度增加，造成更严重的磨损。

（3）低沉没度对管杆偏磨的影响。低沉没度井井底流压低，液体进泵的能力差，会出现供液不足现象，由于泵的充满程度差，泵的柱塞与液面之间存在液击现象，从而进一步增大抽油杆柱下行阻力增大，易发生抽油杆偏磨。

五、防止杆管偏磨的工艺措施

1）杆柱的有效扶正。杆管偏磨，采用杆柱的有效扶正，目前仍然是最有效的措施之一，从使用的情况看，一般采用扶正器全井扶正，原则上每根抽油杆加装1个扶正器，无论是卡装式还是注塑式，扶正器的方向必须一致。

2）抽油杆旋转装置。在有杆泵抽油系统中，不论是直井还是斜井，抽油杆和油管都是在接触中相对运动，因此，抽油杆与油管之间存在着不可避免的磨损，在现有技术情况下采用抽油杆旋转装置，使油井在生产过程抽油机下始点时抽油杆旋转，让抽油杆整个圆周都参加磨损，避免抽油杆磨损，从而成倍延长抽油杆的磨损时间。

3）管柱方面

（1）油管锚定。在上冲程中，下部油管柱在内压及轴压的作用下，有可能发生正弦弯曲或螺旋失稳弯曲。这种情况一般表现为全井偏磨，对其进行油管锚定取得了很好的效果。

（2）油管旋转装置：对于难以解决的杆管偏磨问题，我们使用了旋转井口，将杆管之间的线磨擦通过油管的旋转变为面磨擦，让油管全方位磨擦，以延长油管寿命。

4）新型防偏磨抽油泵

（1）大流道抽稠油整筒防偏磨泵。改进整筒泵流道，增加过流面积。以球座孔面积为依据，对游动凡尔罩结构进行改进：一是将原柱塞下端的倒坛式闭式四孔阀罩改为四斜槽形三圆弧结构，增大过流面积；二是对于稠油井，将柱塞与泵筒的间隙由二级间隙放大到三级间隙或五级间隙。

（2）柱塞底部加重式防偏磨抽油泵。主要采用加抽油杆扶正器；使用杆管转动装置；泵上部分杆柱调整为加重杆。使用结果表明，效果比较显著。

（3）CYB双冲程平衡防偏磨增效抽油泵。单柱塞双行程平衡防偏磨增效抽油泵是一种新型的增效抽油泵，该泵生产运行过程中，上下冲程均能进排油一次，有效的提高了抽油泵的泵效，同时上下冲程出油，使下行负荷减小，减少抽油杆弯曲，有效的减少油井偏磨

（4）旋流旋转柱塞式防偏磨抽油泵。旋流旋转柱塞式防偏磨抽油泵具有防砂卡、防柱塞偏磨、延长泵的寿命、提高泵效等特点。此泵从根本上解决了柱塞偏磨、砂卡等问题具有寿命长、泵效高等特点。

六、综合应用防偏磨措施

弹性扶正器+多工能扶正器+加重杆+防偏磨泵+油管防偏措施，通过优化设计，达到防偏磨增效的目的。

七、结论

1、导致管杆偏磨的因素很多，因此说抽油机井管杆偏磨的产生是一个综合因素作用的结果。2、目前抽油机井管杆偏磨机理还没有完全解释清楚，故在理论上还没有确切的方法来预防管杆偏磨，所采取的各项措施将会起到非常有效的防偏磨的作用。3、杆管的使用周期成倍延长，大大减少了管理的成本费用。

参考文献：

1、李子丰 油气井杆管柱力学 1996

2、赵子刚.陈会军 抽油杆管偏磨机理与防治 [期刊论文] -大庆石油地质与开发2000（03）

油井偏磨机理及综合治理技术 第3篇

油杆泵采油是世界范围内石油工业最为传统的方式之一, 一直在石油开采工程中占有主导地位, 我国的各大油田生产中对于该技术的应用也十分广泛。但在采油过程中, 油管和抽油杆的偏磨问题十分突出, 严重影响油井的正常生产。本文主要探讨了油井偏磨状况的主要特点, 并分析了其产生原因, 提出了相关的综合治理技术。

1油井偏磨机理以及偏磨原因分析

油田偏磨的问题是许多生产油田关注的焦点, 也是制约油田发展的重要因素, 通过相关的调研报告表明, 油井偏磨主要的体现形式包含有抽油杆断裂和杆管整体偏磨两种情况。油井偏磨的机理主要是由于抽油管在下冲程过程中, 抽油泵受到井内液体的顶托作用, 从而产生一个阻力, 造成抽油杆柱产生弯曲变形, 变形最严重的部位为中和点, 在中和点以上抽油杆柱受到向上的拉力, 中和点以下抽油杆柱受到向下的压力。抽油杆柱在井下呈现螺旋弯曲状态, 与油管每隔一定距离就相互接触发生磨损情况。

