浅谈抽油杆防偏磨技术的应用

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  摘要:油田开发至中后期,油井产能降低,产出液含水量增高,在油井管理中需要下泵等措施来维护油田正常生产,我厂主要生产方式是以抽油泵、螺杆泵为主,总之离不开抽油杆。这一系列原因致使有杆泵系统工作环境日益恶化,抽油杆严重偏磨,油管严重受损。以我厂2012年油井维护性检泵为例,因杆柱偏磨造成杆断、管漏的井占总作业井数的37%左右(初次发现偏磨的井也含在内),严重影了油田的正常开发,降低了企业的经济效益。
  关键词: 防偏磨技术应用
  
  
  一、抽油杆柱偏磨油管的主要原因
  油井斜度大,套管井段存在拐点;泵挂深,中下部抽油杆受压严重弯曲变形;油管承受液柱交变载荷弹形弯曲变形;油井含水高,产量低,管杆之间滑动摩阻大;泵的间隙过小,活塞与衬套摩擦阻力增大;油井结蜡严重,井内出砂造成活塞镀鉻层脱落等。
  二、常规作业中的几种防偏磨技术
  优化多级抽油杆柱组合:杆柱底部设计下入一定数量的加重杆(但此种方法在聚驱井中效果不佳),将原来的多级杆简化为单级杆或双级杆但效果也不显著。目前多采用的方法是:用油管锚锚定油管;在适当深度加入一定数量的抽油杆扶正器;使用抽油杆旋转器等。
  1.泵上下加油管锚
  泵下加油管锚在一定程度上可以减少管杆的摩擦,即避免管柱的抖摆,又可以减少冲程损失,提高泵效。但目前多使用的是FX-114型双向油管锚,且连接在抽油泵上、下,旋转坐封、上提解封,使用起来较方便,但解封效果不是很好,双向卡瓦收缩不到位,常常出现摩擦套管壁、过套管接箍出现遇卡现象,一定程度上造成套管的损伤,从而加大了检泵井的作业难度。建议使用我厂自行设计的45度角导轨提放式油管锚。该产品设计合理,使用方便,可随时调节管柱的伸缩和卡瓦的松紧程度,亦可连续使用,节余成本,也不影响整个抽油管柱密封(只须将卡瓦换成软金属材质即可)。
  2.抽油杆扶正器
  使用抽油杆扶正器在抽油杆防偏磨技术中占有一定的主导地位。抽油杆扶正器种类繁多,按结构可分为接箍式、分体式、扭卡式、增助式和滚动式等多种。目前以扭卡式为使用最多。该扶正器结构简单,设计合理,安装方便,不易蹿位,还可以连续使用,对接箍的保护起了很大的作用。缺点是无法固定在杆体上;分体式抽油杆扶正器在抽油井偏磨初期运用很多,它可以直接固定在杆体上,安装的距离可以任意调整。缺点是安装困难,极易顺坏,且不可连续使用。当抽油杆因疲劳发生缩径后会发生松动移位;其它类型抽油杆扶正器有的除可旋转外,大体同扭卡式相同。不同结构和材质的扶正器,适用于不同类型偏磨的油井。使用扶正器防偏磨技术关键是扶正器安装的位置、间距和数量。在现场实施中不可只根据实际偏磨位置设计扶正器下入深度,而必须结合套管轨迹位移曲线和抽油杆受力曲线图综合分析,计算出抽油杆与油管之间偏磨严重的深度点,在这些位置下入适量的抽油杆扶正器。使用抽油杆扶正器也有一定的局限性,它对于具有大斜度井段的油井比较适用,对于套管全角变化幅度大,拐点多的油井不很适用。
  3.加大泵径及间隙
  适当的增大泵径,改变活塞与抽油泵之间的间隙也是避免抽油杆与油管偏磨的很好办法。在理论测算日产量及抽油泵的排量后,在此基础上增大一级泵径,增加几道间隙,在保证原油生产的同时,可大大减少泵与活塞之间的摩擦阻力,从而减少抽油杆下行时因摩擦阻力增大而产生弯曲,對减少抽油杆对油管产生的磨损起了很大的作用。目前我厂聚驱井已大面积推广使用,抽油效果良好。采油队也可根据生产井的实际情况,合理的调整冲程和冲次(另外大流道的使用效果也很不错)。
