抽油机井管杆防偏磨技术应用效果分析

李红霞 张贵华 张菊霞

摘要：杆管偏磨一直是影响孤东采油厂抽油机井检泵作业的主要原因。随着油田进入中后期开发，综合含水达95%以上，使机采井杆管偏磨现象愈加严重，缩短了杆管使用寿命。本文系统分析了孤东油田抽油井管杆偏磨腐蚀原因，对目前各种管杆偏磨腐蚀工艺进行论述比较，对今后管杆偏磨防治工作有一定的借鉴意义。

关键词：抽油杆;偏磨;因素;效果分析

1.  抽油井管杆偏磨产生的危害

孤东采油厂开发的油田具有构造复杂、油藏类型多、储层岩性复杂、渗透率差异大等特征。由于地质条件先天性不足，开发过程中存在着油层改造难度大，费用高，单井产量低，目前，单井平均日产原油不到4吨，注水压力高，深抽井多，桿管偏磨严重等问题，全厂油井开井990口，其中抽油机井920口，根据历年来现场作业井资料统计，近420口油井有偏磨现象，300口油井偏磨严重，每年都导致油管、抽油杆的大量报废，作业费用居高不下，平均年维护作业600井次，维护费用3000多万元。

2.  影响抽油井管杆偏磨的因素分析

在有杆抽油系统中，抽油杆在油管中的运动及油管自身的运动情况非常复杂，这种运动会引起抽油杆与油管内壁的剧烈摩擦，致使抽油杆本体及接箍磨穿，油管磨损裂缝，造成杆管报废。

随着近年来油管泄油锚的应用，在高含水期，基本上是由于大泵和高参数的影响，致使了躺井的频繁，检泵周期的缩短，即使把泵上油管锚定，但在游动凡尔关闭，固定凡尔打开时，油管向上运动发生螺旋弯曲，抽油杆下行时螺旋弯曲上行摩擦，也会引起抽油杆接箍与油管内壁的摩擦。在油管锚定且处于拉伸状态下，柱塞下行中抽油杆螺旋弯曲也会造成管杆偏磨，而且这种弯曲、偏磨通常发生在泵以上几百米的管柱范围内。

该类井平均泵径80.8mm，平均泵深737.2m，平均液量102.8t/d，平均动液面659.5m，平均冲次7.6次（高于平均冲次6.8次），平均沉没度100.3m，平均检泵周期226d，平均矿化度9905mg/l。

从以上的数据来看，大泵高参数就成了躺井的主要原因，从GO7-40-306看，两次躺井相隔时间短，调参之后沉没度下降了284m，另外该井的矿化度很高，因此在这类井的共性就是大泵-高参数-液量高-井下工具疲劳躺井。近年来，斜井、侧钻井、水平井数量大增。在此类井中，管、杆的对中更为困难，管杆偏磨更为严重。目前，油田普遍使用的是CYB250井口装置，所使用的大四通是自喷井250型采油树下部的大四通，虽然安装简便，但不能解决抽油杆与油管对中问题，一旦抽油机底座固定，调中就很困难，偏心、光杆与防喷盒不对中现象的存在，加剧了管杆偏磨。

3.  抽油机井管杆防偏磨技术应用效果分析

3.1     抽油杆扶正器与抽油杆双向防偏磨接箍工艺

抽油杆扶正器有硬质塑料和钢质两种，硬质塑料扶正器、钢质扶正器通过配合上在抽油杆公扣与接箍之间，通过丝扣直接连接在两根抽油杆之间，由于其外径比抽油杆接箍稍粗，自身先与油管内壁接触偏磨，待扶正器或滚动接箍磨蚀到一定程度后，抽油杆接箍才与油管内壁接触、偏磨。

优点：重量轻、体积小，成本低，安装简单，能延缓抽油杆接箍的偏磨，延长抽油杆的使用寿命，几年来一直在油田开发中广泛使用，并起到了一定的积极作用。抽油杆双向防偏磨接箍是由表面度了一层防偏磨材料，表面光滑耐磨，两头有倒角，管杆相互摩擦时起到保护接箍与油管内壁的磨损，延长油井生产周期一延长接箍与油管寿命。

3.2     内衬油管与镀钨基抽油杆工艺

内衬油管原理结垢：内衬油管就是在油管内部镶衬上防腐蚀材料，起到防腐耐磨作用，镀钨基抽油杆就是在抽油杆外部镀上一层防腐材料，起到防腐耐磨作用，两种同时应用能有效地杜绝腐蚀偏磨，延长生产周期，延长使用寿命。