通过大量的调阅相关数据资料发现, 在有偏磨现象产生的抽油井中, 产生偏磨的主要原因为机械磨损和腐蚀磨损。其中机械磨损会是油管柱、抽油杆杆柱失效的主要原因, 由于油井存在多样化的井况因素, 油管在井筒内的位置会发生一定的偏移情况, 当抽油杆在油管内工作过程中, 通常是趋于垂直的工作方向, 在位置偏移的情况下会造成管杆的平行位置改变, 产生接触磨损。腐蚀磨损是游梁机抽油系统中杆管磨损的另外一种磨损形式, 腐蚀磨损通常是受到综合含水量、腐蚀介质等多种因素的影响, 致使抽油杆与油管之间的缝隙处、表面处、管壁初产生化学腐蚀情况。相对而言, 抽油系统杆管偏磨现象产生的主要因素为机械磨损, 而腐蚀磨损造成的偏磨现象较少。因此, 本文主要是针对杆管机械磨损产生的偏磨进行综合分析。

2偏磨综合治理技术应用研究

目前抽油机井的偏磨防治主要有以下几种途径。

(1) 通过安装抽油杆扶正器, 其防偏磨的机理是通过扶正器的安装, 一方面提升对抽油杆柱的铰接约束, 另一方面采用在扶正器上安装滚轮的方式来转换油管与抽油杆之间的摩擦形式, 在双重作用下能够起到对油管和抽油杆的有效保护作用, 并能够防止抽油杆杆柱的弯曲所产生的偏磨。但这种治理技术往往具有一定的局限性, 特别是在利用低成本的耐磨材料扶正器的安装, 虽然能够一定程度的改善抽油杆柱的失稳性, 但却是以牺牲耐磨性能为代价的, 二者权衡之下, 并不是都能够得到较好的偏磨治理效果。

(2) 双向保护接箍防偏磨技术, 这种防治技术主要是针对油井偏磨中含水量、含砂量对油管抽油杆产生的偏磨影响, 双向保护接箍防偏磨技术是近年新兴的防偏磨技术, 其原理是针对油井偏磨主要是抽油杆接箍的偏磨的情况, 采用新型的耐磨材料加工制作抽油杆接箍, 利用双向保护接箍的耐磨特性实现对油杆柱的保护作用。双向保护接箍技术实际上就是涂层油管和耐磨节箍的结合应用, 涂层主要采用的是柔韧性、丰富性较好的酚醛环氧树脂作为胶粘剂, 通过加入氧化铬提升涂层耐磨性能, 主要的处理形式是对油管内壁干膜涂层, 不仅能够有效降低磨损概率, 还能够延长油井的检泵周期。

(3) 柔性抽油杆防偏磨技术, 这是一种新型的防偏磨技术, 它的主要防偏磨机理在于实现抽油杆的柔性连接, 从而在抽油杆产生弯曲变形的时候能够起到有效的变形吸收, 降低油管和抽油杆柱的磨损作用, 继而实现对偏磨现象的防治。目前这种技术并没有进行大范围的普及应用, 尚属于试验阶段, 但将会是油井偏磨的主要研究方向。

(4) 通过优化抽油机井的抽汲参数, 在保持油井生产能力的前提下, 降低油井油管抽油杆的摩擦频率, 改善油井油管抽油杆受力情况, 减轻抽油杆的弯曲变形, 达到缓解油井油管抽油杆偏磨的目的。

除了以上几种主流的防偏磨综合治理技术之外, 还有诸如润滑防偏磨技术、旋转防偏磨技术等等, 在油井偏磨治理过中, 我们往往不能够局限于某一种治理技术, 而应该根据油井的实际情况进行综合治理。

3结语

油井偏磨目前是业界都非常关注的情况, 油井偏磨机理的综合治理不仅需要全面化、系统化、层次化的找出油井偏磨机理中抽油杆、油管与泵等之间的偏磨原因, 而且还需要针对油井偏磨机理来切实做好偏磨治理工作, 确保油井偏磨机理偏磨的综合治理效果。

参考文献

[1]赵子刚, 褚英鑫, 汤文玲, 等.抽油杆管偏磨的综合分析与防治[J].大庆石油学院学报, 2012, 26 (3) :22-26.