  4.抽油杆旋转器
  抽油杆旋转器能够在抽油机上下冲程交变载荷作用下,自动缓慢旋转。即抽油机完成一个冲程,该装置带动抽油杆柱顺时针旋转一个轻微的角度,使抽油杆接箍四周均匀受磨,改变了抽油杆扶正器等解决不了管杆单方向偏磨的问题,进一步延长了抽油杆、油管的使用寿命。但该技术有两大缺点:一是抽油杆扭矩突然增大可导致光杆扭弯,有一定的危险性,不适合出砂,出泥浆的井。二是抽油杆在旋转的过程中,含有致使油管倒扣的摩擦扭矩。目前我厂还没有引进该项工艺,虽然对油管倒扣、防脱断问题早已有了解决的方法,但油管锚定技术还很不成熟,工具还不是很过关,有些工艺还待研究和探索。
  5.油管防偏磨补偿环
  抽油杆防偏磨工作大部分都集中在抽油杆接箍上,只是在检查过程中只注意接箍和抬肩,而忽略了杆体的检查。其实,在所有偏磨的抽油井中,除接箍磨损外,杆体都有相应的磨损和缩径,严重者磨平、磨扁、磨断。相对应的油管丝扣会在短时期内被磨漏、磨脱、磨断。我们在防范的同时,杆体的严重偏磨又暴露出来,而且波及到油管丝扣的密封问题。从偏磨作业的抽油井来看,杆体及油管丝扣偏磨的井约占接箍偏磨井的十分之一左右,一般在200m以下,油管丝扣一般在几个月内即可磨漏(从一根到两根直至更多,从渗漏到严重漏失直至最终检泵作业,不但影响了原油产量,浪费了我们大量的财力、物力,不但污染了环境,而且增加了工人的劳动强度)。所以,杆体及油管丝扣的保护更加不能忽视。根据这种情况我们设计并制造了油管防偏磨补偿环。不但能减轻抽油杆杆体的磨损,更重要的是能大大地防止抽油杆对油管丝扣的磨损。不但能延长检泵周期,更是在更换管、杆次数和数量大大地减轻了工人的劳动强度,节约了施工成本。使用方法:就是将该产品放在油管接箍内,在下油管的同时将补偿环紧紧地卡牢在油管接箍内。该产品不但能起到防偏磨作用,而且还起到密封作用(就是油管公、母扣在磨损到一定程度时由于检查的不细或是丝扣胶带缠绕的不均匀------由于该产品具有一定的韧性,通过上、下油管丝扣的挤压使油管丝扣端面与补偿环牢牢地结合在一起,能起到对上、下油管丝扣的密封作用)
  三、抽油杆防偏磨技术的新方向
  新型双向保护抽油杆接箍防偏磨技术,是目前较好的抽油杆防偏磨技术。双向保护接箍表面涂有一层耐腐蚀减磨损的特殊金属粉末,光洁度很高,既耐磨损,又可以降低接箍与油管之间的摩擦系数,从而达到保护抽油杆和油管的双重目的。该产品不改变杆柱的结构,弥补了扶正器等其它防偏磨装置的缺陷。另外,无泵抽油技术也是未来的发展方向。
  四、一点建议和看法:
  目前抽油杆防偏磨工作大部分都集中在抽油杆接箍上,我们在防范的同时,杆体的保护也不能忽视。从偏磨作业的抽油井来看,杆体偏磨的井约占接箍偏磨井的十分之一左右,只是在检查过程中只注意接箍和抬肩,而忽略了杆体的检查,同时要加大油管壁及丝扣的检查力度(可采用探伤仪,建议壁厚小于3mm的油管不要使用,以避免造成重复作业和不必要的浪费)。在所有偏磨的抽油井中,除接箍磨损外,杆体都有相应的磨损和缩径,严重者磨平、磨扁、磨
  断。我们不能把目光仅仅放在抽油杆上,要开阔视野,全方位的思考问题,应寻找新的出路,新的工艺,标本兼治,多在抽油泵和降低含水上寻找解决问题的办法,到那时我们会节约大量的管杆和防偏磨装置的费用和成本。
  参考文献
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