抽油机偏磨原因及治理措施研究

宋红亮

摘要：抽油机在运行过程中经常会出现偏磨现象，当出现偏磨时，会严重影响原油的开采质量与开采效率。通过分析可以发现，引起抽油机偏磨现象的原因众多，其原因主要集中在油井的沉没度、抽汲速度、油管结蜡以及聚合物浓度等四个方面，油田工作人员可以从对抽油机运行参数进行优选、使用具有调速功能的电机、定期更换抽油机的杆管、采取一定的清防蜡措施以及安装使用防偏磨设施等五个方面出发，分别采取多项措施，减小抽油机发生偏磨的几率。

关键词：抽油机;偏磨原因;治理措施

对杆、管偏磨的问题应采取“防治结合”的原则，在杆柱设计阶段充分考虑预防杆、管偏磨的因素，重点开展保持合理沉没度、及时调整抽汲参数、加强扶正器和高强度抽油杆等项技术的应用和研究。抽油机井杆、管偏磨的主要原因是由于含水上升、沉没度降低、抽汲参数大造成的，是多种因素综合作用的结果。随着油田含水的升高、加密采油的进行，要继续加强杆、管偏磨防治技术的研究，延长检泵周期，提高经济效益。

一、抽油机偏磨原理

抽油机在运行过程中，活塞带动抽油杆做上下往复运动，此时，抽油杆将会受到三种作用力，分别是轴向力、法向力以及接触力。轴向力和法向力的存在，极易使得抽油杆产生变形，进一步使得接触力增大，油杆出现偏磨现象;另一方面，我国部分油井属于斜井，抽油机在运行的过程中，接箍、杆头等零部件会同时对油管进行磨损，当磨损严重时，可能会引发油管开裂等现象;其次，当油井的斜度较大时，在活塞往复运动过程都会产生磨损，且在上冲程和下冲程过程中产生磨损的部位不同，此时，油管的内壁上容易产生三角形的缺陷，从而抽油管的工作受到极大的影响。

二、偏磨原因分析

1含水的因素

从现场含水情况分析，含水在12%-66%之间油井偏磨比较严重，但含水大于66%后偏磨程度有所下降。这主要是由于油井产出液的流变性和含水有关，当含水较低时，粘度随着含水的上升呈缓慢上升的趋势，经测定，含水在37.8%时液体粘度最大，偏磨也最严重。另外，随着含水的上升，油井结垢程度也增加，而油井结垢，易降低油井活塞和泵筒之间的光滑度，增大了活塞和泵体之间的摩擦力;活塞内部结垢也减少阀座孔过流面积和活塞内壁的光滑度，从而增大了液体流动的阻力;结垢也会造成油管和抽油杆的腐蚀，降低了它们的光滑度，从而加大了管杆的磨损速度。

2生产参数的因素

調查发现，在产液量基本一致的情况下，参数越大，其产生偏磨的几率越大。一是冲次太快，使抽油杆柱上载荷变化频率高，杆柱的惯性载荷增大，且活塞上移速度大于液体进入泵筒的速度，这时供油跟不上，泵筒来不及充满液体，当活塞向下时，将撞击液面引起杆柱振动，使抽油杆易发生弹性疲劳，产生弯曲发生偏磨;二是冲程太短会增大防冲距，余隙比也随之增大，进入泵筒中的气量也增多，使活塞下行压缩气体不能及时卸载，撞击液面后突然卸载，造成杆柱的弹性疲劳，产生弯曲发生偏磨;三是泵径越大，活塞和泵筒的磨擦力就越大，抽油杆柱下端所受的轴向压力也就越大，杆管就越容易产生偏磨;四是泵深越深，流压越低，容易使原油在近井地带脱气、析蜡造成原油粘度增加，使抽油杆下行阻力增大，加大了油井偏磨程度。

3管杆使用年限的因素

通过对偏磨井生产年限统计可以看出油井投产年限越长，偏磨越严重。我矿油井产液量低，原油粘度较大，抽油管和抽油杆长期震动，产生疲劳变质。而油井寿命越长，管杆的疲劳变质程度越大，因此，其抗偏磨的能力也就越小。我矿目前还有50口井管杆使用寿命已达到八年以上，这严重影响了油井抗偏磨能力，增大了油井防偏磨的管理难度。

三、偏磨井的整改

1调整热洗水量，彻底清蜡

随开发时间延长部分井注水开发效果较差，导致原油脱气较严重，粘度上升，需频繁洗井才能保证正常生产，而频繁洗井使管壁表面附着垢及杂质增加，从而使管径缩小，活塞上下往复运动过程中的阻力增大，导致油井偏磨程度增大。针对这种情况，我们大胆试验，同时结合理论推导，决定将单井热洗井次月均减少9井次，热洗周期平均由49天略微延长到61天。

2继续应用扶正器

抽油杆扶正器与油管内壁相接触的材料应选用与油管材料摩擦系数小的，以防止其与油管内壁接触时产生的摩擦力过大而增加悬点载荷，以及对油管造成磨损。因此，以防偏磨软件为指导，采取二次、三次扶正的方法，计算出偏磨井段及下井工具个数，检泵时在偏磨井段按要求下入。

3加强管杆的更换

由于管杆长期使用，使其抗偏磨的能力减小，抽油机的杆管经过长时间的运行后，一定会出现老化现象，进而造成杆管的许用应力降低，杆管出现弯曲现象，造成抽油机偏磨。同时，杆管老化也会使其出现疲劳断裂风险，因此定期更换杆管能有效地防止抽油机出现偏磨现象。为此我们除在检泵中更换有偏磨及结垢迹象的杆管外，对投产超过10的7作业井更换全井抽油杆，同时更换抽油管2170，抽油杆2161，目前我矿已更换132的全井杆。

4对抽油机运行参数进行优选

通过上文分析可以发现，抽油机的运行参数会对偏磨产生重大影响，所以工作人员可以从以下两方面入手，对参数进行调整。首先，如果油井供液不足，则可以从稳定液面入手，控制沉没度;其次，如果油井供液充分，则可以提高泵的充满系数，使得沉没度升高，防止发生偏磨现象。

5使用具有调速功能的电机

当抽油机使用具有调速功能的电机时，在抽油杆下冲程的过程中，可以通过调速控制功能，使得抽油杆所受的驱动力和重力降低，进而使得抽油杆所受的摩擦力降低，这样不但可以使抽油机免受偏磨的影响，而且还具有节能的功效。

6采取一定的清防蜡措施

蜡沉积也是引起抽油机偏磨现象的主要原因之一，所以油田单位应采取一定的清防蜡措施。首先，应对油管制定科学的热洗周期，及时清除沉积蜡;其次，可以向油管内添加一定量的化学药剂，防止蜡沉积现象出现。

7安装使用防偏磨设施

为了防止偏磨现象的出现，对设备添加防偏磨设施是最有效的方式。

结论

油井的沉没度、抽汲速度、油管结蜡以及聚合物浓度等因素都是造成偏磨的主要原因，管理人员应从对抽油机运行参数进行优选、使用具有调速功能的电机、定期更换抽油机的杆管、采取一定的清防蜡措施以及安装使用防偏磨设施等五方面出发，分别采取多项措施，防止抽油机发生偏磨现象。

参考文献

[1]方超。抽油机井偏磨原因及治理措施的再探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2014，（1）：93.