2016年9月GO7-40-315躺井原因管漏关，检下83长泵500m，解剖起出原井杆节箍腐蚀偏磨严重，70活塞下凡尔刺坏5×5cm洞，泵上第30根油管公扣偏磨穿漏，油管内壁腐蚀偏磨严重，根据解剖情况本井腐蚀偏磨严重，及时联系工艺所换泵上76mm加厚内衬新油管53根500m，换镀新钨抽油杆，泵下装防腐药剂，9.18日开井，以3×6.2开井日液141.2t/d，日油5.0t/d，含水96.4%，比修前液量油量都增加，参数降低2.8次，通过地

面设备、地层生产情况、井筒管柱，对方案进行论证，由原来的70泵550m下83长泵500m，地面设备由原来的8型机换12型抽油机，参数由原来的3×9，调整参数为4.2×6.2，达到四升一降，泵径升级、泵挂上提、液量上升、油量上升、参数降低的效果。

3.3     光杆双翼调偏防喷盒

油井井口装置中的大四通平面有的不水平，导致三通放喷盒与光杆不聚中，不具有调中作用，但每口抽油井必用的光杆密封器，不但具有光杆密闭作用，所以推广应用双翼调偏放喷盒，具有光杆调中作用，在一定程度上延缓了管杆偏磨。但这种作用，主要体现在对光杆和抽油管柱上部的部分管杆的保护上，对于中下部抽油杆和油管，特别是斜井、水平井、侧钻井中的管杆，起不到防偏磨作用。通过在5口井应用双翼调偏放喷盒，应用效果良好，起到光杆与防喷盒调偏对中双翼密封，更换盘根时不用停井等优点。

3.4     防偏磨光杆旋转悬绳器

针对管杆偏磨严重现象，研制、推广了防偏磨旋转悬绳器，使抽油杆在抽油过程中也能匀速转动，使磨损在抽油杆接箍360度范围内均匀分布，从而有效延长抽油杆与油管的使用寿命。

工作原理：抽油杆旋转器安装在悬绳器上端，光杆从其中心孔穿过，其上端装光杆卡子。当抽油机向下运动到一定位置时，拴在抽油机驴头和摇臂之间的钢丝绳拉动摇臂转动一定角度，此时，棘爪驱动棘轮和蜗杆顺时针转动一定角度。

现场应用情况：根据油井生产参数大，偏磨程度大的油井，优化实施了12口井，例：GO7-40-3356井参数大偏磨严重，原检泵周期平均在145天左右，通过应用后现已正常生产328天，现场应用效果显著，能防止抽油杆脱扣优点，有效起到抽油杆周围均匀摩擦，起到有效延长抽油杆与油管的使用寿命。

3.5     治理效果分析

自2016年以来，采油管理三区共治理111口井，其中抗磨蚀管、杆38口，抗磨副73口，生产周期小于90天油井治理23口，生产周期90到180天油井治理44口，生产周期大于180天油井治理44口，平均每口井延长生产周期358天。GO7-40-346井，因偏磨严重，一年作业四次，平均生产周期只有90天左右，应用常规的防偏磨工艺效果不理想。2016年3月第67根杆腐蚀断上作业，发现上部500米抽油杆体腐蚀成坑，内衬油管和抗磨节箍完好，不偏磨，更换500米普通杆后继续下井，检泵周期达到575天。

通过偏磨井治理，不仅降低减少了作业占产和作业施工费用，而且减少了因偏磨造成的管杆磨损，延长了油管、抽油杆使用寿命，提高了油井原油生产开发整体效益。2018年减少油井维护作业120井次，油井维护总数控制在150井次以内，油井维护费控制在1200万元之内。

4.  结论与认识

（1） 抽油杆扶正器、双向接箍能延缓管杆偏磨，延长油井免修期;缺点：不能彻底解决管杆偏磨，效果一般。

（2） 调偏防喷盒能调正光杆和上部抽油杆，减少部分管杆偏磨;缺点：不能彻底解决管杆偏磨，效果一般。

（3） 内衬油管和镀钨基杆、油管旋转器能有效延缓油管偏磨，延长油井免修期;缺点：成本费用高，井口安装复杂，效果较好。

（4） 螺杆泵、旋转悬绳器能有效延缓抽油杆偏磨，延长油井免修期;缺点：排量小、高液量高含水井不适用，效果较好。

参考文献：

[1] 沈琛等.中石化油气勘探开发井下作业工程监督培训教材.石油工业出版社.北京：2005.

[2] 刘志明.井下作业工具.北京石油工业出版社，1998.