時間:2012年12月25日 分類:推薦論文 次數:
【摘要】油管抽油桿偏磨問題是許多油田開發面臨的一個生產難題,本文從多個方面對造成偏磨的原因進行了分析,并結合實踐經驗介紹了一些治理偏磨的措施,以期為管桿偏磨治理工作起到一定的指導借鑒作用。
【關鍵詞】油管 抽油桿 偏磨 原因分析 治理對策
Abstract: Tubing sucker rod eccentric wear the problem is many oil field development faces a production problem, this paper from several aspects to cause the cause of the eccentric wear are analyzed, and combined with practical experience introduced some biased wear management measures to stem the eccentric wear treatment work have certain reference guide.
Key Words: tubing sucker rod eccentric wear cause analysis management countermeasures
中圖分類號: U464.136+.5 文獻標識碼:A 文章編號:
在有桿機械采油過程中,經常會發生抽油桿與油管的相互接觸磨損,造成桿斷、桿脫、管漏等事故,縮短油井免修期,影響油井正常生產,增大作業及材料成本投入。
油管抽油桿偏磨問題是目前許多油田生產中存在的較為棘手的問題,偏磨容易造成抽油桿斷脫,油管漏失,使抽油泵泵效降低,油井免修期縮短,增加作業工作量,嚴重制約油田的生產。為了解決這一棘手問題,我們根據作業解剖情況結合油井的階段生產情況對油管抽油桿偏磨問題進行分析和研究,并經過大量的實踐,摸索出一些治理偏磨問題的對策。
1 油管抽油桿偏磨的原因
導致油管抽油桿偏磨的原因比較復雜,涉及到油管、抽油桿、泵筒、井身結構、油井的供液狀況、生產參數、工況、產出液性質、管桿材質等多個問題。石油開發中心該類井平均泵徑80.8mm,平均泵深737.2m,平均液量102.8t/d,平均動液面659.5m,平均沖次7.6次(高于區塊平均沖次6.8次),平均沉沒度100.3m,平均檢泵周期226d,平均礦化度9905mg/l。
從以上的數據來看,大泵高參數就成了躺井的主要原因,油井兩次躺井相隔時間短,調參之后沉沒度下降了284m,另外該井的礦化度很高,因此在這類井的共性就是大泵-高參數-液量高-井下工具疲勞(礦化度高腐蝕加重)-躺井。近年來,斜井、側鉆井、水平井數量大增。在此類井中,管、桿的對中更為困難,管桿偏磨更為嚴重。目前,油田普遍使用的是CYB250井口裝置,所使用的大四通是自噴井250型采油樹下部的大四通,雖然安裝簡便,但不能解決抽油桿與油管對中問題,一旦抽油機底座固定,調中就很困難,偏心、光桿與防噴盒不對中現象的存在,加劇了管桿偏磨。在此分以下幾個方面來進行分析:
1.1 抽油桿在工作過程中交變載荷的影響。抽油桿在生產過程中承受的是不斷變化的交變載荷,上沖程主要受抽油機的拉力、活塞以上液體的重力、活塞與泵筒的摩擦力等作用,迫使抽油桿伸長,而油管則是受到軸向的壓力作用,迫使其彎曲變形;下沖程時抽油桿受重力、液體進入泵筒的阻力和液體的浮力、活塞與泵筒的摩擦力等作用,抽油桿受到軸向力壓力作用,迫使抽油桿要發生彎曲變形,而油管則是受到軸向的拉力作用,這種變形是在抽油桿往復運動中不斷變化的,受壓變形的抽油桿與油管內部接觸,便產生摩擦,每次磨損的位置是相對固定的,長此以往就會造成油管抽油桿的偏磨,這是偏磨的主要原因之一。
