抽油机偏磨原因分析及治理措施

马岁赞，曹 伟，田振茂

（长庆油田分公司第七采油厂，西安 710000）

在油田生产作业的过程中，抽油机是非常重要的设备，抽油机的主要作用就是将地层中的原油开采出地面，但是受到各种因素的影响，抽油机在运行的过程中比较容易出现偏磨问题，在偏磨问题出现以后，抽油机的运行效率会严重下降，同时还会引发其它风险事故，这对于油田的生产作业而言十分不利，防止抽油机出现偏磨问题已经成为了油田生产作业的关键所在[1]。针对抽油机的偏磨问题，本次研究主要是对偏磨问题的原理以及出现的原因进行全面分析，并提出有效的治理措施，全面保障油田生产作业的顺利进行。

1 抽油机偏磨原理

在抽油机运行的过程中，电动机会将电能转化为机械能，然后带动柱塞泵做往复式的运动，在运动的过程中，杆柱会受到轴向力以及法向力的作用，正常状况下，在两种力的作用下杆柱并不会出现偏磨问题，但是如果存在振动载荷，则会使得杆柱出现严重的变形，此时径向力就会增大，杆柱与其它物体接触，进而出现严重的偏磨问题。抽油机出现偏磨问题的基本原理可以分为三种类型：①在进行钻井作业的过程中，当钻井作业的深度相对较大时，钻头与井口之间会出现严重的同心度变差，一般情况下，如果钻井的深度超过了600m，井下就会出现严重的扭曲现象，在抽油机运行的过程中，接箍和杆头都会对油管产生严重的磨损，此时接箍会出现变薄问题，接箍与杆头之间的结合力降低，在磨损相对较为严重时，抽油机就会出现脱扣问题，此时抽油管可以会出现凹槽，严重时会出现穿孔现象；②在抽油机进行下冲程作业的过程中，管杆与液柱之间存在一定的摩擦力，这种摩擦力的存在会使得抽油杆弯曲化，抽油杆与抽油管之间会出现严重的摩擦，这种摩擦问题一般表现为单面形式的摩擦；③如果井筒底部位置处的倾角相对较大，抽油机在进行上冲程作业的过程中，抽油杆就会出现一侧磨损问题，同时，在进行下冲程作业的过程中，抽油杆的另一侧就会受到严重的磨损，两侧的磨损位置存在一定的距离，这种现象很容易将抽油杆摩擦成三角形深槽的形式[2]。

2 抽油机偏磨原因分析

2.1 沉没度因素

如果油井的沉没度相对较低，此时在油管内部的液柱膨胀力也会相对较低，此时抽油管非常容易出现弹性力下降问题，抽油杆和抽油管之间会出现严重的摩擦力，在摩擦力严重时抽油杆会出现断脱问题。在抽油管和抽油杆纵向悬挂的过程中，如果抽油管出现了变形问题，此时泵塞与泵筒之间将无法保持轴向同心，如果柱塞继续运动，泵塞将会出现强制锁定问题，此时抽油管就会出现径向的摆动。

2.2 抽汲速度因素

在抽油机正常工作的过程中，抽油杆会受到多种形式的力，例如拉力、阻力等，这些力会随着抽油机运行参数的变化而变化，如果抽油机的运行参数不合理，这些力的存在会使得抽油杆存在严重的弯曲变形。在抽油机的抽汲参数相对较大时，抽油杆出现变形问题的概率将会严重增加，根据现场工作经验可以可知，在下冲程作业的次数和距离相对较大时，抽油杆会受到严重的阻力，如果下冲程作业的次数增加时，虽然柱塞受到的摩擦力不会产生较大的变化，但是其它部件的摩擦力会严重升高，一般情况下，抽油机零部件受到的阻力与冲程次数之间存在正比例关系，因此，抽汲参数对偏磨问题的影响相对较大。

