有杆泵防偏磨技术研究与应用
有杆泵井偏磨机理探讨及配套技术应用
有杆泵井偏磨机理探讨及配套技术应用刘海波,任秀才,蒋小刚,李丽莉,董双平(胜利油田临盘采油厂) 摘 要 油田开发进入中后期以后,开发矛盾日益突出,油井的偏磨问题日益严重。
除斜井和水平井外,直井偏磨现象也十分严重,管杆的偏磨严重制约了油田的开发,因偏磨造成维护的油井不断增多,同时杆管的直接磨损造成了大量杆管的报废。
文中主要是针对油井杆管偏磨机理进行浅析,同时提出一些基本的治理对策。
关键词 偏磨;有杆泵;偏磨机理;优化1 杆管偏磨机理探讨111 杆管偏磨统计规律分析通过对临盘采油厂250口偏磨井的详细资料调查得出:(1)以偏磨位置分类,抽油杆柱和油管柱偏磨位置集中在杆、管柱的中、下部;(2)以产出液含水分类,偏磨井集中在中、高含水井;(3)以泵径分类,偏磨井集中在直径为56mm 和70mm 的井;(4)以液面分类,偏磨井集中在液面较高的井;(5)以偏磨部位分类,偏磨井集中在抽油杆的接箍上。
112 偏磨产生机理的定性分析 理的机理研究.油田化学,1994,11(3):220～225.[20] 王元胜.P I 决策技术在中原油田的应用.石油勘探与开发,1999,26(6):91～93.作者简介:周林然(1978-),男,成都理工大学能源学院油气田开发工程专业在读硕士。
收稿日期:2005年7月28日Appl ica tion of Ploy m er Gel Plugg i ng Agen t for W a ter i n W a ter Shutoff i n O il F ieldZH OU L in -ran ,L U Y uan ,Y I X iang -y i(State Key L abo rato ry of O il &Gas R eservo ir Geo logy and Exp lo itati on ,Chengdu U n iversity of T echno lgy ,Chengdu ,Sichuan 610059,Ch ina )Abstract :P loym er gel p lugging agen t fo r w ater is u sed in w ater shu toff w idely in o il field ,35%of FOR p ro jects are adop ted p loym er and 60%of them is gel in Am erican .In ou r coun try it occup ies qu ite a few p ro 2po rti on in eigh t k inds of p lugging agen t .T he article w rites the actuality of p lym er gel p lugging agen t at hom e and ab road .T he classifying ,the m echan is m of vari ou s agen ts fo r w ater p lugging and p rofile con tro l ,their p resen t app licati on in o il field and the theo ries research are in troduced .It is helpfu l that the P I decisi on -m ak ing techno logy is u sed to gu ide p rofile con tro l .A t last ,it p resen ts the developm en t of it in the deep w ell and h igh -tem p eratu re conditi on .Key words :po lym er ,gel ,p lugging agen t ,p rofile con tro l and w ater shu toff ,decisi on -m ak ing techno logy58 2005年第10期 内蒙古石油化工11211 井斜的影响:井斜或直井段有“狗腿”,造成管杆偏磨。