[2]孟国华, 高立军, 官志波, 等.胜坨油田抽油井油管和抽油杆偏磨治理对策[J].油气地质与采收率, 2013, 8 (10) .

潜油电泵偏磨失效机理及对策分析 第4篇

1 潜油电泵偏磨失效形态

在2010年以后, 胜利采油厂中出现躺井将近五十口, 主要因为潜油电泵的偏磨导致的, 此类原因导致出现的躺井问题, 占总躺井数的百分之十, 偏磨的形态就是:潜油电泵中的叶轮下止推的垫片出现较大程度的磨损或是直接磨没, 潜油电泵的泵头与泵座会出现严重的磨损现象, 泵轴会因为偏磨, 形成较大的锯齿形状, 或是磨成一个细柱[1]。

2 潜油电泵偏磨失效的原因

在潜油电泵出现偏磨失效问题之后, 技术人员对其原因进行分析, 在分析之后发现问题出现的原因包括:离心泵中, 泵轴以及泵壳的问题、连接端件垂直程度出现问题等, 最主要的原因就是井中出现轨迹的变化, 例如井口倾斜、井中的套管出现变形现象等, 同时离心轴在安装的时候出现问题, 并且油井中出现较多的砂石, 使叶轮上的推垫片出现磨损问题。潜油电泵在井下运作的过程中, 为了能使用井中的工作情况, 就会产生较大程度的震动, 但是震动会导致潜油电泵中各类元件的磨损现象更加严重, 导致其出现磨没现象[2]。

根据此类原因的分析以及调查, 在对离心泵进行几次装配工序检查之后, 又复检了泵轴以及泵壳, 对于潜油电泵中轴的垂直度进行检查, 发现没有过于明显的问题。同时, 潜油电泵从生产程序到安装成粗, 经常出现电泵储存不科学、吊装不合理、运输不符合规定等问题, 经常会造成潜油电泵偏磨现象。但是, 基于潜油电泵偏磨共性问题, 发现其不是导致偏磨问题的主要原因。最后, 由于井的轨迹出现变化, 或是解读问题, 会因为环境的原因出现偏磨问题[3]。

在研究人员分析之后, 发现潜油电泵偏磨的主要原因包括:首先, 泵中的扬程出现变化, 其是较为陡峭的, 并且出现大幅度的变化, 供液以及轮浮动都出现了很大的变化, 导致垫片出现磨损状况。其次, 潜油电泵导论液体的径向流的形式, 在一定程度上, 能够形成沉沙现象, 沉沙就会卡在泵中, 造成泵啥卡, 导致出现偏磨失效问题。最后, 在潜油泵运行过程中, 泵中的扬高程叶片长, 就会导致出现矩形波现象, 其幅度很大, 就会导致在井中含水量较高的情况下, 出现冲击力, 加快潜油电泵的震动效率, 再加上沙子的增多, 垫片很容易受到磨损, 尤其是潜油电泵底部的垫片, 磨损情况更加严重, 这就导致叶轮偏磨问题无法得到解决。在此类问题较为严重的时候, 就会出现潜油电泵机组的偏磨问题, 泵轴也会随之偏磨, 甚至磨成锯齿形状, 电泵的头部以及座部都会出现磨损问题, 甚至出现折断的现象。另外, 由于潜油电泵中扬高程是单级别的, 在叶轮推力较大的情况下, 就会出现到叶轮止推磨损的现象, 其是极容易受到破坏的。由于高效导叶轮的部位较薄, 在受到摩擦之后, 会出现扶正失效等问题, 偏磨问题更加严重[4]。

3 潜油电泵偏磨失效的解决对策

为了能够更好的解决潜油电泵中各类元件的磨损问题, 设计人员有效的开发出质量较硬的合金扶正套。同时, 在潜油电泵中导轮以及叶轮中的滑动部分中镶嵌较多的合金扶正套, 进而减少各个部位之间的摩擦, 保证能够更好的增强高导部位的耐磨性, 以便于提升叶轮的耐磨水平, 使泵轴以及各个叶轮得到径向的扶正, 此时的扶正是强制性的。在制作扶正套的过程中, 应该将其规格设定在每节泵上八百到九百毫米之间, 必须将其均匀的分布在装置中。

