抽油杆防腐防偏磨技术

邹祥城，尹瑞新，左 琴

（渤海石油装备（天津）新世纪机械制造有限公司，天津 300280）

0 引言

目前，国内各大油田的生产井中，约有80%以上采用是有杆采油，其中定向井、水平井、大斜度井占比逐年上升，同时注水开发也在不断深入，井液中矿化度及腐蚀性介质随之逐年增高，管杆接触面的润滑系数大幅度降低，导致管杆偏磨及腐蚀情况日趋严重（图1）。

抽油杆和油管的偏磨、腐蚀，会逐渐降低抽油杆的强度，日积月累还会磨穿油管引起油管漏失，严重时会造成抽油杆断裂，这些问题已经严重制约了有杆泵井的正常生产。据统计，由杆管偏磨造成的检泵作业次数占总量的50%左右，杆的使用寿命也因偏磨、腐蚀而缩短40%～60%，而且损伤情况日益严重，相关生产事故也时有发生。

图1 腐蚀严重的抽油杆

1 抽油杆腐蚀偏磨原因分析

（1）出于油藏开发的需要，国内定向井的数量不断增加，鉴于定向井的特点，在重力作用下，抽油杆与油管间的磨损几乎无法避免，增加了防偏磨的难度。

（2）在老井的增产措施中，注聚、微生物等驱油技术已得到广泛应用，因此井况越来越复杂，导致地应力发生很大变化，套变井增多，是老井区腐蚀偏磨问题增多的重要原因。

（3）国内各油田的综合含水逐年升高，油井含水上升矿化度随之增高，如C02，H2S，C1-等，还有少量溶解氧和硫酸盐还原菌等腐蚀物质，此外，当油井产出液含水过大时，杆表面失去了原油的保护作用，腐蚀速度还会进一步增加,磨损更加严重。。

在这些因素的交互作用影响下，普通抽油杆已无法满足使用要求，即使采用增加抽油杆扶正块等手段，也难以有效解决，因此各油田正在有针对性地增加相应的特种抽油杆的应用，以满足防腐防偏磨方面的需求。

2 国内防腐防偏磨抽油杆技术现状

（1）杆体采用耐腐蚀合金。例如K级抽油杆采用20Ni2Mo材料，这种耐腐蚀合金价格较高，对于超深井与高腐蚀性井应用效果不是很好，很难大量推广。

（2）杆体外喷涂防腐材料。依据喷涂材料的类别，可分为金属涂层和非金属涂层2种。金属涂层包括热浸铝、镀铬、镀钨合金、喷涂镍基合金等，特点是性能较好，但工艺较复杂，相对成本较高，质量不易控制，对于单井千余米的用量，其效费比不高。非金属涂层的成本相对较低，但由于非金属材料与杆体间的结合力不足，时常有涂层脱落的情况发生（图2），严重影响了该技术的推广应用，目前应用较多的是环氧树脂涂层抽油杆。

（3）外包覆非金属防腐材料。在普通抽油杆外包覆一层非金属防腐耐磨材料，作为低成本解决防腐防磨的途径，如果能有效解决好关键课题，例如包覆工艺与材料防腐防偏磨性能间的矛盾，将有较好的推广前景。

（4）杆体采用耐腐蚀非金属材料。例如，碳纤维复合材料连续抽油杆、玻璃钢抽油杆，由于这两种抽油杆工艺复杂且价格较高，抗压和耐磨性能较差，因此适用井况局限性较大。

（5）在井液中加入缓蚀剂。除环保方面存在问题外，运行成本和防腐效果也不理想，目前应用较少。

综合以上几种防腐技术，在普通抽油杆杆体包覆或喷涂防腐材料的应用最多，同时成本也相对较低，比其他工艺技术更容易推广应用。

图2 表层脱落的非金属材料喷涂抽油杆

3 相关产品研制时需要注意的问题

（1）研制过程中，应注意防腐与防偏磨性能不能有明显的短板，例如：在强H2S环境下，杆体外防腐层一旦因强度因素造成磨损或脱落，极易在缺陷处形成硫化物应力腐蚀开裂，会在受力远低于其本身屈服强度时突然发生抽油杆脆断，再优质的防腐层也会形同虚设，反之亦然，所以二者必须兼顾。

（2）目前，在国内各油田大量生产和使用的依然是API标准抽油杆，在防腐防偏磨抽油杆研制时，应充分考虑这一点，尽可能贴近相关标准和现场应用习惯，必要时研制配套的实用工具，防止“水土不服”。

（3）在普通抽油杆外包覆或喷涂防腐材料时，由于两种材料在物理特性有差别，因此，一定要解决好两者的结合问题，否则极易出现外防腐层脱落，引起失效。