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1、 . 摘 要 本文从欢喜岭油田生产实际出发,较全面地分析了欢喜岭油田开发中后期后,出现杆、管严重偏磨的特点、偏磨原因与防偏磨对策; 在对抽油机井井下杆管受力分析的基础上，结合欢喜岭油田抽油机井杆管偏磨的分布规律，从抽油机井泵径、含水率、沉没度以与抽汲参数对杆管偏磨的影响分析入手，得出了抽油机井的偏磨机理。一些区块油层压力下降导致油井供液能力下降，使泵挂不断加深，高含水、低沉没度状态下运行的抽油杆柱会发生“液击”现象，加大振动载荷，使抽油杆柱更易发生偏磨；一些注水较好区块油井采用大泵提液，油井采用较大的抽汲参数也会使抽油杆柱的受力朝着容易发生偏磨的情况发展；含水的不断上升也使井下杆管工作状况逐年
2、变差；随着油田的开发，偏磨程度在不断加重，偏磨井数也在不断上升，有效控制和预防油井的偏磨已经成为控制油田生产成本、实现降本增效的有效途径。抽油机井的防偏磨措施主要是采取扶正器、注塑杆等措施对抽油杆柱进行约束，应用耐磨材料改善抽油杆接箍和油管的耐磨性，或者优化油井工况改善抽油杆柱的受力等手段，实现对抽油机井偏磨的防治。关键词：欢喜岭油田；偏磨机理；防偏磨措施Abstract This paper focuses on the real production in Huanxiling oilfield ,analyzing the appearance of rods and tubes ,se
3、rious side grinding characteristics,partial wear causes and countermeasures against side wear.Based on the stress analysis of the rods and pipes of the underground pumping wells,Combined Huanxiling oilfield pumping wells rods partial abrasion distribution, beginning with the influence of pumping wel
4、ls pump diameter,moisture content,submergence depth and swabbing parameters,and finally we get the Pumping wells partial grinding mechanism.The decrease of reservoir pressure of some block leads to the decrease of capacity for the liquid, which makes the pump link deeper, high water, the sucker rod
5、running under the low submergence will cause the phenomenon of Liquid strike and increase the vibration load ,which makes the sucker rods appear eccentric wear more easily.Some blocks of oilfields that have a better water injection use a large pump to extract liquid, and force on the rod string deve
6、lops toward the situation of easy to appear eccentricwear when large swabbing parameter are applied in some oilfields.Rising water has also made underground working conditions worse year by year.With the development of oilfields, the extent of eccentricwear is more and more serious and also, the qua
7、lity of wear well rises constantly, so control and prevention of partial abrasion effectively has become a effective way to control the cost in oilfields and realize to reduce costs and to increase efficiency.Pumping measures of preventing side wear mainly depend on constraints of sucker rod and app
8、lying cold resistant materials to improve wear resistance of tubing and sucker rod couplings,and also optimize oil well working condition to improve the force on the sucker rod string and other ways in order to realize prevention of side attrition of pumping.Key words: Huanxiling oilfields;partial a
