抽油机井偏磨防治技术

王宁，许志东，姚东东

摘要：抽油机是原油开采工程中最常见的设备，抽油机长时间运行，就会受到各种因素的影响，如容易发生偏磨现象，直接给采油生产带来严重的经济损失。本文在国内外文献的研究基础上，结合抽油机的工作原理及现场环境，对抽油机的损坏及偏磨机理进行了深入的研究，并对抽油机的有效、安全运行提出了相关对策。

关键词：抽油机；偏磨；防治；措施；

前言

抽油机井生产过程中，由于井身结构限制、抽油杆柱和管柱失稳弯曲、产出液性质影响等因素，造成抽油杆和油管之间发生磨损现象，导致油井油管磨损漏失、抽油杆柱磨损断脱等问题，深层低渗透油田开采后期注水效果差，压力降低，泵挂深度加深，杆管偏磨问题更加突出，严重影响油井的正常生产。随着油田含水的逐渐上升，杆管偏磨造成抽油机井检泵作业井数的比例逐年增加。抽油机井采油系统中由于杆管偏磨造成的油井事故在各油田中广泛存在，随着下泵深度增加、产出液含水上升，偏磨问题呈上升的趋势，每年因此造成的经济损失巨大，因此，进行治理偏磨技术研究，提出治理抽油杆管偏磨的措施，分析治理措施实施效果，优选和保证治理措施适用条件，对提高抽油机井生产水平，减轻偏磨造成的影响，具有很重要的实际应用价值。

1抽油机偏磨的危害

抽油机作为采油系统的核心设备，其性能和状态直接关系到油井的生产效率和安全性。抽油机偏磨会对采油生产造成严重的危害

（1）生产效率下降：抽油机偏磨会导致抽油机的运行效率下降，减少了对油井的提液能力，使得采出的油量减少。这会直接影响到油田的产量，造成经济损失。

（2）能耗增加：抽油机偏磨会增加抽油机的摩擦阻力，使得抽油机的能耗增加。这不仅会增加电力消耗，还会增加机械部件的磨损速度，进一步加剧故障的发生频率，形成恶性循环。

（3）安全隐患增加：抽油机偏磨可能导致抽油杆断裂、脱落等故障，从而造成工作环境的不安全。抽油机偏磨可能导致抽油机的突发故障，从而导致生产中断。生产中断会影响到整个油田的生产计划，造成重大的经济损失。

（4）维修成本增加：抽油机偏磨需要及时进行维修和更换受损的部件，而这将增加维修的时间和费用。同时，如果故障没有得到及时解决，可能会导致更严重的损坏，增加修复的难度和成本。

（5）影响油井寿命：抽油机偏磨会加速油井的老化和磨损，缩短油井的使用寿命。这对于油田的长期可持续生产是不利的。

2抽油机偏磨原因分析

1. 1井身结构造成的偏磨

      在井斜、方位、狗腿度变化较大部位抽油杆柱在径向上产生分力，从而使抽油杆柱在运动过程中靠向油管，一旦管杆接触并有一定的径向压力，就会产生管杆偏磨。斜井由于井身结构的原因，使抽油杆发生弯曲，由于井斜角及方位角的变化，使得在抽吸过程中造成抽油杆与油管之问产生摩擦，其摩擦阻力大小在抽油杆柱不同位置处是发生变化的，特别是在增斜段、降斜段及方位角突变部位发生较大弯曲，在生产过程中易出现杆管之间的严重磨损造成躺井。

1. 2杆柱失稳造成中性点以下杆管偏磨

    中性点产生在下冲程运动中，中性点以上的抽油杆始终处于拉仲状态，不会弯曲变形发生偏磨。但中性点以下的抽油杆，由于该点以下杆柱的重力较小，不足于克服其它各种向上的阻力，由于杆柱的塑性较强，容易弯曲变形，这种现象称为“失稳”。由于失稳产生偏磨，以致底部抽油杆出现断脱的情况较多。中性点的位置主要与泵径、泵深、冲程、冲次及液体粘度有关。在实际生产中，应该尽量使中性点下移，减轻杆柱失稳造成的偏磨现象。

