抽油机井杆管偏磨原因及对策分析论文_高欣

天津市大港油田第五采油厂 天津市 300280

摘要:在石油实际开发和开采过程中,抽油机井的抽油杆和抽油管间会出现摩擦的情况,而长时间的摩擦会导致杆管出现严重的偏磨,一般杆管出现偏磨情况后,抽油机井会出现石油的漏损现象,会严重影响采油企业的可持续发展,而且也会浪费自然资源。

关键词:抽油机井杆管;偏磨原因;对策

1偏磨主要原因

1.1机械原因(图1)

在抽油机井工作过程中,钻井的深度越深,钻头与钻井间的同心度就会越远,也就是说,石油开发的深度越深,就越容易造成油井杆管的偏磨现象,钻井在深入到采油井内部后出现严重的弯曲情况,但是抽油机井的抽油杆依然是垂直作业,而抽油机井垂直作业、抽油管出现偏差,长时间的循环运动会严重影响杆管的磨损,对采油设备造成严重的影响。另外,采油机井的生产原理需要抽油杆不断地进行上下运动,而在上下运动的过程中,就会出现摩擦力的影响,在向上冲的过程中,抽油机井受到的摩擦力影响不大,但是在向下冲的过程中会受到活塞及管柱的较大摩擦力,而这种阻碍抽油机杆运动的摩擦力会使得抽油机杆处于受压状态,从而增加杆管之间的磨损。久而久之,抽油机杆会出现变形和弯曲,出现变形和弯曲之后会进一步的限制抽油机井杆的正常运转,从而影响到抽油机杆管之间的偏磨。此外,采油机井在实际使用过程中会出现自然因素等不可抗力的影响,一般地质较深的位置都会含有较高的砂量,而含砂量较高的地质在进行采油机井的作业过程中,很容易造成砂子进入到采油机井的杆管之间,增加两者之间的摩擦力,从而严重影响到抽油机井杆管的偏磨。

图1工作示意图

1.2工作载荷

在进行采油过程中,抽油杆柱会受到拉力影响,导致其产生形变。当抽油机在进行下冲时,抽油杆柱会受到多种力的影响,如液体的浮力、泵油动阀的阻力以及塞口的摩擦力,就会导致抽油杆柱会发生形变。同时在抽油杆柱与油管连接位置,会产生摩擦作用。随着设备的运行,抽油杆柱的摩擦会不断较大,从而导致其出现偏磨现象。

1.3泵挂深度

(1)泵挂深度对抽油杆柱的影响,主要体现在井眼轨迹控制方面,随着深度的增加,抽油杆柱的运动轨迹会变得更加复杂,从而产生偏磨现象。

(2)泵挂深度的变化会对中和点的压力产生影响,从而发生弹性形变,导致抽油杆柱摩擦加剧。

(3)由于泵挂深度的增加,抽油杆柱在工作过程中,其形变作用更加显著,从而造成其偏磨磨损程度不断加剧。

1.4抽汲参数

(1)冲程。抽油杆偏磨问题,还受到了长冲程的影响。长冲程模式下,其运动阻力会呈现出增大的趋势,从而导致摩擦加剧。在进行生产过程中,需要考虑到冲次与冲程的配合,这样一来,能够在很大程度上缓解抽油杆柱的偏磨程度。

(2)冲次。冲次对抽油杆柱的影响,主要表现在了下行阻力的提升方面。当冲次程度加深,下行阻力会不断加大,这样一来,导致其惯性负荷加大,造成抽油杆柱摩擦加剧。

(3)泵径。泵径对抽油杆偏磨的影响,主要体现在了柱塞摩擦阻力的增加方面,摩擦阻力与泵径成正比关系。

1.5含水率升高

含水率的提升,也会对抽油杆偏磨产生较大的影响。关于这一问题,主要表现在以下三个方面:第一,因为含水率的提升,导致管杆的润滑度较低,这样一来,就会导致抽油杆摩擦加剧;第二,在进行向下冲程过程中,抽油杆的下行阻力加大;第三,随着含水率的提升,管内的粘度也会提升,从而导致摩擦力较大,影响到了抽油杆的偏磨问题。

1.6原油物性

原油物性对抽油杆柱偏磨的影响,主要体现在其化学性能方面。随着石油的开采,由于井管温度降低,会出现石蜡结晶现象,这样一来,抽油杆在工作过程中,会遇到一定的阻力,从而导致其与有关之间的偏磨加剧。

2采油机井杆管偏磨的解决对策

前面对当前采油机井在实际作业过程中所出现的问题和偏磨原因进行了简单的分析和探究,可以看出,主要影响采油机井杆管偏磨情况的原因主要就是机械磨损和腐蚀磨损两个方面,下面就对有关解决对策进行分析。

2.1抽油杆扶正器

首先,当前大部分的采油企业使用比较频繁的保护杆管的设备就是抽油杆扶正器,即通过将抽油杆下方安装专门扶正器,使抽油杆在作业的过程中能够先与管壁进行接触,而不是直接与抽油管接触,从而有效的降低采油机井的偏磨情况,提升采油机井的设备使用寿命和效率。但是,这种方法存在较大的局限性,无法从根源上解决问题,一旦抽油杆扶正器出现严重的使用问题,那么势必会再次造成抽油杆和管之间产生较大的偏磨。总之,抽油杆扶正器能够在短时间内保证抽油杆管不会出现严重偏磨损耗情况。抽油杆扶正器

2.2增加抽油杆自重

通过增加抽油杆的重量,可以有效提升抽油杆的运动强度,在进行作业的过程中,可以增加抽油杆的重量,使整个抽油杆在作业时处于受拉状态,而不是处于受压状态,从而降低杆管之间的摩擦力,提升抽油杆管的使用效率,降低杆管之间的偏磨损耗。

2.3加缓蚀剂减缓磨损

在井液腐蚀性较强的油井中可以适量加入缓蚀剂,缓蚀剂在金属表面形成一层致密的薄膜。这层薄膜一方面使金属本体与腐蚀介质隔开,对金属起到保护作用从而防止腐蚀;另一方面,在抽油杆与油管之间起到一定的润滑作用,因此减缓了杆管偏磨。针对采油机井的杆管材质可以针对不同的地质环境进行更换,比如说在地质情况为偏酸性的地区进行采油事业开发,可以将材质换成抗酸性的,有效降低酸性液体对杆管的影响。也可以选择一些外表比较光滑的材质,提升杆管之间的顺滑度,降低偏磨损耗。

3结语

总而言之,抽油杆柱在采油过程中得到了较为广泛地应用,作为一种重要的零部件,要注重保证抽油杆柱使用的稳定性,并需要采取有效措施,解决其存在的偏磨问题,更好地提升采油效率和采油安全性。

参考文献:

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作者简介:

高欣(1977.12),女,天津大港人,毕业于中国石油大学石油工程专业,单位:天津市大港油田第五采油厂,研究方向:采油工艺。

论文作者:高欣

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/25

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