浅谈抽油机井抽油杆断脱原因及防治对策论文_张伟

浅谈抽油机井抽油杆断脱原因及防治对策论文_张伟

中石化胜利油田滨南采油厂采油管理九区 山东省滨州市 256600

摘要:判断抽油机杆断脱的方法包括实测示功图法、双憋压曲线分析法、电流对比分析法、产量对比分析法、油压对比分析法、现场停机观察驴头位置判断法、油杆转动法等,如果现场只运用单一的一种方法判断很多时候会出现偏差,因此需要通过对问题井的功图形状,以及各种参数、地面设备等的变化综合分析,来判别抽油机井杆断脱现象。

关键词:抽油机;杆断脱;综合判断

引言

在抽油机井管理中,我们经常遇到杆脱现象,正确判断泵的工作状况,对抽油机井的正确管理,增产以及作业施工都是很有用的。抽油机井杆断脱出现之后,目前通常用示功图来判断。但由于受许多因素影响,使功图形状变得很复杂,有时很难对泵况作出确切的判断。特别对于杆脱这种特殊情况,因为我们有一部分抽油机井有一定的自喷能力,杆脱与自喷的图形又很相似,这样就给分析判断带来了很大的困难。为提高分析的质量,需将杆脱后引起的功图形状,各种参数以及地面设备等的变化综合分析,来判别抽油机井杆断脱现象。

1抽油杆断脱原因分析

1.1抽油杆断的原因分析

抽油杆断的原因绝大部分情况是由于杆的金属材质存在问题。在井筒液介质下形成了腐蚀电偶,从而造成在抽油杆断点处形成局部坑蚀;再由于抽油杆在生产过程中受拉伸压缩等交变应力的作用,就容易在坑蚀发生断裂。

另外由于抽油杆偏磨严重造成的杆断现象也普遍存在。造成油杆偏磨的原因有很多,主要由以下几点:①井斜;②地层蠕变造成套管变形,使井段弯曲,产生狗腿角;③油井结蜡,结蜡使抽油杆运动阻力增大,致使抽油杆发生弯曲;④原油含水升高增加了油管和抽油杆接触面之间的摩擦阻力,导致偏磨加重。

在狗腿度较小的地方油管和抽油杆接箍产生磨擦,油管的偏磨面积较大,磨损相对较轻。而在狗腿度较大的地方,不仅油管内壁与油杆接箍磨擦而且与抽油杆本体也产生磨擦,油管偏磨面积较小,磨损较严重。在抽油杆柱上部表现为单面偏磨,抽油杆在上冲程和下冲程均产生磨擦,偏磨严重。这种偏磨往往把油管磨穿,是偏磨现象中最常见和最破坏性最大的。在抽油杆柱中部表现为双面偏磨,上冲程时由于井斜使抽油杆与油管内壁一侧发生磨擦,下冲程时由于抽油杆受到管内各种阻力与自身重力的作用,使油杆发生弯曲与油管内壁另一侧产生偏磨,并在油管上磨出深槽,甚至被磨穿。

1.2抽油杆脱的原因分析

抽油杆脱的原因主要由:①抽油杆下井时上扣扭矩不够;②杆柱组合或生产参数不合理;③抽油杆节箍处存在严重的偏磨现象,导致抽油杆在节箍处脱扣。

2各种判断法的分析

2.1实测示功图法

这是一种直观判断泵况的方法。将实测功图同理论功图进行对比,从而来判断泵况。如抽油杆断脱,实测功图应在下理论负荷线上或在其下面。要想确保此法分析可靠性,需要满足以下条件:确保仪器无问题、确保测试操作无问题、分析井有无自喷能力

2.2双憋压曲线分析法

抽油杆断脱时泵不起作用,从理论上讲,开机和停机憋压的两条曲线反映的压力与时间关系与自喷井的关井压力恢复情况相同,也就是两条曲线基本重合,可在我们实际测得的双憋曲线往往不重合,而相距一定的距离,有一个压力差值,这主要是抽油杆与液体之间有摩擦,造成开机憋压高于停机憋的压力值。有的还有因抽油杆或油管结蜡,这样在断脱的上部的抽油杆与油管之间的环形空间的面积缩小,使抽油杆上下运动的阻力增大了,这就造成了两条曲线之间存在一个压力差值。