有杆采油泵井管杆偏磨原因分析及防治措施
有杆采油泵井管杆偏磨原因分析及防治措施摘要：本文首先对采油泵井管杆发生偏磨问题的危害进行阐述，然后分析其发生偏磨的主要原因，最后提出相关解决措施，旨在为促进我国采油泵井设备的稳定运行提高参考。
关键词：有杆采油泵井；管杆偏磨；原因分析；措施研究1采油泵井管杆发生偏磨问题的危害在实际的油田生产过程中，极其容易发生采油泵井管杆偏磨问题。
当发生该问题时极容易形成管杆断裂、油管泄漏和脱杆现象等，对整体的油井采油过程造成负面影响，使得生产效率和经济效益降低，同时采油泵井管杆的维修过程，会增加整体采油经济成本投入，对技术人员的操作要求较高。
为了有效解决该问题，需要对发生偏磨问题的原因进行充分分析。
2发生偏磨问题的主要原因2.1套管、井眼发生变形受相关技术和设备影响，在实际的在采油泵井使用过程中，井眼的轨迹运行控制难度较大，极其容易产生偏移问题。
如果偏移问题未得到良好解决，会使得在后续相关操作中，采油油管和抽油杆发生变形，互相接触摩擦，从而产生偏磨问题。
比如在实际的采油过程中，抽油杆上下冲程过程中，与油管发生异常接触，从而使管杆发生偏磨。
2.2管杆工作负荷较大在实际的采油泵设备运转过程中，抽油杆与机械内部会产生自上而下的作用力。
当抽油杆向下运动时，作用力向上，从而形成惯性和外部摩擦阻力。
在设备运转中相应的摩擦阻力会随着运动不断提高，经过长期发展，采油泵抽油杆如果承受过多压力，会使油杆发生偏移，向油管内壁进行摩擦，从而发生偏磨问题。
2.3未设置合理的运行参数针对采油泵井管杆设备来说，在生产过程中，需要将参数设定在合理范围内。
一般将参数设置在能够提高产量的最大参数下，虽然这样的设置能够提高生产效益，扩大生产数量，但也存在一些问题，极其容易造成管杆偏磨。
在设备运行过程中冲程越高、冲次越多，整体的工作频率就会越快，相应的生产效能也会更加优异。
但是这样会对杆泵机械设备造成巨大的磨损，增加管杆运行压力，降低了采油泵管杆使用寿命。
抽油井杆管防偏磨原因分析及对策研究
抽油井杆管防偏磨原因分析及对策研究作为杆抽油体系中的关键设备，抽油杆是抽油泵和抽油机实施载荷承受与运动传递的根本构件。
在中国的油田开发中，还占有非常大的一部分是运用有杆泵机械采油，这部分井在采油经过中，广泛存在着杆管偏磨的问题，对这一问题需要使用科学的措施给予防治与治理，从而把油井的采油效率提高。
标签：抽油杆；油管；防偏磨；原因；对策0 引言随着油田持续深入开发，渐渐上升的综合含水，在长期的应用经过中，抽油杆与油管之间的磨损愈来愈严重，造成偏磨井的数量愈来愈多，而且分布相对多，这样要进行维修就相对困难，依据抽油机井管杆偏磨的资料，凭借抽油杆受力分析结果，对抽油机井发生管杆偏磨的机理进行全面地分析，提出真实有效的防治方法；井下设备减缓损坏，让检泵工作量与管杆更换成本降低了，把开发效益提高的意义重大。
1 抽油井管杆偏磨因素分析在有杆抽油体系中，在油管中抽油杆的运动和油管本身的运动状况特别繁杂，这种运动会引发抽油杆和油管内壁的猛烈摩擦，导致抽油杆本体和接箍磨穿，油管磨损裂缝，导致杆管报废。
随着这些年来油管泄油锚的运用，在高含水期，几乎是因为大泵与高参数的影响，导致了频繁躺井，缩短检泵周期，就算锚定泵上油管，但在关闭游动凡尔，打开固定凡尔时，油管向上运动出现螺旋弯曲，抽油杆下行时上行摩擦螺旋弯曲，也会引发抽油杆接箍和油管内壁的摩擦。
在锚定油管而且处于拉伸状态下，柱塞下行中抽油杆螺旋弯曲也会导致管杆偏磨，并且这种弯曲、偏磨一般出现在泵以上几百米的管柱区域内。