1. 3液击现象加剧了杆管偏磨

    若上冲程时井液不能充满泵筒，则当柱塞下行时，在柱塞接触液面时产生较高的瞬问阻力，大幅度增加了下部杆柱弯曲范围、程度，加剧了管杆磨损。冲击力的大小与活塞撞击液体前后的速度有关，与泵半径的平方成正比，故大泵提液井多存在此类偏磨。

1. 4综合含水的升高加剧偏磨

    随着综合含水的不断上升，油井腐蚀程度日趋严重。抽油杆与油管内壁相摩擦，产出液含水比较高，管杆表面失去了原油的保护作用，而产出水矿化度比较高，并含有CO2, H2S等腐蚀介质，水与金属接触后产生化学反应，使杆管表面粗糙度增加，造成更严重的磨损偏磨又促使表面氧化膜保护层或防腐层脱落，使偏磨处首先被腐蚀。同时，随着含水比例的增加，当含水超过80%以后，偏磨井的比例明显增高。

3 抽油机井防偏磨措施

3.1抽油杆扶正器

抽油杆扶正器与油管内壁相接触的表面应选用与油管材料摩擦系数小的材料，以防止悬点载荷增加，以及对油管造成磨损。对于部分井可采取全井扶正、统一杆径、减少杆柱组合的方法，能够有效克服因抽油杆两侧速度梯度不同而产生的法向力影响，增强抽油杆柱的抗失稳能力，具有防治偏磨和杆断的双重功效。

3.2 对抽油机运行参数进行优选

通过上文分析可以发现，抽油机的运行参数会对偏磨产生重大影响，所以工作人员可以从以下两方面入手，对参数进行调整。首先，如果油井供液不足，则可以从稳定液面入手，控制沉没度 ；其次，如果油井供液充分，则可以提高泵的充满系数，使得沉没度升高，防止发生偏磨现象。

3.3 使用具有调速功能的电机

当抽油机使用具有调速功能的电机时，在抽油杆下冲程的过程中，可以通过调速控制功能，使得抽油杆所受的驱动力和重力降低，进而使得抽油杆所受的摩擦力降低，这样不但可以使抽油机免受偏磨的影响，而且还具有节能的功效。

3.4定期更换抽油机的杆管

抽油机的杆管经过长时间的运行后，一定会出现老化现象，进而造成杆管的许用应力降低，杆管出现弯曲现象，造成抽油机偏磨。同时，杆管老化也会使其出现疲劳断裂风险，因此定期更换杆管能有效地防止抽油机出现偏磨现象。

3.5采取清防蜡措施

蜡沉积是原油开采过程中必然会出现的一项问题，这也是抽油机设备出现偏磨问题的主要因素，因此，油田单位需要采取一定的措施对油管进行清蜡处理，也需要采取一定的措施防止油管内产生蜡沉积问题。

3.6保证作业质量

作业监督是联系采油、作业、地质、工艺、地上、井下的重要环节，作业监控是否到位直接影响到作业质量。作业施工过程中应对施工进度、作业工序、作业质量，井下工具的使用与更换情况全面监督，并根据不同的井下起出情况，做出具有针对性的变更设计方案，采取不同的针对性措施，并对作业原因进行深入分析。

4 结束语

综上所述，抽油机偏心磨损现象不仅直接降低了抽油机的工作效率，而且给油田带来了极大的安全隐患。由此可见，必须有效解决抽油机偏心磨损问题。根据不同的诱发因素和油田的实际情况，必须有效地优化抽油机和电机的运行参与。同时，要对抽油杆进行维护，定期进行除蜡和防蜡措施，并设置防腐措施，以便从各个方面解决抽油机偏心磨损的问题。

参考文献

[1] 朱越.油机偏磨原因及治理措施[J].化学工程与装备.2022(04).137-138

[2] 杨泽鑫.抽油机偏磨原因分析及治理措施[J].化学工程与装备.2020(09).36-37