影響桿管偏磨的因素分析及治理措施

影響桿管偏磨的因素分析及治理措施

自油氣田進入高含水開發(fā)階段以來，油壓機井桿管的老化和研磨問題日益嚴(yán)重，油壓機井泵的檢泵率和運行恢復(fù)率仍然很高。這一現(xiàn)象不僅增加了井務(wù)的維護工作量和維修成本，而且直接影響了整個油田的開發(fā)效果。因此，有必要深入剖析檢泵井的構(gòu)成原因，通過制定防治措施，研究實用技術(shù)，大力推廣成熟技術(shù)，最終達到使油井檢泵率得到有效控制的目的。1影響檢泵率的主要原因分析2011年影響檢泵率的主要原因統(tǒng)計見表1。1.1管壓及壓力管漏失作業(yè)占檢泵井?dāng)?shù)的29.2%，是檢泵作業(yè)的主要因素。由于采油井深，平均泵掛在1450m左右，91根以下油管承受的壓力在9MPa以上，同時油管在生產(chǎn)過程中受交變載荷影響產(chǎn)生蠕動，絲扣部位易松動，產(chǎn)生薄弱點，在壓差大的情況下易刺漏損壞。1.2抽油桿與罪犯接觸輸液偏磨作業(yè)占檢泵井?dāng)?shù)的16.3%，供液不足是造成偏磨的主要原因，供液不足井產(chǎn)生偏磨占63.4%。沉沒度太低導(dǎo)致供液不足，充滿系數(shù)下降，則活塞下行時不能及時與抽油泵筒內(nèi)的液面接觸進行卸載，需要向下運行一段距離才能接觸液面。當(dāng)抽油桿和活塞向下運行一段距離接觸泵筒內(nèi)的液面時，整個抽油桿和活塞已獲得了一定的速度和動能，于是在活塞接觸抽油泵筒內(nèi)液面的瞬間會發(fā)生撞擊，對活塞產(chǎn)生一個向上的阻力，導(dǎo)致活塞下行受阻；而此時在慣性的作用下，整個抽油桿還要繼續(xù)下行，下行的抽油桿與活塞產(chǎn)生了不同步，導(dǎo)致抽油桿產(chǎn)生彎曲并與油管壁發(fā)生摩擦。每一個沖程產(chǎn)生一次彎曲，與油管壁發(fā)生一次摩擦，引起桿管偏磨，當(dāng)桿、管摩擦不斷地重復(fù)進行時就發(fā)生了抽油桿磨斷或油管磨漏現(xiàn)象。定向井也是造成偏磨的主要原因之一，定向井產(chǎn)生偏磨占27.7%。其中，60%由于扶正器串形成偏磨，40%由于加重桿加不了扶正器形成偏磨。1.3桿脫的原因分析桿脫作業(yè)占檢泵井?dāng)?shù)的10.3%，是檢泵作業(yè)的主要因素之一。統(tǒng)計64口桿脫作業(yè)井的功圖類型，52口井下供液不足，占81.3%，是桿脫的主要原因。桿柱下行時，由于泵內(nèi)液體不充滿，下行過程中活塞沖擊液面，造成活塞上部桿柱彎曲，長時間造成桿脫。其次由于抽油桿在井下服役時間長，檢泵周期達到1000天以上井43口，造成桿脫。1.4加強資料不夠及時控制，開展熱洗等泵漏失作業(yè)占檢泵井?dāng)?shù)的6.5%，是檢泵作業(yè)的因素之一。今后應(yīng)強化資料錄取管理，在泵漏失較輕時及時發(fā)現(xiàn)，并開展加密加藥、超導(dǎo)熱洗及高溫高壓熱洗等措施。泵漏失原因見表2。1.5薄弱點分析應(yīng)用2011年桿斷作業(yè)占檢泵井?dāng)?shù)的4.5%，通過對桿系統(tǒng)薄弱點分析，研究應(yīng)用了組合桿柱、H級抽油桿、加重桿、高強連桿、優(yōu)化扶正、閥罩改進等技術(shù)，桿系統(tǒng)強度提升30%以上。2降低井泵檢率的主要措施2.1系統(tǒng)薄弱點應(yīng)用技術(shù)針對桿斷脫問題，加強抽油桿現(xiàn)場報廢、更換管理，優(yōu)化扶正器安裝，強化低沉沒度井降參數(shù)管理。通過桿柱受力狀態(tài)研究，針對桿系統(tǒng)薄弱點應(yīng)用了組合桿柱、H級抽油桿、加重桿、高強連桿等技術(shù)，采用上部800m外加厚油管與下部普通油管的二級管柱組合，在保證桿柱強度的同時，降低桿柱載荷。采用?22mm、?19mm二級HY級抽油桿組合，下部使用100m加重桿，堅持“長沖程低沖速”的原則，合理優(yōu)化抽汲參數(shù)，降低載荷交變頻率。結(jié)合優(yōu)化扶正、閥罩改進技術(shù)，桿系統(tǒng)強度提升30%以上。2.2桿管錨定法油井管桿偏磨應(yīng)采取“防、治相結(jié)合”的措施，主要采取在桿管偏磨段的抽油桿上加扶正器、抽油桿下部加加重桿、油管錨定技術(shù)相結(jié)合的方法。通過扶正器與油管的接觸來避免桿管直接摩擦。對預(yù)測發(fā)生偏磨的高含水、低沉沒度、高抽汲參數(shù)三類井進行配套措施優(yōu)化設(shè)計，通過采取調(diào)小抽汲參數(shù)、優(yōu)化桿柱組合、合理配置扶正器等配套措施，減少因偏磨造成作業(yè)。2.3油管絲扣在線檢測對舊油管進行管體和絲扣的檢驗，檢驗合格的舊油管可以重新進行使用，檢驗不合格的舊油管進行報廢處理，有效避免不合格的舊油管下井造成油井檢泵周期短，增加作業(yè)成本。管體完好，絲扣損壞，需磨擦焊接修復(fù)后下井；在偏磨量界限以內(nèi)，做防腐處理下入水井；管體有問題，報廢；井下油管服役期超過5年或起下次數(shù)超過5次井，及時進行全井管更換檢測；應(yīng)用油管絲扣在線檢測技術(shù)，針對性指導(dǎo)油管更換，優(yōu)選了TOP-215油管密封脂，入井管柱密封性提高60%以上。油管檢測過程見圖1。2.4壓裂后井筒內(nèi)殘砂、微膠囊的地層該裝置能有效防止間抽井在停抽時井筒內(nèi)采出液雜質(zhì)回落沉積于泵筒造成的泵卡、桿卡，部分緩解油井結(jié)蠟、結(jié)垢。對于壓裂后井筒內(nèi)殘砂、泥漿含量高的油井，雜質(zhì)收集效果明顯，裝置可長期在井下隨抽油桿舉升自動張合，隨時防止泵卡、解除油井堵塞。針對大泵徑井（?56mm、?44mm），泵單位時間內(nèi)經(jīng)過流體多、雜質(zhì)多，盡可能下入保護器，延長高產(chǎn)井檢泵周期，針對泵徑為?28mm易卡泵的機采井應(yīng)用效果明顯，見表3。3管桿錨固井優(yōu)化管井結(jié)構(gòu)，提高油管內(nèi)1）管漏、偏磨、桿脫是影響油井檢泵率的主要因素。2）針對不同油井進行入井管桿的優(yōu)化，避免管桿