在抽油机井进行生产时，抽油杆的综合拉力或综合重力形成了一个水平分力。
在水平分力的功能下，油管与抽油杆接触，形成摩擦。
在弯曲度相对小的位置，油管内壁与抽油杆接箍形成摩擦，相对大的油管偏磨面积，磨损相对轻。
而弯曲度愈大的位置，不但油管内壁和抽油杆接箍形成摩擦，油管内壁和抽油杆杆体也出现摩擦，油管相对小的偏磨面积，对出现严重的磨损。
抽油管柱没有锚定的，在每个冲程中，油管要承受液柱压力功能在柱塞上的载荷，上冲程时，转换到抽油杆上的液柱载荷，突然消失的液柱载荷，当交变载荷超过必然的限度后，收缩油管并由于弯曲效应而弯曲，导致抽油杆上行偏磨。
有杆采油泵井管杆偏磨原因分析及防治措施
要 发生 在井管 位移 比较小 的作业 中 。 只有抽 油杆在 井筒的 中 间 位置， 才 能够 保证 管 与杆 之 间不会 发生 任 何的接 触 ， 有 效从 摩 擦 的 根源 避免 摩擦 。 然而 在油 田实际开 采 作业 中 ， 井下 作业 受 多种 因素影响 ， 使杆 受多方 面 “ 力” 的影 响 ， 例 如抽油杆 的 自重 、
杆 不会 发生任 何的 弯 曲。 但是 ， 当抽油杆 的轴 向压 力改 变时 ， 就 会导 致合 力的重 心发生 偏移 ， 以此导 致抽油 杆发生 弯曲磨损 。
力， 降低 管杆之 间的摩擦 。 其六， 提升 对油 井作 业的监 控 力度 ， 有效把 握抽 油管 的偏 磨 情况 ， 及时对抽 油管 的偏 磨现象进行 处理 。
其四， 对抽 油杆 的接 箍材 质与处 理工 艺进行 改进 ， 有 效提
升 抽油杆 的耐磨性 与抗 腐蚀性 。
其五， 在保 证油 井充 足地 层供液 的情 况下 ， 抽 油机 的生 产
参 数 尽可 能 选 用低 冲 次和 长 冲程 ， 有效 提 升抽 油 杆 的称 重 能
地 心保 持垂直 。 因此 ， 抽油杆 上方 的杆径 不会发生 弯 曲。 在抽 油 杆 “ 重 心” 位 置 以下 ， 杆柱受 自身 的重量 和轴 向压 力的影 响 ， 这 是 两个 方 向的 力所 产 生的 一个 合 力 ， 在二者 保持 平衡 时 ， 抽 油
心” 位置。 在抽 油杆 “ 重心 ” 位 置以上 ， 受设 备 向上 的拉 力作用 ， 这 是一 个 垂直 向上 的单 向力 ， 不受 外界 影 响 ， 力 的方 向始终 与
浅谈油井抽油杆偏磨分析及防偏磨配套技术应用
浅谈油井抽油杆偏磨分析及防偏磨配套技术应用发布时间：2021-03-16T11:37:45.250Z 来源：《中国科技信息》2021年2月作者：李伟赵法武赵海龙[导读] 随着油田开发进入高含水期，井内杆管之间相互摩擦润滑发生了相对变化，抽油杆在油管中的运动及油管自身的运动情况非常复杂，这种运动会引起抽油杆与油管内壁的剧烈摩擦，致使抽油杆接箍、台肩的磨损、磨穿，抽油杆本体断裂，油管磨损穿孔等各种偏磨。
针对抽油杆在使用过程中存在的问题，作业现场暴漏出来的弯曲、偏磨、疲劳断裂进行分析，有针对性方法，防止偏磨。
胜利油田分公司油气井下作业中心河口作业区李伟赵法武赵海龙摘要:随着油田开发进入高含水期，井内杆管之间相互摩擦润滑发生了相对变化，抽油杆在油管中的运动及油管自身的运动情况非常复杂，这种运动会引起抽油杆与油管内壁的剧烈摩擦，致使抽油杆接箍、台肩的磨损、磨穿，抽油杆本体断裂，油管磨损穿孔等各种偏磨。
针对抽油杆在使用过程中存在的问题，作业现场暴漏出来的弯曲、偏磨、疲劳断裂进行分析，有针对性方法，防止偏磨。
关键词：抽油杆偏磨分析防偏磨配套技术前言现有的常规钢抽油杆制造工艺简单，成本低，直径小，使用范围广，一般分为C级、D级、K级三个等级，一般经镦煅、整体热处理、外螺纹滚压加工，喷丸强化、油溶性涂料防护等工序，使其获得一定的抗疲劳和抗腐蚀疲劳的性能，目前作业井普遍使用的抽油杆主要使用φ19mm、φ22mm、φ25mm三种尺寸的D级钢抽油杆。