在安装潜油电泵中的泵头部位以及泵座部位的过程中, 应该重视利用合金扶正套, 依旧对其进行强制的扶正, 以便于提升技术的应用效率。此类技术在应用之后, 发现有利于对潜油电泵进行一定的生产以及修理, 在生产一百多套潜油电泵之后, 对其进行实验以及研究, 发现技术应用效率较高, 可以增强潜油电泵的使用质量, 进而减少磨损问题, 延长使用寿命。在井中的潜油电泵上岸之后, 要对其进行检查, 及时的发现磨损原因并予以纠正, 可大大的减轻偏磨问题。另外, 应该着重考虑震动磨损问题, 要及时的制止震动磨损的恶性循环, 保证能够更好的避免出现偏磨问题。

总之, 在潜油电泵出现偏磨问题之后, 技术人员应该重视影响因素的分析, 在分析失效形态之后, 要对沉沙以及流体流向变化进行分析, 保证能够更好的提升原因分析效率。为了避免出现偏磨失效问题, 技术人员应该引进先进的潜油电泵制作技术, 在提升潜油电泵质量的基础上, 提升对策的应用效率, 以便于增强生产质量。

参考文献

[1]谢文献, 王欣辉, 姚诚等.潜油电泵偏磨失效机理分析[J].科技创新导报, 2013 (14) :56.

[2]姚诚, 刘广孚, 李忠国等.基于小波系数功率谱的潜油电泵偏磨故障诊断[J].仪器仪表学报, 2011, 32 (8) :1757-1762.

[3]刘广孚, 田冀, 陶凤阳等.基于样本内主成分分析的潜油电泵偏磨诊断[J].仪器仪表学报, 2012, 33 (7) :1527-1532.

油管抽油杆偏磨机理研究与措施探讨 第5篇

造成抽油杆的偏磨主要是因为井斜、杆管组合、管柱结构及工作制度的不合理, 另外与器械的材质差也有很大的关系。在一般的情况下, 因为自身重力的原因, 井筒内的油管是自然下垂的, 但也会受到其他因素的影响, 油管的弯曲、旋扭和歪斜就会因为这些因素的产生而发生。油管内的抽油杆也会因为油管的变形而发生相应的变形, 这时, 杆与管之间就一定会产生必要的接触, 但杆与管的相对运动是在工作当中必然会出现的, 所以会有摩擦产生, 进而造成磨损。

1.1 井斜产生的原因

自然井斜:在最开始钻井时, 钻头与井口的同心度会因为钻井深度的增加而产生井斜角。以我们当前的技术, 这是不可避免的。

设计井斜:对于有些油田来说, 需要一定的定向井斜, 而这种定向井斜, 就在客观上造成了抽油杆的偏磨。

套变或套破:对于一些生产时间较长的油井, 会因为地质原因使套管的质量降低, 发生套管的变形或破裂, 进而使井筒的原本形态发生改变, 这样就会有局部的井斜产生。

1.2 管柱组合

在一些实际的生产中, 有的油井下会安装封隔器。在封隔器的安装过程中, 会因为操作上的失误, 加压过大, 使油管在井筒内弯曲。进而使抽油杆与油管内壁的间隙过小, 产生摩擦。

1.3 生产参数

抽油机在生产过程中, 要选择合适的杆柱组合等参数, 当参数合适时, 理论上抽油机驴头应该承载着抽油杆的全部重量, 并且它们的速度应该同步, 让抽油杆一直在拉伸状态下工作。但在实际的生产过程中, 一部分抽油杆的速度会慢于炉头的速度, 那些慢于炉头速度的抽油杆就会处于受压状态, 特别是中和点以下的抽油杆。这些抽油杆就会有弯曲变形的产生, 从而加剧了杆管的偏磨。

1.4 杆、管材质

油杆和油管的材质不够好, 耐腐蚀性和强度差, 表面易于腐蚀和磨损。

2 抽油杆磨损的机理分析

我们通过上述对抽油杆和油管的变形分析, 可以得到以下几点造成抽油杆磨损的基本因素:

(1) 在任何一个油井中, 它的自身结构对抽油杆的磨损有着十分重要的决定意义。

(2) 一个油井是否有井斜产生, 也决定着抽油杆的磨损程度。

(3) 作用在抽油杆上的一些不适当的作用力会造成管杆磨损。

(4) 油井的结构和地理因素也会造成抽油杆的变形, 进而造成管杆磨损。

(5) 在一些没发生井斜的油井中。如果抽油杆在工作时始终处于拉升状态, 弯曲变形的情况就不会出现, 磨损问题也就不存在了。但如果因为其他因素让抽油杆不处于拉升状态, 那就一定会发生或多或少的弯曲变形, 使管杆的磨损产生。

