抽油杆在侧钻井偏磨原理研究和技术应用

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1、抽油杆在侧钻井偏磨原理研究和技术应用　　摘要：本文探讨了侧钻水平井造成偏磨的原因，提出了改善杆、管磨损的常用方法，对抽油杆柱综合防偏磨技术系统组成及技术原理进行了论述。关键词：抽油杆侧钻井偏磨原理应用随着钻井技术的发展水平井、侧钻水平井、大斜度定向井、在辽河油田逐年增多，这些油井由于井身结构原因造成采油过程中抽油杆管偏磨的问题日渐突出，有些油井甚至被迫关井停产，由于抽油机井杆、管偏磨问题造成修井作业的油井不在少数，且呈逐年严重的趋势。而以往的措施，主要是安装各种抽油杆扶正器，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，采取的措施有效率偏低，因

2、此搞清楚抽油机井杆、管偏磨机理是有效预防和治理杆、管偏磨的关键。1造成偏磨的原因（1）对于水平井、侧钻水平井、大斜度定向井抽油杆在上、下冲程往复运动时与油管接触而产生磨损，尤其是全角变化率大的地方现场磨损严重，这种磨损不仅伤害抽油杆接箍，同时也损坏油管。这样生产一段时间后，严重的会造成杆脱、管漏等事故。（2）5另外，在抽油过程中，抽油杆和油管不断承受着交变载荷，上冲程时抽油杆被拉直，而中性点以下部分的油管发生弯曲；下冲程时油管受力被拉直而中性点以下部分的抽油杆发生弯曲，从而导致杆、管磨损甚至失效。（3）封隔器坐封造成油管弯曲，导致管杆偏磨；（4）产出液中含有聚合物改变了杆柱的受力状

3、态，导致管杆偏磨；（5）抽油系统在工作中，由于杆管在径向上基本不发生转动，抽油杆有规律地重复运动，造成管杆总是在同一方向、同一部位上发生摩擦，很容易造成摩擦部位的管杆失效；（6）产出液对杆管的腐蚀加快了偏磨速度。2改善杆、管磨损的常用方法（1）改变抽油杆接箍材质（抽油杆防偏磨器、抗磨接箍）；（2）旋转抽油杆、油管，分散受磨面，延长其损坏周期（抽油杆旋转器、油管旋转装置）；（3）采取措施消除油管和抽油杆弯曲（在油管上增加尾管数量，在抽油杆上采用加重杆）；（4）将油管和抽油杆隔离（抗弯防磨副）；（5）使用防腐剂。3抽油杆柱综合防偏磨技术系统组成及技术原理3.1抽油机井抽油杆柱综合防偏磨

4、技术系统组成5如图1所示。系统主要由抽油杆或抽油光杆（1）、抽油杆防脱器（2）、抽油杆接箍或防偏磨器（3）、油管（4）、抽油杆抗弯防磨副（5）、抽油杆旋转器（6）、抽油泵柱塞（7）、游动凡尔（8）、抽油泵泵筒（9）、固定凡尔（10）、套管（11）、油层（12）组成的油井抽油杆柱综合防偏磨抽油系统。在抽油过程中抽油杆防脱器与抽油杆旋转器配合使用可实现抽油杆柱旋转，加之在杆柱上安装使用抽油杆防偏磨器、抗弯防磨副、抗磨接箍等工具组成油井综合防偏磨技术。该技术中所使用的井下工具安装简单，无须改变地面和井下设备，原理可靠，理论依据充分，适用于有一个或多个狗腿抽油机井的采油。井下抽油杆旋转器是

5、一种多功能的井下工具，不但能使抽油杆柱旋转，而且能起到抽油杆井下减震器的作用，具有超冲程效果，提高抽油机井泵效，延长检泵周期。3.2抽油机井抽油杆柱综合防偏磨技术工作原理5地面抽油机提供给抽油系统上、下冲程往复运动。在上冲程时，抽油光杆（1）向上运动，游动凡尔（7）关闭，固定凡尔（9）打开，液柱重量作用在抽油泵柱塞（6）上，在液柱重力作用下抽油杆旋转器（5）的两端受到拉力而产生上、下两联接件相对拉长的运动；在下冲程时，抽油光杆（1）向下运动，游动凡尔（7）打开，固定凡尔（9）关闭，作用在抽油泵柱塞（6）上液柱重量消失，抽油泵柱塞（6）向下运动时受到阻力，抽油杆柱重力向下压，使得抽油

6、杆旋转器（5）的两端受到压力而产生上、下两联接件相对缩短的运动，其中一端作成拨叉的零件在另一作成轨道零件中运动，由于轨道的限制，其拨叉在轴向运动的同时绕轴旋转一个角度，这一旋转力矩一方面带动抽油泵柱塞顺时针旋转，同时带动可绕轴旋转的抽油杆防脱器（2）与抽油杆旋转器（5）之间的抽油杆柱逆时针旋转。这样，在抽油机上、下冲程往复运动过程中，抽油杆防脱器（2）与抽油杆旋转器（5）之间的抽油杆柱便产生间歇式地旋转。在抽油杆柱上下往复运动中，分布在杆柱中的抽油杆防偏磨器（3）的滚轮多个与油管内壁接触形成滚动摩擦，有效地避免抽油杆接箍磨损，保护油管；并在抽油杆柱易弯曲失稳处和油井“狗腿”处安装抽

7、油杆防弯抗磨副（5），来避免抽油杆由于弯曲失稳所造成的磨损等伤害。3.3抽油杆旋转器利用抽油杆防脱器、旋转器在抽油杆柱上、下往复运动带动下使得抽油杆柱旋转，就能够提高抽油杆使用寿命，并具有防止抽油杆脱扣的功能（该方法已申报中国发明专利）。常规的抽油杆接箍长时间地在油管内壁的固定地点往复运动，使油管被磨成沟槽、抽油杆接箍偏磨而造成管漏和杆脱。①它是的一项具有创新性的采油技术成果；②利用防脱器和井下抽油杆旋转器的组合使抽油杆柱旋转，有效地解决了抽油杆偏磨问题；5③结构简单