摘要：在油田开发过程中,利用有杆泵机械采油的井普遍存在着杆管偏磨的问题。近年来,抽油机偏磨井数量逐渐增多、分布广泛,抽油机井表现出来的抽油杆与油管之间的磨损现象日益严重,其磨损现象主要表现在杆管断、裂、漏问题上，而目前的措施主要还是安装抽油杆扶正防偏磨装置，治理的手段单一，缺少预防措施，主要原因是对抽油机井杆、管偏磨机理没有一个准确的认识，致使采取的措施有效率偏低，因此分析抽油机井杆管偏磨问题的原因、采取有效地治理措施，有效地降低杆管偏磨，延长油井的检泵周期，对油田高效生产具有重要意义。
关键字：偏磨 ； 沉没度 ； 生产参数 ； 含水率 ； 治理措施 ； 碳锆复合树脂
Abstract: sucker rod, tubing is caused by oil well pipe column failure operation is one of the main reasons, in recent years the problem of increasing year by year, and the increase is larger, waste a lot of cost. In this paper, in the light of this situation, the first half of 2012, all occurring rod tubing well statistical analysis, combined with field test experience, think rod, tubing and the liquid viscosity, not only well deviation, but also with the submergence depth, water, pumping speed, and put forward the to prevent or alleviate partial grinding technical strategies and new technology, on the future of the rod and tubing wear, provide the basis for prevention.
Keywords: eccentric wear; submergence; production parameters; water content; control measures; carbon zirconia composite resin
一、前言
抽油机井杆、管偏磨是造成油井管柱失效作业的一个主要原因，近年来这一问题呈逐年上升趋势，且上升幅度较大，浪费了大量的作业费用。本文针对这一实际情况，通过对2012上半年全厂发生杆、管偏磨井的统计分析，结合现场试验取得的经验，认为杆、管偏磨不仅与井液粘度有关、井斜有关，而且还与沉没度、含水、抽汲速度有关，并提出了防止或减轻偏磨技术对策及新工艺，对今后的杆、管偏磨防治提供依据。
二、积极推广和采用防偏磨新工艺
4.1旋转井口。旋转井口使(油管、抽油杆)磨损均匀从而减轻偏磨,延长杆管使用寿命,对所有类型的偏磨井均能起到延长周期的作用,但避免不了杆管之间的摩擦与磨损。
4.2空心杆采油工艺.空心杆采油工艺是从空心杆内出油,油管与空心杆的密闭环空充满原油作为润滑剂,降低杆管间的摩擦系数,同时改变液流通道,减轻产出液对油杆管接触面的冲刷、腐蚀,从而达到治理偏磨的目的。
4.3油管内涂抗磨新材料.为满足高含水期油田对抗磨油管涂层新材料的需求，通过对用于油管内涂的抗磨新材料进行研究，形成了以碳锆复合树脂涂料技术为核心的碳锆复合树脂内涂层油管生产技术。碳锆复合树脂涂料技术是将具有自润滑性能的非金属和超硬金属材料与环氧、尼龙等树脂复合而成，使油管具有防腐、抗磨的双重作用。
碳锆复合树脂涂料属于绝缘性粉末材料，生产涂层油管时采用管体旋转加热、后退式喷涂工艺，喷涂温度230℃-250℃，固化温度180℃-200℃，涂层厚度0.7mm-0.8mm。其主要成分有二氧化硅、石墨、复合尼龙、环氧树脂及稀有金属材料。
通过试验研究的方法来研究碳锆复合树脂油管涂层在井下应用的抗磨和防腐性能，达到用于偏磨井具有抗磨防腐作用。
三、杆、管偏磨影响因素分析.通过对杆、管偏磨统计分析发现，抽油井杆、管偏磨除套变、井斜等客观因素外，主要与流体粘度、泵径、冲程、冲次、动液面、含水等因素有关。
2.1不规则井眼.研究中发现，绝大部分抽油杆偏磨严重点都处在抽油杆接箍的部位。在弯曲井眼中，抽油杆接箍部位外径较大则较易与油管接触，因此抽油杆接箍对油管的压力较大，从而造成抽油杆与油管的摩擦力较大，于是形成较严重的偏磨。
2.2沉没度的影响.低沉没度对杆、管的影响主要包括以下三个方面：