2.3 油管结蜡因素

在抽油机运行的过程中，在抽油管内也非常容易出现结蜡问题，一般情况下，抽油管内的抽油杆呈现出弯曲的形状，如果抽油管内的结蜡问题相对较为严重时，抽油杆的运动就会受到严重的阻力影响，这种阻力不单是来源于蜡，也受到了抽油管内壁的影响，此时在抽油杆和抽油管之间就会出现严重的偏磨问题。在另一方面，如果油井的供液不足，此时井底的流动压力相对较低，油井会出现脱气现象，此时对蜡的溶解度会严重降低，析出的气体将会吸收大量的热能，原油的温度降低，抽油管内的结蜡问题会相对较为严重[3]。

2.4 聚合物浓度因素

如果油田企业采用的是聚驱方式进行原油开采，则抽油机也可能会出现严重的偏磨问题，一般情况下，随着聚合物浓度的提升，采出的液体粘度也会增加，抽油杆在进行下冲程作业的过程中受到的阻力增加，此时抽油机就会出现严重的偏磨问题。

3 抽油机偏磨治理措施

3.1 抽汲参数优选

为了解决抽油机的偏磨问题，工作人员首先需要对抽汲参数进行合理的优选。首先，如果油井的沉没度相对较低，则需要将冲程作业的次数降低，加大注水井的注水力度，进而使得油井的沉没度可以得到提升，以此消除油井的供液不足问题。如果油井的供液存在严重不足的问题，工作人员需要稳定油井内的动液面，对沉没度进行合理的控制。如果油井的供液相对较为充分，为了提高生产效率和防止出现抽油机偏磨问题，工作人员需要将抽油机的冲程次数和冲程距离增加。一般情况下，当抽油机的运行参数降低时，抽油杆出现弯曲的概率将大大降低，对于沉没度相对较低的油井而言，泵的充满系数将会增加，抽油管的弹性变形就会得到恢复，抽油管和抽油杆之间的摩擦降低，两者出现断脱问题的概率将会大大降低。

3.2 采用电机变频调速技术

采用电机变频调速技术也是接近抽油机偏磨问题的重要措施，在使用该项技术以后，抽油杆在进行下冲程作业的过程中，电动机对于抽油杆的制动作用就会降低，抽油杆可以利用自身的重力进行下行作业，抽油杆和抽油管之间的摩擦力会进一步降低，此时不但可以实现节能的基本目标，还能有效防止出现偏磨问题。

3.3 加大杆管检测力度

在抽油杆和抽油管使用一段时间以后，两者必然会出现老化问题，其许用应力会严重下降，此时出现弯曲变形的可能性大大提高，在两者变形以后不但会引发偏磨问题，还可能发生疲劳断裂，这对于采油安全而言十分不利，因此，工作人员需要制定抽油管和抽油杆的检测周期，定期对两者进行全面的检测，对于出现老化问题的部件需要立即进行更换，保障抽油杆和抽油管的许用应力处于合理的范围内。

3.4 清防蜡管理

在抽油管内结蜡相对较少的前提下，抽油杆的活动将不会受到严重的限制，此时就不会出现严重的偏磨问题，同时，抽油管也不会受到结蜡引发的推挤力作用，事实上，完全防止抽油管内出现结蜡问题并不现实，因此，对抽油管内的结蜡进行清洗十分重要，目前最好的清洗技术为热洗技术，因此，工作人员需要根据原油的成分和抽油机的运行情况，制定合理的热洗周期，定期及时的对抽油管进行清洗，同时需要提高清洗质量，进而防止抽油管内的沉积蜡引发偏磨问题。

4 结论

通过本次研究可以发现，抽油机的偏磨问题会对抽油机的安全运行产生严重的影响，抽油机的偏磨问题主要受到沉没度因素、抽汲速度因素、油管结蜡因素以及聚合物浓度因素等多种因素的综合影响，因此，工作人员需要采取抽汲参数优选、采用电机变频调速技术、加大杆管检测力度、清防蜡管理等措施，全面消除抽油机偏磨问题，为油田的正常生产作业奠定基础。