摘要：有杆泵我国石油行业最常用的采油方式，抽油杆上下运动向井下抽油泵传递动力。随着油田开发进入中后期，采出液的含水量大幅度增加，杆管偏磨现象造成抽油机故障逐渐增加。杆管偏磨不仅增加了修井次数和生产成本，同时增加了抽油杆断脱的可能性。国内外对于对于抽油杆管偏磨问题提出了很多解决方案，起到了不错的效果，油田上对于杆管偏磨问题的治理也取得了一定的成果。但是由于多方面的原因，杆管偏磨问题还普遍存在。鉴于此，本文就杆管偏磨机理展开了研究，提出针对杆管偏磨问题的治理措施。
关键词：抽油机杆管；偏磨机理研究；治理对策
一、抽油机杆管偏磨机理
抽油杆在其下冲程过程中，因为其受到阻力的作用，底部抽油杆下行缓慢，由于其和油杆不断产生摩擦，使其容易弯曲变形从而堆积形成螺旋状。这使得其与油管的接触面积和径向压力变大，从而使偏磨加剧。
在抽油杆尚未发生严重形变（譬如正弦状、余弦状、螺旋状等）的时候，油管的形变程度是决定抽油杆偏磨程度的主要原因。当油管形变程度较小时，抽油杆（包括其接箍）与油管内部接触面积不大，同时油管和抽油杆（包括其接箍）之间所产生的压力不大，偏磨程度尚轻；当抽油杆形变程度严重时，抽油杆（包括其杆接箍）与油管内部接触面积较广，同时油管和抽油杆（包括其接箍）之间所产生的压力很强，偏磨程度稍深。
假设在油管形变程度较重的情况时，与抽油杆（包括其接箍）表面接触面积越少，油管与抽油杆（包括其接箍）之间所产生的压力越多，偏磨程度越严重。在抽油杆产生严重形变而扭曲成螺旋形状的状态时，抽油杆形变而形成螺旋状态之间的长度是决定抽油杆偏磨程度的主要原因。螺旋形变之间的长度越短，抽油杆和油管两者中所形成的的径向压力越严重，偏磨越厉害。经过检泵现场反馈，我们按照抽油杆偏磨所形成的形状分别而进行了分门别类。
（1）抽油杆杆体（包括其接箍）单侧偏磨。
在抽油杆的顶部，抽油杆和油管一侧受到压力，接触到的面积少，这一刻油管和抽油杆两者间的压力十分强，在抽油杆上下行过程中，管杆因此发生了偏磨。在这样的状况下，偏磨变得特别严重，对管杆会造成巨大的破坏，有时甚至会磨穿油管，从而形成油管漏失这样的严重后果。在我们在检泵的过程中，这样的情况常常出现，这是管杆偏磨状态中破坏力最强的状态之一。根据现场反馈得知，有六成左右的偏磨状况是抽油杆杆体（包括其接箍）单侧偏磨所造成的。
（2）抽油杆杆体（包括其接箍）多侧偏磨。
此种偏磨常常形成双偏磨面，而很少形成三偏磨面。抽油杆接箍经常出现多侧偏磨。这种偏磨状态总是发生在抽油杆的中和点之下。在上行过程中，因为井斜的原因，抽油杆的单边和油管形成偏磨，在下行过程中，在井底产生的阻力和重力这两种力的作用下，抽油杆非常容易发生弯形变，与另一边发形成偏磨。因为其接箍部位的硬度较杆体来说较大，形变时易处于弧度顶端，所以这种状态常常发生在抽油杆的接箍位置。
二、影响油管和抽油杆偏磨的因素
1井身轨迹差对杆柱偏磨的影响
井身轨迹差是影响采油厂油井井柱偏磨的最重要的因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆油田钻井区受到它所在自然因素的影响，油井在施工时大都选定定向井。在规划井身轨迹时，正常的轨迹设计都是“直一增一稳”，而采油厂为了追求速度，规避风险，在钻井时普遍采用“直一增一降”轨迹，这种设计会导致杆柱在中和点以下偏磨加剧。为了满足开发需要和钻井技术的进一步强化，必须不停添置定向井，不过定向井的井眼此时多数处于繁复的螺旋弯曲状态，尤其是处于造斜段时候，钻井井斜角和方位角很难在控制内，井眼曲率变化很快，井筒会因此发生空间扭曲，抽油杆与油管产生摩擦，形成偏磨。油田大多数井的造斜点都在225275米处，所以这些斜井可以说在造斜点的时候就产生偏磨了。钻井质量也是影响井深轨迹差的重要参数，在钻井过程中，在正常泵挂深度范围内，由于种种因素限制，使得部分抽井泵挂恰好在井斜角差段内，导致偏磨。
2抽油杆底部弯曲的影响
在抽油杆下行过程中，主要受到两个方向的力的作用：一为抽油杆在流体中所受到的方向向下的重力；二为活塞在下行时受到的来自各方向垂直向上的阻力。这种阻力会承受多种因素干扰，比如活塞的直径、抽油杆在油管内的各种摩擦阻力，杆泵的抽汲参数及井下流体的运动粘度等。向上与向下的合力为零时的杆柱所处位置称为中性点。抽油杆柱处于中性点以上的位置呈现拉伸状态，中性点以下的抽油杆柱则因为受到压力作用而引发螺旋弯曲，这种完全会使抽油杆与油管之间碰撞摩擦，偏磨至此产生。在抽油杆上行过程中，抽油泵游动阀闭合，抽油杆柱在自身和液柱的双重重力下呈拉直状态，而且油管由于受力的变化，处于中性点以下位置的油管会因受到压力作用而产生弯曲屈从，抽油杆柱与螺旋弯曲的油管在周期性循环的过程中会每隔一段时间和距离就彼此摩擦产生磨损。故而，油管弯曲导致的偏磨只存在于抽油泵上部，也就是指中性点以下到泵位置。
三、抽油机杆管偏磨治理对策
针对油田开发中后期，基于抽油杆采油面临的问题和杆管偏磨机理分析，提出治理偏磨问题有效措施。
（一）采用 HDPE 内衬油管
高密度聚乙烯（HDPE）内衬油管能够将抽油杆和油管之间的磨损转变为抽油管钢同内衬塑料之间的磨损。通过在有关中添加 HDPE 材料，在保证了油管钢度的同时，减小了抽油杆和油管之间的摩擦作用。HDPE 材料具有很好的耐腐蚀性能，摩擦系数低，目前胜利油田内部分油井采用了 HDPE内衬油管。
（二）采用防腐蚀配套技术。对抽油杆表面进行防腐处理，采用高频电流加热或者渗铝可是提高抽油杆的防腐性能。在产出液中添加缓蚀剂、杀菌剂也会提高抽油杆的使用寿命。采用油管保护器技术，保护油管和抽油杆，延长修井时间，减少修井频率，从而降低油田的开发成本。采用双向抽油杆接箍，在普通的接箍上增加 AOC-160 涂层，提高接箍的耐磨性，使用双向保护接箍还可以降低对油管的磨损。
结语
综上论述，本文对困扰油田生产的杆管偏磨问题进行了调研，分析了杆管偏磨的产生机理，并根据分析结果提出了治理杆管偏磨问题的对策，为油田的生产提供了技术支持。
参考文献：
[1]李涛. 浅谈抽油机杆管偏磨机理及其治理对策[J]. 科技创新导报，2008（15）：87.
[2]别业荣. 抽油机井杆管偏磨原因分析及治理对策[J]. 化学工程与装备，2017（06）：119-121.
论文作者:秦晓凌,邵金玉,黄秀梅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
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