1、抽油井偏磨影响因素分析在有杆抽油系统中，抽油杆在油管中的运动及油管自身的运动情况非常复杂，这种运动会引起抽油杆与油管内壁的剧烈摩擦，致使抽油杆接箍、台肩的磨损、磨穿，抽油杆本体断裂，油管磨损穿孔等。
有杆泵井管杆偏磨的原因复杂多样，如：井斜结构、油井生产参数、油管抽油杆组合及管杆运动形态、产出液物性、含水、矿化度及杂质等因素，而且这些因素相互交错、相互作用，因此油井管杆偏磨是多种因素共同作用的结果。
浅析油井防偏磨技术的应用
浅析油井防偏磨技术的应用有杆抽油举升方式由于具有多种优点而广泛使用，它成本低廉、管理维修简便、适应范围广.。
但有杆抽油也有缺点，比如随着工作幅度的增大、泵挂的加深、油田含水的增高，有杆泵抽油的困难愈来愈大.。
此外侧钻井、定向井等大斜度井不断增加，更容易出现杆管偏磨问题.。
本文探讨了防偏磨技术，分析了防偏磨工艺的现场应用，最后总结了其效果.。
关键词：防偏磨；扶正器；加重杆；有杆泵采油；偏磨一、防偏磨技术研究目前防偏磨主要技术措施主要有：扶正器、加重杆、杆柱组合、内衬油管、旋转、柔性杆、无油管采油技术、井下油水分离油润滑防偏磨技术、防腐蚀、防结垢、防结蜡、防砂配套技术等.。
每种方法都各有千秋，为解决管、杆偏磨问题都起到了一定的积极作用.。
安徽油田为解决管杆偏磨问题也采取了很多办法，在实践中，积累了丰富的经验并取得了一定的成效.。
抽油杆柱防偏磨措施的主要目的是降低抽油杆柱与接触油管之间的摩擦力.。
从摩擦力公式可以看出：降低摩擦力的主要方法是降低正压力和摩擦系数.。
因此可这两方面着手.。
要降低正压力，应减少抽油杆柱与油管之间的点接触或减小面积接触，尽可能避免抽油杆柱的受压变形，可通过抽油杆加重来实现，在加重时，要确定的两个要素是：加重量和力的作用点，亦即计算中和点位置和选择合理的加重方式.。
（一）抽油杆加重方式的研究改进在有杆泵运行过程中，上行时抽油杆在液柱负荷、杆柱重量等作用下，承受拉力作用使整个杆柱呈伸直状态；下行时抽油杆受到浮力、液流阻力、柱塞和泵筒之间的摩擦力等多种因素影响，抽油杆柱常常会受到一个阻止柱塞向下运动的上顶力.。
由于这个上顶力的存在，使得柱塞以上的一段抽油杆发生螺旋弯曲、造成管杆偏磨.。
据最新大量的现场实际测量资料表明，该阻力大约在350-700公斤，左右，造成深井泵柱塞以上大约500米的抽油杆受压，容易使抽油杆磨损、断脱.。
为了解决这个问题，常常在柱塞以上采用直径40毫米的特殊抽油杆加重，该特殊抽油杆是空心杆灌铅或实心杆，由于直径粗、重量大，从某种程度上讲可以增加钢度、抵消柱塞的下行阻力，但中和点仍然存在，且随加重的重量增加，中和点逐渐上移，从理论上讲，无法彻底改善底部抽油杆柱的受力状况.。
浅谈抽油杆防偏磨技术的应用
浅谈抽油杆防偏磨技术的应用摘要：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。
一种新型的抽油杆防腐防偏磨方法实验研究
CO2+H2O->-Ht+HCO3_ Fe+HjSfFeS J +H21 CO?含量越高，使得产出液中含有的H*越多，pH值越低，产 出液的酸性越大，腐蚀性越强。在抽油杆与油管偏磨的过程 中，发生偏磨的表面会产生一定的热能，使杆、管表面的铁分 子活化，同时由于产出液所具有的强腐蚀性，会使偏磨处优先 被腐蚀。抽油杆管的偏磨作用加上腐蚀作用，进一步加大了偏 磨对于抽油杆管的影响。油井产出液对抽油杆管造成的偏磨、 腐蚀问题，对油井的稳产高效运行带来巨大危害。调研发现， 磨损主要发生在抽油杆接箍处，在偏磨严重的油井中，抽油杆 的接箍部分几乎全部存在偏磨现象，而本体发生严重偏磨现象 的仅占24%,存在接箍磨损现象且磨损较为严重的杆段所对应的 油管的磨损也较为严重3」。