铁边城区块抽油杆断脱机理分析以及预防措施

2022-11-13

一、铁边城区块抽油杆断脱情况

目前铁边城作业区共有油井五百余口, 其中定向井占总井数的94.4%;通过对作业区所有的油井维护性作业进行了统计分析, 发现抽油杆 (光杆) 共断脱井次占维护性作业的25%。断脱类型主要包括:油杆脱、油杆断、拉杆断、光杆断、光杆脱。其中油杆脱与油杆断分别占总井次的25.0%和28.6%。油杆上部断占油杆断总井次的57%, 油杆下部脱扣占抽油杆脱总井次的62%。

二、抽油杆断脱的原因分析

目前我们使用的抽油杆是宁夏长庆抽油杆制造有限责任公司生产的, 其抽油杆的强度级别为D级, 直径为Φ22mm和Φ19mm, 采用的光杆是Φ25mm的KD级标准光杆。使用的D级抽油杆的各种参数见下表1。

不同直径的抽油杆在空气中和混合液体中的线重分别见表2, 铁边城区块的平均含水在30%左右, 按30%计算, 铁边城区块的油井的混合液体平均相对密度计算出为0.89。不同泵径的活塞以上液体重量见表3。

三、预防抽油杆断脱的建议

1. 杆柱组合设计方面

目前抽油杆断脱的主要是2006年老井, 而在2007年以后投产的油井, 目前基本还没有出现断脱的现象。针对老井:检泵一口, 优化杆柱设计一口;对于新井:根据每口井的不同下泵深度、泵径、井斜数据, 进行优化设计, 使抽油杆强度满足前提下, 抽油杆的组合最合理。

2. 抽油杆的底部加一定比例的加重杆

新投油井在设计时候在抽油杆的底部加一定比例的加重杆, 一方面可增加杆柱自重消除或降低抽油杆中和点, 另一方面增加底部的抗弯曲性能, 减少抽油杆的弯曲而产生偏磨导致抽油杆断, 或者产生倒扣扭矩导致抽油杆脱。目前这批油井没有脱扣的现象, 建议继续推广使用。

3. 使用防磨抽油杆和旋转尼龙扶正器

目前在定向井中的下泵投产时, 在造斜点以下下防磨抽油杆, 防磨杆是将尼龙扶正体紧紧注塑到抽油杆体上, 可防止杆体及接箍的偏磨。除了使用防磨抽油杆外, 在造斜点处, 最大井斜处, 最大方位角处, 最大狗腿度处均安装旋转式尼龙扶正器, 旋转尼龙扶正器具有滑动和转动双重扶正功能, 避免了单向偏磨, 延缓了磨损速度。

4. 采用小泵径、长冲程、低冲次的工作参数

当冲次降低时, 抽油杆的动载荷将大大减小, 也就降低了抽油杆受非对称应力循环次数, 减缓了抽油杆的疲劳失效;有关文献资料证明采用大泵径的油井抽油杆断脱的比例大于采用小泵径的油井, 目前铁边城区块的平均抽汲参数为:冲程*冲次*泵径=2.5m*5m*32mm, 建议不要使用大于5次的抽汲参数。

5. 安装抽油杆防脱器

针对目前抽油杆上部脱的现象, 建议在光杆与抽油杆连接处安装一个防脱器;而对于下部脱的问题, 建议活塞以上50m处安装一个防脱器来防止抽油杆的脱扣, 目前08年新投的这批井没有出现脱扣的现象, 建议继续推广应用。

6. 加强新井投产、检泵作业的监督力度

在新井投产和检泵作业中, 监督施工按要求操作, 对于一些违章的操作, 要坚决制止, 防止对杆柱造成伤害, 在抽油杆的运输和在场地的排放时要严格要求, 防止造成对抽油杆的损伤。

结论和认识

本文通过对铁边城区块抽油杆断脱的资料的统计, 对可能引起断脱的原因进行了分析并提出了相应的建议, 可以得出以下几点认识:

1.本文对目前我们使用的抽油杆行了强度校核, 并对抽油杆组合地合理性进行了验证, 发现抽油杆的强度是完全可以满足要求的, 目前抽油杆组合的强度富余量很大。

2.目前, 铁边城区块引起抽油杆断脱的主要原因是偏磨和抽油杆下部弯曲, 目前采取防磨扶正和加重防脱措施收到了明显的效果。

3.随着油田的开发, 抽油杆疲劳, 腐蚀等多方面的因素都会导致抽油杆失效, 所以防止抽油杆的断脱, 是一项长期复杂的工作。

摘要：目前我们油田的开发全部采用机采方式, 所以在油田开发的过程中, 抽油杆柱的断脱是影响油田正常生产的主要因素之一。本文就结合铁边城区块抽油杆柱断脱情况的统计, 对引起抽油杆断脱的类型和主要原因进行了分析, 校核了使用抽油杆强度, 验证了目前抽油杆组合的合理性, 提出了相应的防治抽油杆断脱的措施和建议。