1.2井身結構的影響。多數井井筒是垂直地面的,但是隨著鉆井技術的發展,斜井水平井、側鉆井等不斷增多,井斜也是導致油管抽油桿偏磨的重要原因。井斜角越大發生偏磨的可能性就越大,即便是直井,其井身軌跡也不是鉛直的,下入井內的油管、抽油桿受到井筒軌跡的影響,發生彎曲,就會產生偏磨現象的發生。由于大部分油井的井身軌跡都不是鉛垂的,所以由井斜原因造成的偏磨問題也是很普遍的。
1.3 油管抽油桿彎曲變形。油管抽油桿在生產過程中由于受力不均等多種原因,使得油管抽油桿發生塑性變形,變形后的油管抽油桿由于運行軌跡不重合,進而產生摩擦,造成油管抽油桿的磨損。
1.4 套管變形的影響。由于多年來受地質因素等多方面的影響,許多油井套管變形嚴重,而且變形的位置不止一個,使得井筒內的油管抽油桿運行軌跡被迫發生變化,進而造成油管抽油桿偏磨。
2 油管抽油桿偏磨的危害
2.1 造成抽油桿斷脫。油管抽油桿偏磨是材料強度大的把強度低的磨損,由于不同廠家生產的油管抽油桿的材料組成有差異,所以其強度也不相同,油管抽油桿磨損的狀況也各不相同,由于抽油桿接箍外徑較大,所以抽油桿偏磨最常見的是抽油桿接箍偏磨,偏磨到一定程度才會出現抽油桿本體偏磨,當接箍越磨越薄甚至絲扣磨損時就會出現脫扣現象。而抽油桿本體磨損后抗拉強度逐漸變低,出現桿斷的幾率逐漸增加,達到一定的程度就會產生斷脫。
2.2造成油管漏失。抽油桿偏磨的同時油管也受到磨損,在抽油桿偏磨的井上油管大多也都存在偏磨問題,作業時起出的油管可以看出有一道深的凹槽,嚴重者油管會磨穿,造成油管漏失,甚至是一條大的裂縫,嚴重影響油井的正常生產。
2.3 造成油井免修期縮短,造成油井躺井。油管抽油桿磨損后,抽油桿斷脫、油管漏失的幾率就會增加,造成油井躺井,使油井的免修期大大縮短。部分油田由于油管抽油桿偏磨造成的躺井,占到躺井比例的70%以上,可見偏磨的危害有多大。
3 治理偏磨的措施
近年來,隨著高含水期的開發,大泵高參數生產,管桿偏磨越來越嚴重,采油廠越來越重視管桿偏磨問題,為預防治理工作投入了大量的人力、物力開展管桿防偏磨工藝技術、方法的研究與應用,并取得了顯著的效果。
3.1 下入多種類型的抽油桿扶正器。抽油桿扶正器是治理偏磨的一種簡單有效的措施,常用的扶正器有尼龍扶正器、滾輪扶正器、滾珠扶正器、塑料扶正器等,效果比較穩定的尼龍扶正器,成本低,效果好,不易造成事故,但其耐磨性能稍差。
3.2 調整抽油井生產參數。抽油井生產參數的高低對偏磨有很大影響,參數越高偏磨越嚴重,所以在油井生產過程中要不斷監測動態資料,使油井在合理的生產參數下生產,盡量采取大泵徑大沖程小沖次生產,參數能下調的盡量下調,最大限度的減少躺井。
3.3 安裝油管旋轉裝置。該裝置原理類似于抽油桿旋轉減載裝置,只是轉動的部分是油管,它的使用對延長油井的免修期也起到了很大作用。
3.4 采用連續抽油桿替代常規抽油桿。連續抽油桿是沒有接箍整個抽油桿柱是一根連續的抽油桿桿,它的柔韌性好,耐磨性能好,我們對2口偏磨嚴重的油井使用了連續抽油桿,檢泵周期平均延長了90天收到了良好的效果。石油開發中心勝海管理區的井幾乎都是斜井和水平井,位移較大,該區除部分井采用電泵外,多數采用的是連續桿生產,偏磨問題很少看到,可以看出連續桿是治理偏磨的比較有效的措施。
4 結束語
油管抽油桿偏磨問題是一個系統性問題,偏磨的原因可能是多重的,也可能是單一的,治理偏磨時要認真分析造成偏磨的具體原因,根據原因采取針對性措施,才能達到預期的效果。
【參考文獻】
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