2.3电流对比分析法

抽油杆断脱测得的电流和实测电流差值做比较。一般上、下电流都会下降,而下电流大于上电流(反电流),并且电机有异常声,特别是上部油杆断脱,电机负荷差别很大,抽油机严重不平衡,再结合现场其它资料综合分析,可判断抽油杆断脱。

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2.4产量对比分析法

对于纯油井,当杆脱时产量由原产量降为零。对于抽带喷的井,杆脱时,液量也要大幅度降低,这是一种判断杆脱很有效的方法。

2.5油压对比分析法

一般地说,当抽油杆断脱时,液量下降,油压也会下降,但油井都含有一定量的气体,所以油压不可能完全为零;对于抽带喷的井,当杆脱时,油压也会减小,但由于油压的变化幅度不大,油压表的精度又不高。所以根据此法来判断杆脱的可靠性不高,只能做为参考。

2.6现场停机观察驴头位置判断法

在抽油机井上,调解平衡是由平衡半径来执行的,对于调平衡后的井,平衡块将停在任意位置,而如果停机不拉刹车,驴头始终停在上死点,根据此法也可以说明抽油杆断脱。

2.7油杆转动法

这是目前现场最常用的一种方法。就是将驴头停在下死点,用手转动悬绳器,或用管钳咬住光杆上部用力转动,如果光杆能转动而不反弹,这说明抽油杆断脱。不同的是断点在上部,转动时用力就轻,相反如果断脱点在下部,转动时就用力大,这是由于抽油杆在液体中的重量而造成的。

3防治对策

3.1防断

针对抽油杆材质问题造成的杆断,在抽油机井投产之初尽量选用优质材料制成的抽油杆,以延长抽油杆的使用是寿命;在检泵时对使用年限较长的抽油杆及时更换,以达到延长检泵周期的目的。针对抽油杆偏磨严重造成的杆断主要由以下几点防治措施:①采用抽油杆扶正器并改进抽油杆扶正器结构和材质,提高其耐磨性能;并根据抽油杆偏磨规律在易发生偏磨的杆段加装抽油杆扶正器以减缓抽油杆的偏磨。②采用旋转井口装置防偏磨。该装置是通过地面人力转动来改变油管与抽油杆的偏磨面,是磨损面均匀分布,从而达到杆管达到延长杆管使用寿命的目的。另外安装偏心井口的油井也可以转动井口也可以达到上述目的。③其他防治措施。合理调整生产参数,采用长冲程、冲次的生产制度;合理设计尾管长度,以减少油管底部弯曲;在抽油杆底部下加加重杆,使抽油杆柱的中性点下移,以减少抽油杆的弯曲;对结蜡严重的抽油机井,加强清防蜡工作。

3.2防脱

针对造成杆脱的原因主要从以下三个方面进行防治:①保证油井作业时杆下井前上扣扭矩上紧上满,不能因为施工质量的原因造成杆脱;②杆柱组合和生产参数必须合理,认真优化杆柱组合和生产参数;③通过对抽油杆加装双向保护接箍等方法解决因接箍偏磨严重造成的杆脱。

结语

综合分析法的符合率为100%,这更充分证明了运用综合分析法判断杆脱的可靠性,因此得到以下结论:

(1)由于抽油机井泵况现场不定因素较多,所以实测示功图无法单一准确的判断泵况。

(2)判断一口抽油机井是否发生杆断脱,需要利用以上7种或其中判断准确率较高的几种方法进行综合判断,单一的一种方法没有说服力。

(3)对于用综合分析法判断杆脱的井,还必须了解目前热洗及生产参数平衡情况,如果热洗不通,这就有可能泵凡尔等堵死所致。在这种情况下,如果采用强化热洗,很可能不需要检泵就使泵工作正常。

(4)在抽油机井杆断脱判断准确的同时,我们更应该注意造成杆断脱的原因(结垢、结蜡、作业工序),从源头上避免此种泵况的发生。

参考文献:

[1]刘一江.中原油田采油新技术文集[M].北京:石油工业出版社,2000.

[2]王鸿勋.采油工艺原理[M].北京:石油工业出版社,1989.

[3]万仁薄.采油技术手册[M].北京:石油工业出版社,1991.

[4]冉箭生.抽油杆常见事故原因分析及防治对策[J].断块油气田,2001,9(1).

论文作者:张伟

论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期

论文发表时间:2019/4/26

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