随着油田生产开发时间的延长、油 井产出液含水率的上升以及斜向钻井数量的增多 ，抽油杆与油 管之间的摩擦与磨损已成为困扰油田生产的热点问题。为了解 决抽油杆与油管的腐蚀偏磨问题，常用的解决方法有：①旋 转井口装置法，此法存在转动扭矩过大、现场实施难度大、实 施到位率较低等问题，效果较差。②应用加重杆和油管锚定装 置法，此法会加大抽油机工作负荷、造成作业困难等问题。③ 使用抽油杆扶正器，此法会造成过流面积小，液流阻力增大等 问题。 考虑到涂层法在防腐技术中施工便捷、适应性广等优势， 本文选用一种新的方法一涂层法来研究解决抽油杆管的防腐耐 磨问题，主要选择环氧树脂、聚氨酯、氟碳三种涂料进行对比 輕，从而优选出性能较好的涂料。
技术创新 35
—神新型的抽油秆B方腐防偏磨方法实验研究
◊中国石油大学胜利学院油气工程学院李宜昌张康瑞
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有杆泵防偏磨技术研究与应用
工作总量的55%以上。
3 有杆泵防偏磨技术
3.1 偏磨机理分析
3.1.1 井斜及全角变化率的影响
不同程度的井斜及全角变化率会使整个井身结构形成多个扭曲和拐点，油管受重力作用在套管内产生弯曲，在油井生产时抽油杆上下冲程运动过程中，油管和抽油杆在“贴合处”处接触，发生反复摩擦。
“贴合处”离井口越近，抽油杆柱对油管的重力垂向分力越大，磨损越严重。
3.1.2 原油的物性
原油的物性即润滑性，其取决于原油中所含水、氣和原油粘度等情况，原油中的水不是良好的润滑剂，通过长期观察发现，磨损通常会随着含水增高而加剧，当含水高于70%时，杆管偏磨率较高。
3.1.3 有杆泵井的工作制度
根据调研资料统计，泵径、沉没度、冲程、冲次均会对油井偏磨造成一定影响，泵径越大，沉没度越低，冲程、冲次越高油井偏磨就越严重。
3.1.4 材质及其他方法的影响
磨损与摩擦之间的材质有紧密联系，适当增加抽油杆接箍的强度，并使用与油管材质不互容的材料可以提高杆管的使用寿命。
3.2 防偏磨技术研究
3.2.1 固体涂层技术
固体涂层技术是采用镀、喷等方法将固体涂层附着在接箍表面形成固体涂层膜。
涂层膜的摩擦系数很小，在摩擦过程中，接箍表面的涂层膜会转移到相对摩擦作用面，形成转移涂层，使摩擦发生在转移涂层和涂层膜之间，起到减小摩擦，降低磨损的作用。
3.2.2 油井固体涂层原料的选择
选择以镍铬类合金粉末为主的原材料作为固体涂层材料，添加少量的铬、硼、硅与铁复配而成，该固体涂层剂具有物理化学性质稳定、易于成膜、使用寿命长等特点。
3.2.3 固体涂层剂成膜方式研究
根据涂层剂的物理化学性质，选择氧-乙炔焰喷焊工艺，喷焊成膜以后再进行磨削。
该种成膜技术所形成的固体涂层膜与基质的结合强度大，不宜剥落，且不受井液性质的影响。
3.2.4 扶正器结构设计
为提高扶正器可靠性，增加减磨效果，对扶正器结构进行了改良设计。
其结构如下图1所示，其结构圆润、稳定性高、减磨效果好等特点。
扶正器的三个工作面曲率接近圆弧，这样做的目的是为了在运行过程中增加与油管内壁的接触面积，起到了降低磨损的作用。
3.2.5 试验情况
为证明固体涂层扶正器的性能，进行了摩擦与磨损试验。
实验持续了40天，介质为水。
试验结果显示，通过40天数百万次以上的摩擦之后，固体涂层扶正器自身的磨损量和油管的磨损量均较小，说明该技术能够对杆管起到良好的保护作用。
4 现场实施及效果分析
2015-2016年共实施安装固体涂层防偏磨接箍7口井，合计接箍232个。
安装之后，明显降低了杆管偏磨程度，措施井平均检泵周期由54d延长至145d，延长了91d。
通过观察油井作业起出杆管磨损情况发现，安装固体涂层防偏磨接箍之后，杆管磨损的问题明显降低，
且防磨接箍本体未见明显磨损，说明该工具效果显著，且自身耐磨性能较为优秀。
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