2.21液击现象：在低沉没度井中，上冲程井液不能充满泵筒，在游动阀下面留有气穴，在下冲程时游动阀不能立即打开，只有到气穴气体被压缩达到油管中液柱的静压力时才打开。在打开的瞬间，油管中的液柱重力迅速从抽油杆柱转移到油管上，此时柱塞在高速运动，由于突然而激烈的负荷降低，使抽油杆柱受压缩而弯曲，这种弯曲造成杆、管偏磨。
2.22允许纵向弯曲载荷下降:当杆柱的纵向弯曲载荷大于允许纵向弯曲载荷时，杆柱下部将产生弯曲和疲劳损伤，而杆柱的允许纵向弯曲载荷与沉没度有关。经验表明，杆柱的允许纵向弯曲载荷随着沉没度的降低而下降。
2.23油管柱的中和点上移：当油管下部未锚定而自由悬挂时，在上行程，泵的“活塞效应”使油管柱底部受到一个向上的有效弯曲力作用而发生弯曲变形，此时抽油杆柱因受到较大的张力而基本保持直线状态，这就使抽油杆柱与弯曲的油管相互接触而磨损。
2.3井筒内流体粘度较大.井筒内流体粘度和密度较大时，抽油杆在井筒内的运动阻力和浮力就会较大。当抽油杆下行时，由于较大浮力和阻力的影响，抽油杆的中和点就会上移，下部抽油杆就会受较大的弯曲应力。由于受到油管约束部分弯曲应力转变成了抽油杆对油管的正压力，于是加大了抽油杆与油管的摩擦力，从而造成了抽油杆与油管较严重的偏磨。这也是绝大部分抽油杆与油管偏磨发生在下部的原因。
2.4含水的影响.随着油田综合含水的上升，抽油井的生产条件发生改变，井下故障增加。主要原因一是油井含水较低时，杆、管优先油湿，抽油杆接箍和油管壁间的油膜起润滑作用，杆、管之间的摩擦系数由于油的润滑作用而降低。随着含水的上升，杆、管优先水湿，产出水直接接触金属，润滑剂由原油变为水，失去了原油的润滑作用，摩擦系数增加，杆、管磨损加快；二是由于产出液含水较高，油管柱内的油、气、水三相混合液接近水柱，由于含水的升高使产出液气液比降低，油管内形成几乎不能压缩的水压系统，在杆柱的往复运动过程中，液柱载荷交替作用在管柱上，由于交变载荷增大，加剧了抽油杆疲劳状态而易产生弯曲。
2.5生产参数的影响.在实际生产中，为了获得较高的产量,常把生产参数(冲程、冲数)调至最大,长冲程、高冲次。这样虽然增加了各单井的产量,但同时也带来了一些不应有的弊端,其中之一就是加剧了杆管偏磨。冲程越长,抽油杆磨损部位的行程越大;冲次越高,相同时间内磨损的频率就越高。
2.6油井结蜡的影响.抽油杆柱所受的液体摩擦力是均匀作用在整个杆柱上的，对于高含水，采出液粘度不高的油井，抽油杆柱所受的摩擦力较小，因此抽油杆柱下行程所受的液体摩擦阻力对杆柱的屈曲影响较小。但是当杆、管结蜡时，油管内径与抽油杆外径比值减小，致使经过结蜡点的抽油杆柱所受的液体摩擦力大于其他部位受到的摩擦力，且随油管内径与抽油杆外径比值的减小，结蜡点处抽油杆所受到的液体摩擦力急剧增加，极易导致结蜡点上部的抽油杆柱产生屈曲，从而发生偏磨。
四、杆、管偏磨治理措施.通过对抽油机井杆、管偏磨的影响因素分析，提出几点治理措施。
3.1抽油机井沉没度降低使抽油杆往下行程时发生“液击”现象，使柱塞受到很大的冲击力，造成抽油杆柱屈曲，造成杆、管偏磨。因此保证油井合理的抽汲参数，避免“液击”现象的发生，对减轻抽油杆、柱偏磨是非常必要的。冲次与偏磨发生比例成正比，应以长冲程、低冲次为原则，及时做好抽汲参数跟踪调整工作。
3.2抽油泵泵径、柱塞与泵筒之间的间隙及游动阀的过流面积是影响抽油杆柱下行程弯曲的主要因素，因此应用大通道抽油泵、合理地调整泵径将有效地遏制杆、管偏磨；对沉没度低的井，采取下调冲次的措施。对高沉没度、高冲次井，采取换大一级泵、下调冲次措施。
3.3加大抽油杆柱的轴向分布力与抽油杆柱的强度可以增强抽油杆柱的抗弯曲能力，所以应用高强度抽油杆及加重杆是防止抽油机井杆、管偏磨的有效手段。对偏磨严重的井，应改变上粗下细的杆柱设计原则，增加中和点下部抽油杆直径，以减少偏磨发生几率。
3.4抽油机井含水达到一定程度时采出液不但失去对杆、管的润滑作用还将加重杆管的磨损程度，这也是近几年抽油机井杆、管偏磨加重一个重要原因。另外，采用下抽油杆扶正器、旋转悬绳器、旋转井口等防偏磨工艺也能取得较好的防偏磨效果。
结语：抽油机井杆、管偏磨的主要原因是由于含水上升、沉没度降低、抽汲参数大造成的，是多种因素综合作用的结果。针对杆、管偏磨的问题应采取“防、治结合”的原则，在杆柱设计阶段充分考虑预防杆、管偏磨的因素，重点开展保持合理沉没度、及时调整抽汲参数、加强扶正器和高强度抽油杆等项技术的应用与研究。碳锆复合树脂内涂层油管在现场应用中无特殊配套要求。尤其在偏磨井解决杆管偏磨问题时，工艺配套和现场施工均为常规方式，方便施工，降低了工艺配套成本。
参考文献
[1]大庆油田高含水期采油工艺技术.石油工业出版社
[2]抽油井偏磨腐蚀机理分析及防治对策[M].试采技术，2000；（4）：43-47.
[3]减缓有杆泵井腐蚀和磨损的措施[M].油气田地面工程，1995；（1）：30-31.
《抽油机井杆管偏磨南大核心期刊征稿》
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