9、brasion mechanism;measures for preventing side wear / 目 录前言1第1章 杆管偏磨现状21.1 欢喜岭油田抽油机井偏磨情况21.2 抽油机井杆管偏磨危害2第 2 章 抽油机井杆管偏磨的力学分析42.1 油井杆管偏磨的力学模型42.2 抽油杆柱的轴向力分布的计算52.3 集中轴向压力的计算62.4 临界载荷的计算与杆柱偏磨的判定条件92.5 中和点位置的确定10第 3 章 杆管偏磨原因分析123.1 井斜对杆管偏磨的影响123.2 失稳弯曲对油井杆管偏磨的影响133.3 井液介质对油井杆管偏磨的影响143.4 生产参数对油井杆管偏磨的影响16
10、第4章 欢喜岭采油厂抽油机井防偏磨措施研究194.1 耐磨衬油管防偏磨技术204.1.1 耐磨衬油管防偏磨的防偏磨机理204.1.2 耐磨衬油管防偏磨的试验情况204.1.3 耐磨衬油管在欢喜岭采油厂的使用情况204.1.4 耐磨衬油管防偏磨技术下步研究方向214.2 注塑杆防偏磨技术214.2.1 注塑杆防偏磨的防偏磨机理214.2.3 注塑杆防偏磨在欢喜岭采油厂的使用情况224.2.4 注塑杆防偏磨技术下步研究方向224.3.1 扶正器防偏磨的防偏磨机理234.3.2 关于扶正器的安装间距234.3.3 扶正器防偏磨技术的局限性244.4 双向保护接箍防偏磨技术244.4.1 双向保护接箍
11、技术的防偏磨机理244.4.2 双向保护接箍的现场试验情况244.4.3 双向保护接箍技术的技术不足254.4.4 应用实例254.5 插入式缓冲器防偏磨技术264.5.1 插入式缓冲器防偏磨的防偏磨机理264.5.2 插入式缓冲器防偏磨的试验情况264.5.3 插入式缓冲器偏磨技术下步研究方向264.6 其他防偏磨技术264.6.1 旋转防偏磨技术264.6.2 油井参数优化技术274.6.3 连续抽油杆技术274.6.4 润滑防偏磨技术28第5章 结 论29致 30参考文献31前言 欢喜岭油田稀油区块进入中后期开发以来，由于油层长期在无注水情况下低压开采。为确保油田稳产的需要,抽油井泵挂已
12、由开发初期的12001700m，加深至目前的22002600m，实现大机深抽生产，导致部分抽油井杆管偏磨现象日趋严重，管杆断、卡、脱、漏检泵井次大量增多。据资料统计,每年偏磨检泵井高达70余井次，维护工作量占稀油总检泵次数的26%，平均检泵周期为157d，比全厂稀油平均少241d，严重干扰了油井正常生产。杆管偏磨不仅造成维护工作量急剧增大，增加作业成本，而且降低了油井生产时率和原油产量，每年因管杆偏磨而造成的经济损失达380万元以上。为了提高稀油区块开发经济效益，2005年通过在欢喜岭油田大斜度井上，研究应用综合防偏磨技术，使困扰油井正常生产的杆磨脱、管磨漏、铁屑卡泵事故得到有效的解决。第1章
13、 杆管偏磨现状1.1 欢喜岭油田抽油机井偏磨情况 对近年来的检泵井进行分析统计，杆管偏磨主要体现在抽油杆体、接箍单侧、扶正器单侧、油管壁等,部分抽油杆有弯曲的现象，从而导致抽油杆断脱、油管磨漏、裂的问题出现。有杆抽油系统中，抽油杆、接箍、油管的磨损现象普遍存在。理论研究表明杆管磨损速度受井身结构、杆管组合、生产参数、原油物性等诸多因素的影响，是各种因素共同作用的结果。通过对2005年55口偏磨检泵井的作业和生产资料研究发现，欢喜岭油田稀油井杆柱偏磨具有以下特点：（1）井斜度大，套管井段存在拐点。（2）泵挂深度普遍较深随着泵挂深度的增加，偏磨井数与其在同类井中所占的比例度增加。（3）偏磨断脱点主
14、要集中在中下部、井斜角偏大的部位根据55口偏磨井检泵资料断脱统计，偏磨断脱点发生在杆柱中下部的比例为74%。1.2 抽油机井杆管偏磨危害 在影响抽油机井正常生产的诸多因素中，偏磨是重要因素之一。斜井偏磨主要危害具体表现在以下方面1 （1）影响油井正常生产,维护性作业井次居高不下。偏磨一般会造成杆断或管漏躺井。因偏磨造成的频繁躺井不仅增加作业劳务费用，而且也会因躺井作业量增加造成油井停产或减产，最终影响油田采油速度。 （2）杆管报废率提高,增加杆管费用。斜井偏磨另一个重要的危害是加快了杆管报废速度。在正常情况下,抽油杆的破坏形式是疲劳破坏，理论上认为抽油杆的破坏次数为107次，按抽油机平均冲次4
15、.0次/min计算，使用寿命在4.7年左右，但是在斜井中抽油杆受偏磨影响后,易发生应力集中造成杆断，大大降低了抗疲劳破坏的能力。一般偏磨严重井,新抽油杆或油管使用不到一年就会因偏磨而失效，且大多数管杆无法修复，只能报废。 （3）影响油井套管使用寿命。斜井中由于油管蠕动产生的油管与套管之间的偏磨会加快套管的破坏速度，套管承受来自地层的压力。当地层存在倾角时，还存在一定的剪切力。当受到磨损后，由于套管壁变薄，磨损处的抗压、抗剪切的能力下降，同时磨损后，由于防腐层的脱落且无法形成油性保护膜，套管的腐蚀速度随之加快。偏磨造成的套损尽管不是普遍现象，但一旦发生,造成的损失巨大，会造成油井报废，注采井组破坏。 可以看出，管杆偏磨普遍存在，而且危害性极大，已经成为制约油田开发中后期高效稳产的重要矛盾。所以分析偏磨形成的原因，研究偏磨的防治方法，就成为油田降低成本、提高产量的迫切任务。第2章 抽油机井杆管偏磨的力学分析随着油田进入高含水开发阶段，抽油机井偏磨问题日趋严重。由于油井含水的上升恶化了抽油杆以与油管
