油管杆损伤原因及防治措施探讨

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油管杆损伤原因及防治措施探讨
作者：刘星　刘宏涛　段鹏辉　李存耀

　　摘 要：油管杆故障是造成油水井不能正常生产的主要原因之一。有效预防油管杆损伤，延长其有效使用寿命是提高油水井免修期的重要手段。通过对常见几种油管杆损伤原因的归纳、分析，提出了相应的预防对策，旨在对油田生产管理起到一定的借鉴作用。? 
　　关键词：油管杆；损伤；防治；措施 ? 
　　1 油管杆损伤种类? 
　　 
　　1.1 地面损伤类型? 
　　（1）斜扣硬上致使油管丝扣损伤;（2）由于击打、碰撞、咬伤使油管损伤;（3）油管断裂损伤;（4）滑道滑滑油管;（5）火烧油管。? 
　　1.2 井下损伤类型? 
　　（1）结垢腐蚀引起油管杆损伤；? 
　　（2）偏磨致使油管杆损伤:①油井生产过程本身引起偏磨;②油管的陡弯引起的管杆磨损。? 
　　(3)磁化使油管杆无法正常使用? 
　　1.3 油管损伤的其他原因? 
　　 
　　2 预防措施? 
　　 
　　2.1 地面损伤预防? 
　　（1）立放井架、井口操作、排列油管、使用工具等按规程规定进行， 确保滑车与井口中心线在一条直线上，杜绝因斜扣硬上、打砸撞击、液压钳咬伤、压吊拉弯等人为因素造成油管损伤。 ? 
　　（2）经常检查液压钳，更换钳牙，防止油管剥皮、打滑；起、下钻分别调整液压系统压力，油管上紧扭矩控制在１４２３-１７００Ｎ.ｍ。要求下钻时液压钳系统压力应小于起钻压力。? 
　　（3）下钻时应提前清理油管杆卫生，待管杆冷却后再行下钻，以防热下粘扣。? 
　　（4）滑道滑油管时，必须使用油管滑车，且用麻绳拉住油管送至井口，以避免油管碰撞井口，严禁在滑道上直接滑油管。? 
　　 
　　2.2 井下损伤防治? 
　　2.2.1 严格控制注水井注入水水质，减缓注入水对管柱腐蚀? 
　　从理论上讲，注水的最佳 pH值应为 7。一般情况下，当 pH 值在 4 -10时，腐蚀过程主要受氧扩散过程控制，腐蚀速率不受PH值影响。在PH值不大于4 的酸性范围内，碳钢表面的氧化物覆盖膜将完全溶解，致使钢铁表面和酸性介质直接接触。因此，提高注水PH值，可以解决酸蚀问题，但不一定能解决其它腐蚀类型。当 pH 值在 10-13 的碱性范围内时，随碳钢表面的 pH值升高， Fe2O3覆盖膜逐渐转化为具有钝化性能的 r - Fe2O3 保护膜，腐蚀速率会有所下降。但是当 pH值过高时，腐蚀速率又会上升，其原因是碳钢表面的钝化膜溶解成可溶性的铁酸钠 (NaFeO2 )。

