張衍根(長慶油田分公司第十二采油廠,甘肅 慶陽 745400)
抽油機井油管桿偏磨原因分析及防治
張衍根(長慶油田分公司第十二采油廠,甘肅慶陽745400)
文章首先分析了抽油機井管桿偏磨的引發(fā)因素,詳細(xì)介紹了現(xiàn)場生產(chǎn)任務(wù)開展的特征。其次重點分析不同原因下偏磨的治理方法,為抽油機井的運行提供保障,避免偏磨現(xiàn)象發(fā)生,并將現(xiàn)場可能會出現(xiàn)的問題進行整理,這樣監(jiān)管任務(wù)開展也更有方向。
抽油機井;油管桿;偏磨防治
抽油機井在運行使用期間,抽油管受到的摩擦是最大的,一旦受力角度出現(xiàn)偏差,會影響到接下來的零件安全性,主要的影響力是摩擦以及不規(guī)則拉力,運轉(zhuǎn)的速度越快所造成的磨損狀況也更加嚴(yán)重。發(fā)生偏磨問題后現(xiàn)場的使用準(zhǔn)確度已經(jīng)出現(xiàn)了角度的偏離,這樣的荷載情況下所進行的生產(chǎn)任務(wù)質(zhì)量也會受到影響。抽油機運行時受到的壓力是非常大的。抽油機井工作參數(shù),過快的沖次抽油桿易產(chǎn)生彎曲變形,彎曲的抽油桿與油管接觸產(chǎn)生偏磨;載荷影響,抽油桿在油管內(nèi)運動時由于受到力的綜合作用而發(fā)生縱向彎曲變形與油管產(chǎn)生摩擦;井液組成成分影響,井液侵害,降低油桿強度,加劇管桿磨損程度。
2.1井斜或井筒曲率半徑引起的偏磨
偏磨所引發(fā)的原因中,受力不合理是最主要的,在壓力作用下油管桿會出現(xiàn)變形,油品不能順利的流通。這種壓力情況需要經(jīng)過計算來得出,將綜合受力以未知數(shù)的形式代入到公式中,觀察總體受力情況中是否存在不合理的現(xiàn)象,并分析出具有破壞性的壓力來自哪個方向,這樣在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中才有更明確的優(yōu)化方向。抽油桿與油管內(nèi)壁的一個側(cè)面始終處于接觸狀態(tài),也就是說,油管有一側(cè)面不論是上沖程還是下沖程都要受到磨損。
生產(chǎn)作業(yè)過程中,油管設(shè)施中都會出現(xiàn)不同程度的磨損,因此檢修任務(wù)也要定期開展,觀察在基礎(chǔ)設(shè)施中是否存在嚴(yán)重的磨損情況,定期更換管道材料,這樣能夠確保使用的安全性,也能提升抽油機井的生產(chǎn)率。在2009年檢泵時就發(fā)現(xiàn)油桿偏磨嚴(yán)重,檢泵時在偏磨處分別下入滾輪扶正器6個,2012年8 月5日檢泵上修時發(fā)現(xiàn)該井泵以上35根油管內(nèi)壁有不同程度磨損,其中10根油管絲扣被磨透,40根油桿節(jié)箍偏磨嚴(yán)重。
2.2較大參數(shù)產(chǎn)生彎曲失穩(wěn)導(dǎo)致偏磨
油管受沖擊力的影響出現(xiàn)彎曲后,繼續(xù)使用時摩擦的角度也因此出現(xiàn)了變化,雖然仍然可以進行抽油生產(chǎn),但經(jīng)過一段時間后油管就會損壞,油品傳輸階段的損耗也會因此而增大。壓力是引發(fā)變形的主要原因,在進行油管生產(chǎn)時,會針對這種情況來進行受力方向加固,這種受力點處的材料厚度會增大,壓力也得到了更有效的控制,不容易出現(xiàn)損壞。生產(chǎn)任務(wù)開展一段時間后,因振動影響可能會出現(xiàn)受力角度偏差,經(jīng)過復(fù)位處理后會得到解決。
2.3載荷影響產(chǎn)生變形導(dǎo)致偏磨
因荷載超出了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),也會產(chǎn)生偏差現(xiàn)象。抽油機井建設(shè)任務(wù)開展期間,將規(guī)劃方案結(jié)合現(xiàn)場實際情況來進行審核研究,這樣才能夠更及時的對其中存在的不合理現(xiàn)象進行優(yōu)化處理,減少抽油機井受到的摩擦影響。這種荷載因素下產(chǎn)生的摩擦可以通過減輕任務(wù)量來解決,將設(shè)備的運行情況控制在合理范圍內(nèi),這樣即使產(chǎn)生摩擦也能控制在合理范圍內(nèi)。
2.4井液成分加劇偏磨
由于抽油桿柱和油管柱在工作時都浸在油、水混合液體中,會受到混合液體中各種腐蝕成分的侵害。根據(jù)水質(zhì)分析,高含水油井井筒中含有CL-、游離的CO2、S2-等腐蝕性介質(zhì),當(dāng)管桿相互摩擦產(chǎn)生新的創(chuàng)面后,這些腐蝕性介質(zhì)會對磨損面造成進一步損壞,從而降低了管桿的強度,使得抽油桿和油管過早的損壞。當(dāng)井液中含水較高時,管桿中的潤滑作用大大減小,加劇管桿的損壞程度。
3.1防偏磨工具
井眼估計偏斜對管桿軌跡的偏磨影響較為普遍,井眼軌跡偏斜使管桿受力發(fā)生改變,增加偏磨幾率,在采油生產(chǎn)中對于供液充足、能量較高的井可采取上提泵掛深度,避開狗腿,杜絕偏磨發(fā)生。對于無法避免井眼軌跡偏斜的可采取加入防偏磨工具。目前固城作業(yè)區(qū)下入防偏磨工具主要為滾輪扶正器、扶正節(jié)箍、扶正油桿等工具。
3.2制定合理工作參數(shù)
固城作業(yè)區(qū)在保證原油產(chǎn)量情況下,選擇合理泵徑,下調(diào)沖次。將工作參數(shù)由長沖程、快沖次變?yōu)殚L沖程、慢沖次。減少相同時間內(nèi)的管桿摩擦頻率,2012年固城作業(yè)區(qū)共進行油井小修642口,油桿故障只有13口,只占修井總量的0.02%,有效延長了抽油桿和油管的使用壽命。
3.3穩(wěn)定載荷
由于井筒結(jié)蠟造成抽油桿上下行受阻,選點載荷增加,對于此種情況我區(qū)每月對油井制定上下兩旬加藥,從而有效的減少了蠟在油管中的沉積。另外還努力做好井筒凈化工作和控水穩(wěn)油工作,穩(wěn)定油井含水和油桿載荷,消除抽油桿縱向彎曲,減少偏磨的發(fā)生。我區(qū)抽油機井油管桿偏磨受井深軌跡的傾斜和局部的曲率半徑變小為主要因素,因此合理利用現(xiàn)有防偏磨工具為首選解決方案。
加強對抽油機井油管桿偏磨的分析,對油田發(fā)生以及穩(wěn)定提升生產(chǎn)量有很大的幫助,文章中所闡述的內(nèi)容在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中是真實存在的,針對這些問題進行深入的探討分析,能夠幫助提升使用安全性,偏磨問題得到結(jié)構(gòu)后任務(wù)開展也更高效。
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張衍根(1983-),男,湖北鄖西人,助理工程師,本科學(xué)歷,主要從事油田開發(fā)采油工藝研究,