油井抽油杆偏磨分析与措施.doc

油井抽油杆偏磨的分析与措施 工业技术 11”1 — 8sc ‘ lerlc — ea/ld1e _ clmo=i==logy_VleW,疆ILn№-___ 油井抽油杆偏磨的分析与措施 韩道滨 (胜利油田临盘采油厂,山东德州) 中图分类号:TE933.2文献标识码:A文章编号:1009-914X(2012)14-055-o1 随着临盘油田开采进入注水开发期,油井管杆偏磨现象日益严重, 管杆偏磨不仅造成油井减产或停产,增加维护井工作量,而且导致井 内管杆磨损,断裂,甚至管杆落井,增加了作业施工的难度. 一 ,深抽方式中抽油杆偏磨的具体分析 造成抽油井管,杆偏磨的直接原因是由于抽油杆在井下受多种力 的作用产生交变载荷,受力状况复杂,抽油杆柱不是刚形体,而是弹 性体,在抽油过程中必然会发生不同程度的弯曲,与油管接触产生偏 磨. 另一个原因是由于抽油杆,油管弯曲或倾斜,使抽油杆柱与油管 内壁接触磨擦,在深抽井中,这种弯曲与倾斜有进一步加剧的趋势, 也就使抽油杆与油管摩擦加剧 1抽油杆受力的原因 抽油杆柱与液柱之间的摩擦力.抽油杆柱与液柱之间的摩擦发生 在下冲程,摩擦力方向向上,是稠油井抽油杆下行遇阻的主要原因. 液体通过游动阀产生的阻力.在高粘度大产量井内,液体通过游 动阀往往是造成抽油杆下部弯曲的主要原因. 2井身结构的原因 A,在斜井中,由于抽油方式往往都超过斜井的造斜点,因此在 此情况下,油管受井身套管的影响,呈倾斜状态,必然造成杆,管偏 磨. B,在直井中,由于油田的长期开采,因构造运动及地应力的影 响,套管有不同程度的变化是常见的,在变形处(油管能通过的情况) 油管始终是非直的,在抽油循环中与抽油杆势必发生偏磨. 分析: 油井在生产过程中,由于油管弯曲度较小,在弯曲较小的地方, 油管内壁和抽油杆接箍产生摩擦,油管偏磨面积较大,磨损较轻.在 深抽井中,由于油管弯曲度较大,不仅油管内壁和抽油杆接箍产生摩 擦,油管内壁和抽油杆本体也产生摩擦,油管偏磨面积较小,偏j襄较 严重. 在抽油杆的中性点以下,为双面偏磨.上冲程时,由于井斜使抽 油杆与油管内壁的一侧面产生摩擦,下冲程时,由于管内各种阻力和 重力的综合作用,使抽油杆弯曲,并与油管内壁的另一侧产生摩擦, 同时使油管相对应的两侧面磨成深槽,甚至被磨穿. 3完井管柱固定不牢,抽油泵及油管在往复抽汲震动中造成偏磨 在抽油井上,下冲程循环过程中因油管,抽油杆自身重力及外来 力的作用下,不断发生弹性弯曲和受压弯曲,造成管杆相互偏磨损伤 是必然的和固有的,且重复周期发生. A,上冲程时,游动凡尔关闭,固定凡尔打开,液柱载荷由油 管转移到抽油杆上,油管卸载而发生弹性收缩,此时油管的张力最小, 从深井泵到中和点这一段油管发生弹性螺旋弯曲,而此时抽油杆承载 拉伸为直线基本无弯曲.油管,抽油杆必然相互偏磨. B,下冲程时,游动凡尔打开,固定凡尔关闭,液柱载荷转移 到油管上,抽油杆卸载而发生弹性收缩弯曲.在抽油杆下行过程中双 会受到如下阻力:活塞与泵筒的摩擦阻力,液流通过活塞产生的阻力 及液柱对抽油杆产生的浮力.这些阻力不同程度上加重了抽油杆弯曲 程度.而此时油管承载拉伸为直线基本无弯曲.油管,抽油杆相互偏 磨损伤更是必然.在小泵深抽方式中,这种不断发生的弹性弯曲和受 压弯曲更加严重.势必使管,杆相互偏磨进一步加剧. 4介质对偏磨的影响 随着油田开发进入高含水期,产出液综合含水率不断上升,使偏 磨的油井不断上升,使偏磨的油井不断增加.主要是因为产出液由油 包水变成水包油型,使管柱表面失去了原油的保护作用,产出水直接 接触金属,腐蚀速度增加.摩擦的润滑剂由原油变成产出水,由于失 去原油的润滑作用,油管内壁和抽油杆磨损速度加快,磨损严重. 二,偏磨的防范措施与解决方法 l,在确定泵挂深度时,尽可能地将泵挂确定在造斜点或套管变形 处以上位置,以保证在静态下油管处于垂直状态,以尽可能地减少管, 杆的偏磨程度. 2,在油管方面 A,在泵下加足够重量的尾管,降低油管弹性弯曲程度.此做法 优点是起管柱时安全,没有卡管柱的隐患且操作方便.缺点是对于小 泵径的深井泵容易使泵体拉伸变形而形成卡柱塞. B,管柱锚定,就是将油管锚下到预定位置,锚定后上提管柱使 油管承受一定预张力状态下完井.这种方法不但是预防油管弯曲和伸 缩的最有效措施,而且可以防止油管在抽油循环过程中的摆动,但施 工操作较复杂,且起管柱时安全性差,有可能遇卡.在施工经验中发 现:油管锚的锚点越靠近泵体越好,一般建议装在泵上两根油管处. 3,在抽油杆方面 A,进一步优化小泵深抽井的杆级组合配套,尽可能地将杆柱组 合为最优,同时油井在下冲程时,底部抽油杆是受压弯曲而紧靠油管 内壁的,抽油循环过程中管杆必然剧烈偏磨.目前使用的直径42毫米 的灌铅加重杆进行底部加