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　　2.2.2 做好井筒防腐加药工作，减缓管柱腐蚀?
　　加与地层水相配伍的缓蚀杀菌剂是解决油井井下管串腐蚀的一种常用而有效的方法。其原因是通过缓蚀剂加入到产出介质中，与金属体形成一种致密的保护膜，使金属本体与腐蚀介质隔离开，并起到润滑的作用，以达到保护金属，防止腐蚀而加剧偏磨的目的。?
　　2.2.3 优化油井工作参数?
　　（1）在保持产液量不变的情况下，采用长冲程、慢冲次的工作制度，增加偏磨面积，减少偏磨次数。?
　　（2）油管弯曲造成的偏磨主要局限于泵上部附近，即中性点以下到泵位置。中性点位置又与泵以下尾管的长度有关。因此、合理设计泵下尾管长度，加大泵下油管的重量，抵消弯曲应力，减少油管弯曲。?
　　（3）对于弯曲井眼或受压弯曲而被抽油杆磨损的井段，可在抽油杆柱相应部位装扶正器或导向轮。在抽油杆底部下加重杆，使抽油杆柱的中性点下移，减少抽油杆的弯曲。?
　　（4）因油管转动或伸缩而与套管壁的磨损，可采用自动间歇式旋转抽油杆悬绳器、旋转式油管扶正器或防止油管偏磨的旋转式采油井口，也可用液压油管锚锚定油管。?
　　2.2.4 加强清防蜡技术应用，减小井下管杆负荷?
　　主要是利用机械、热洗、化学清等清防蜡技术手段，防止油井管杆负荷增大及蜡堵，而造成的管杆断、脱，保证油井正常生产。 ?
　　2.2.5 合理调整油管杆位置，有效防止油管杆断脱?
　　从现场情况统计，油管丝扣的损坏普遍存在，油管断裂、漏失主要是从丝扣部分发生的。抽油机井油管杆断裂多属疲劳断裂，油管断裂主要集中在300m以上的油管螺纹根部，而抽油杆断裂，大多发生在中和点及以下位置。因而，作业时应把新油管杆下在受力最大的上部，这样经过几次作业后全井油管被逐步更新，并且始终保持新管在上，有效降低油管由于疲劳在上部断裂的现象。在不需要更换新管杆的情况下可将原井管杆上下根序进行调整，改变其受力状态，有效降低管杆疲劳。?
　　2.2.6 合理使用井下磁性工具?
　　尽量减少磁防蜡器等磁性井下工具的使用，并对已磁化的油管及时更换，避免磁化导致的无功作业。?
　　2.3 其他防治措施
　　（1）优化管、杆组合，根据油田泵挂深、腐蚀严重的特点，尽量使用高强度杆和防腐抽油杆。?
　　（2）建立一套完善的油管杆鉴定及管理体系，确保质量和合理使用。?
　　（3）延长检泵周期减少无功作业，降低管杆起下频次。?
　　（4）更换N80油管挂，提高管挂强度。近年来，结合作业现场发现，由于油管上部承受的载荷较大，井口第一根油管发生断脱机率较大，特别是有偏心井口的油井尤为突出。因此使用N80高强度油管挂也是防治管杆损伤的有效手段之一。?
　　
　　3 现场应用情况?
　　
　　2007年采油七厂在井筒综合治理过程中，在建立健全井下作业现场过程监督的同时，结合油田的实际生产特点，根据各井井斜情况、拐点位置等对油井管串参数进行优化，并引用了自动间歇式旋转抽油杆悬绳器、防止油管偏磨的旋转式采油井口，液压油管锚锚定器等措施，取得了一定的效果。?
　　（1）旋转式采油井口。?
　　旋转式采油井效果表（表1）?
　　（2）综合防治。?
　　根据井况在部分油水井分别试用CMB-114超越式油管锚锚定器、自动间歇式旋转抽油杆悬绳器，形成了由自动间歇式旋转悬绳器+旋转井口+油管旋转锚定器+抽油杆扶正器四部分组成(图1)的综合防治体系。?
　　2007年与2006年同比油水井免修期由395天延长至480天，因管杆断脱造成的躺井减少扶躺作业31井次（06年69井次、07年38井次），节约作业费用近50万元，初步取得了的治理效果、达到了控本增效的目的。?
　　
　　 4 认识与建议?
　　
　　（1）加强作业现场过程监督、严格质量标准、杜绝违章作业，是消除管杆地面损坏有效手段。?
　　（2）管杆的疲劳极限在8- 10年，从经济效益角度考虑，管杆到达该使用年限后应当全井更换，减少经济损失。?
　　（3）利用油管无损探伤技术，消除隐性损伤油管入井。?
　　（4）推广使用自封及液压封隔器，逐步取消轨道封隔器入井，减小轨道封隔器对油、套管损伤及卡钻机率。?
　　总之，管杆保护是一项系统综合性工作，只有通过强化作业监督、细化各类管理措施，在做好地面损害预防的同时，还应根据管杆在每口井所遇到的不同实际情况，有针对性采取综合配套治理技术，才能达到防治管杆损坏的最佳效果。