抽油杆柱与油管偏磨机理及偏磨点位置预测.pdf

《抽油杆柱与油管偏磨机理及偏磨点位置预测.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、抽油杆柱与油管偏磨机理及偏磨点位置预测张凯(大庆油田有限责任公司第一采油厂第三油矿，黑龙江大庆163000)摘要：根据我国石油开采作业总结的经验，抽油杆柱在油田开发的后期磨损会越来越严重，油管偏磨的现象也会导致正常生产陷入困境。国内针对上述现象的研究很多，例如抽油杆组合、结构、材质等方面的影响，总体而言研究的范围较窄。针对以上问题，本文对抽油杆柱与油管偏磨机理进行了分析，综合杆柱的多重受力情况，在分析磨损机理的基础上寻求解决偏磨，基位置的方法。关键词：抽油杆柱；油管偏磨；偏磨机理；偏磨点预测抽油杆柱是油田采油作

2、业中需要人工吊举的重要部分，在抽油机和抽油泵中间曾在这载重负荷作用，具有很强的联动性，传递连接抽油杆系统的重要装备。一个油田作业中需要使用很多抽油杆，利用卡箍彼此连接，形成上下活动的整体，在往复运动中实现抽取地下石油的目的。在油田的勘测和开采初期，由于井液中的含水量较低，石油存储地层较浅，所以杆柱和油管的磨损并不明显。综合我国大部分油田的开采情况，经过长时间的采抽作业，油田已经进入了生命周期的后半部分，油井中含水量逐渐增加(一般在75％以上)，这就会造成杆柱和油管的润滑效果劣化。随着石油开采作业的迸一步深入，石

3、油在地层中的位置越来越深，开采也越来越困难。相应地，抽油井中的摩擦和损耗也越来越大，虽然抽油杆柱和抽油管之间的对冲运动并不剧烈，但不间断地接触和摩擦，依然会产生磨损现象。由于磨损现象多出现在单侧，因此也称之为偏磨。l抽油杆柱与油管偏磨原因分析造成抽油杆柱和油管偏磨的原因很多，以下从主要的原因展开分析。1．1油并自身的构造事实上，在我国很多油田开发早期，油井的开采设计结构都很简单，大多以直井为主要形式。但随着开采工作的进行，为了获取石油资源，开始出现斜度较大的井段，井下构造拐点增多，原有的直线构造被打破，甚至出现

4、螺旋形的井下构造。在这一前提下，油管的形状必须与井下构造一致，而抽油杆柱之间的连接是直线要求，这样一来两者之间的接触必然发生。具体来说，当井下有斜坡的情况下，油管就是弯曲的，抽油泵的安置位于斜面一下，这样抽油杆与油管的接触是不可避免的，即便是采取直井方式，也无法保证随着井深的增加，钻头与井口之间是同心圆，直井本身必然会形成向下扭曲的螺旋。1．2抽油杆柱变形抽油杆柱的材料在长期满负荷运行的状态下，容易产生金属疲劳，进而发生弯曲变形。抽油机运转的过程中抽油杆柱因为收缩性能变差，摇晃幅度加剧，就会与油管发生弹性收缩摩

5、擦。较为直观的现象是，在直井之中，抽油管的运动幅度要一般要大干抽油杆柱，当后者发生变形弯曲之后，两者在高速的震动下产生横向压力，造成偏磨。1．3油井结蜡油井结蜡是指石油中蕴含的固体和半固体成分，例如石蜡、沥青等物质，在从石油中析出之后粘连在油管外部，形成固体的混合物。一旦出现油井结蜡的现象，抽油杆柱就会被液体摩擦力的影响下，与抽油泵之间形成较大的阻力；同时，此时油管内径与抽油杆柱的外径比例减小，导致结蜡点的摩擦力大于其他部分，抽油杆柱由此发生弯曲，产生偏磨现象。1．4其他原因除了以上三种分析的原因之外，造成抽油

6、杆柱与油管偏磨的因素还包括油井参数设置、采出液影响等。其中，采出液影响是指所采石油物质中的含水率，这是在油田开采后期无法回避的一种偏磨问题。客观上说，油田开采后期的含水量增加是必然的，产出液中的水分含量越多，就会造成井液密度增大，从而增加了抽油杆柱的浮力；浮力的增加必然导致临界压力的降低，抽油杆柱发生扭曲变形就是无法避免的。2抽油杆柱与油管偏磨机理分析在分析过发生偏磨的原因之后，针对偏磨的机理进行分析。2．1机械磨损。油井的构造并不能完全满足直井条件，出现斜度、螺旋、扭曲是很正常的情况，但这些情况就容易造成抽油

7、杆在轴向载荷作用下的变形，由此一来，抽油杆柱连接的部分(卡箍、油管)自然发生扭曲，并在不断上下运动的抽取行为中产生磨损。2．2介质磨损。抽油泵将井液送入抽油管，液体中含有大量的复杂成分，也包括一些固体颗粒碎屑，这些碎屑导致抽油杆柱和油管中间连接突出的部分，发生碰撞和摩擦，进而磨损。需要注意的是，这种磨损是从内部开始的。2．3化学磨损。化学腐蚀是无法避免的。因为原油本身就含有大量腐蚀性成分，如硫化物氇日菌成分等，当腐蚀性发展到一定程度，就会产生磨损。3偏磨点位置预测实现方法偏摸点位置的预测可以借鉴一定的计算手段，

8、通常在油田的开采后期，井下的剖面相对稳定，由此形成的剖面图可以作为分析偏磨点的主要一句。例如，根据抽油杆柱的受力情况进行分析，所包含的设计因素主要有井眼曲度、挠率、螺旋曲度、弯曲应力等。多方面的数据结合在一起，可以判断出抽油杆柱与抽油管之间的数据异常情况，例如曲度增大必然导致抽油管的弯曲应力提升。在现实的采油作业中，油管自身的材质保障了一些刚度，由此配合套筒的作用，可以做出一定的拉直反