井下抽油杆偏磨原因浅析及防治对策

目前在一些老油田和低渗透油层中，地层供液能力变差，油井动液面逐渐下降，不可避免的要采取深抽方式，加剧了管杆的偏磨。管杆偏磨已经成为影响油田正常生产的主要因素之一，不仅造成油田减产或停产，增加维护工作量，而且导致井内管杆断裂、落井，增加作业施工难度。因此，解决深抽井抽油杆偏磨是目前急需解决的一个问题。

1 抽油杆偏磨原因分析

造成抽油杆偏磨的直接原因是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，抽油杆柱不是刚性体，在抽油过程中会发生不同程度弯曲，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摩擦，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。

1.1抽油杆受力原因

（1）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力发生在下冲程，摩擦力方向向上，是稠油井抽油杆下行遇阻的主要原因。决定阻力F的主要因素是井内液体的黏度及抽油杆的运行速度。

（2）液体通过游动阀产生的阻力。在高粘度大产量井内，液体通过游动阀是造成抽油杆下部弯曲的主要原因。

1.2井深结构

（1）在斜井中，由于深抽方式一般将泵挂下到1500m以下，往往都超过斜井的造斜点，因此在这种情况下，油管受井身套管的影响，呈倾斜状态，必然造成杆、管偏磨。

（2）在直井中，由于油井长期开采，受构造运动及地应力的影响，套管出现不同程度损坏，在变形处油管始终是直的，在抽油循环中与抽油杆势必发生偏磨。在深抽方式中，这种可能性更高。

1.3稠油泵及油管往复抽吸震动造成偏磨

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、造成管杆相互偏磨损伤是必然的和固有的，且重复发生。

上冲程，游动阀尔关闭，固定阀尔打开，液柱载荷由油管转移到抽油杆上，油管卸载发生弹性变形收缩，此时油管的张力最小，从深井泵到中和点这一段油管發生弹性螺旋弯曲，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。

下冲程时，游动阀尔打开，固定法尔关闭，液柱载荷转移到油管上，抽油杆卸载发生弹性收缩弯曲。在抽油杆下行过程中受到如下阻力：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，而此时油管承受载荷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力弯曲更加严重，使管、杆相互偏磨进一步加剧。

1.4抽油杆组合不合理

并且应根据情况在底部抽油杆加一定比例的加重杆。抽油杆弯曲主要产生于下冲程，下冲程时，抽油杆主要受两方面的力，一是自身在液柱中向下的重力；另一个是活塞下冲程时受到向上的阻力。阻力随活塞直径、抽油杆在油管内的各种摩擦力，稠油泵冲次、液体粘度的增大而增大，也随配合间隙减小而增大，两个方向力的平衡点即为中和点，在中和点以下的的抽油杆受压而弯曲，中和点以上抽油杆呈拉伸状态。造成抽油杆弯曲，使抽油杆与油管发生篇磨。

1.5介质影响

随着油田开发进入高含水期，产出液含水率不断上升，使偏磨油井数量不断上升。主要原因是产出液由油包水型变成水包油型，使管柱表面失去了原有的保护作用，摩擦的润滑剂由原油变成水，油管内壁和抽油杆磨损速度加快，磨损严重。

2 偏磨的防治措施

2.1在确定泵挂深度时

尽可能将泵挂确定在造斜点或套管变形点以上位置，以保证在静态下油管处于垂直状态，以尽可能减少管杆的偏磨程度。

2.2油管方面

在泵下加足够重量的尾管，降低油管弹性弯曲程度。此种做法优点是起管柱时安全，没有卡管柱的隐患且操作方便。另一种做法是管柱锚定，就是将油管锚下到预定位置，锚定后上提管柱承受一定预张力状态下完井。这种做法不但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。在施工经验中发现：油管锚的锚定点越靠近泵体越好，一般建议在泵上两根油管处。

2.3抽油杆方面

进一步优化油井杆级组合，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42mm的灌铅加重杆进行底部加重是防止这段抽油杆弯曲比较有效的方法。通过底部加重，抽油杆中和点下移，可以降低抽油杆在抽油循环中的交变应力幅度，减少抽油杆的应力伸缩、弯曲，降低杆柱的偏磨。

采用在抽油杆偏磨位置加扶正器的办法。目前使用的扶正器有KZX型扶正器、KBV型固定扶正器、扶正接箍、耐磨接箍等。

2.4 安装旋转井口

定期旋转油管一定角度，更换油管偏磨位置，延长检泵周期。

2.5 合理调整生产参数

在抽吸稠油时，不能采用快速抽吸方式，否则将因下行阻力过大使抽油杆产生弯曲。在保持液量的情况下应尽量采用长冲程、低冲次，减少偏磨次数，达到延长油管和抽油杆使用寿命的目的。

3 认识

防治深抽井管杆偏磨问题是长期而又系统的工作，我们只有深入现场，掌握油井的第一手资料，针对油井的不同情况，分析出综合的防治措施才能达到防治偏磨的最佳效果，从而延长检泵周期，延长管杆使用寿命，达到降泵增效的目的。

参考文献：

[1] 范建礼. 抽油机井管杆偏磨腐蚀原因分析与防治措施[J]. 内江科技 ， 2006，（01）

[2]周新国， 宣延军. 抽油杆防偏磨技术的研究与应用[J]. 内江科技 ， 2008，（07）

[3] 李学荣. 抽油井管杆偏磨机理分析及配套治理工艺[J]. 内江科技 ， 2007，（08）

作者简介：

裴革新（1971-），男，1992年毕业于辽河石油学校石油工程专业，现从事井下工具研制工作。endprint