3 偏磨的防治措施

我们通过实际生产和上述的理论分析可知, 抽油杆与油管的偏磨是由多方面的因素造成的。所以, 我们要想提高实际生产的效率, 就必须采取必要防治措施。而我国胜利油田就是一个典型的例子。胜利油田在对井管偏磨的现象采取必要的防治措施前, 根据相关的数据统。胜利油田因各方面的原因, 导致偏磨井占所以井口的百分之43。因为偏磨井所占的比例过高, 导致油田的工作效率低, 并且因为维修的相关费用较高, 让综合经济效率低下。但自从胜利油田采取了必要的防治措施后, 成效显著, 就光每年的维修费用就减少了400多万, 且采油的效率也大大的提高了。结合他们所采取的措施和上述的理论分析可知, 偏磨的防治措施主要可以从以下几个方面入手。

3.1 控制井偏角

在对一个油井的钻井过程中, 如果没有实际生产上的需要, 我们要尽量的减小井偏角。因为井偏角对抽油杆偏磨影响较大。

3.2 控制抽油杆的中和点

抽油杆中和点的下移可以使抽油杆的自然弯曲程度降低并可以防止螺旋弯曲的产生。而在实际条件允许的情况下, 我们可以通过下入加重杆而达到让中和点下移这一目的。而装防偏磨扶正环和防偏磨扶正器也有一定的防磨作用。

3.3 合理的设计柱塞与衬套的间隙是非常重要的

一个合理的柱塞与衬套间隙可以大大减小杆管偏磨。而这个间隙就相当于一个天平的平衡点, 过大和过小都是行不通的。如果间隙过小, 在进行上下冲程的过程中, 抽油杆会受阻, 导致抽油杆弯曲等不利因素产生, 进而导致杆管磨损。反之亦然。所以一个合适的柱塞与衬套间隙可以降低抽油杆在工作时受到的阻力, 并减缓偏磨。

3.4 加强油井的日常维护

油井的日常维护可以保证出油通道的畅通。根据一些相关的实验可知, 油井在采油过程中, 会有一些聚合物产生。而这些聚合物的产生会增大抽油杆的流动阻力。因此, 当油井出现聚合物后, 应该加大油井的清洗强度, 将井内残留的聚合物、油、蜡等物质清洗干净。以降低抽油杆在工作当中所受到的阻力。向油井环空中加入清蜡降粘剂对抽油杆柱与油管柱时刻处于最佳位置的防护也有很大的作用。再就是抽油杆与油管的尺寸也非常重要。一个合理的配合尺寸对杆管的偏磨有很大的防护作用, 在实际生产中, 我们不能因为成本等原因而采用过小的油管。并且若实际生产上不需要, 我们要避免下油管锚, 让杆管之间有足够的摆动空间。那样就可以防止杆、管偏磨点集中而造成较大的偏磨。而且在满足压力等条件的情况下, 要想方设法的使井口回压降低。因为井口回压过高会让杆管的偏磨现象更加严重。另外, 一个合理的冲次、冲程以及泵径的选择也是非常重要的。特别是在那些相对较深的油井当中, 我们应当通过采用低冲次、长冲程、小泵径的参数配合来减少振动和惯性载荷, 进而达到减轻杆管偏磨的目的。还要对井口盘根的装订进行严格的控制, 松紧程度一定要适中, 以不漏油为标准, 过紧和过松都不好, 这样既可降低悬点载荷, 又可减轻杆管偏磨的现象。

4 结论

针对上述的大量分析, 我们得知, 对于抽油杆偏磨的问题我们若是采取了相应的措施, 在实际生产中就一定有相应效果出现。通过最后的总结可得:

(1) 抽油杆在生产工作中, 会因受力不平衡等原因发生弯曲变形, 并且油井的生产参数及管柱组合不合理等也会造成油管和抽油杆的磨损。

(2) 油井的井身结构足造成管杆磨损的重要原因, 而采油参数和抽油杆柱的组合等是引起抽油杆偏磨的基本原因。

(3) 要控制好钻井的质量, 使设计的油井井身结构与实际井身结构相同是避免管杆磨损的前提。

(4) 适当的使用防偏磨工具、选择合理的生产参数与合理的管柱组合对防止抽油杆偏磨的产生非常重要。

参考文献

[1]魏池忠, 刘新军, 刘立刚, 年喜.抽油杆局部阻力偏磨机理及防治[J].大庆石油地质与开发, 2011 (3)

[2]李志.远程故障诊断在油田管理中的运用[J].大众科技, 2010 (9)

[3]周平.正交试验法在抽油机井管杆偏磨失效分析中的应用[J].机械设计, 2009 (7)