【正文】 及表現(xiàn)形態(tài) 延長檢泵周期工藝研究 油井水的腐蝕性隨著氯化物濃度的增加而增加。緩蝕劑對于高濃度氯離子井液中的抽油桿很難達(dá)到防護(hù)目的。氯化物腐蝕對碳鋼抽油桿的腐蝕要比對合金鋼的抽油桿腐蝕要嚴(yán)重。因為 CL 離子活性很強(qiáng) ,經(jīng)常是優(yōu)先吸附于金屬表面 ,很容易穿過金屬表面，在油水混合流的作用下 , 金屬表面受到局部破壞并與金屬局部發(fā)生陽極溶解 ,如此一來 , 形成腐蝕坑點。 選用井下設(shè)備須考慮流體性質(zhì) ,對材質(zhì)須明確要求！ 抽油桿斷裂失效機(jī)理及表現(xiàn)形態(tài) 延長檢泵周期工藝研究 目前有 HY和 HL兩種高強(qiáng)桿 :HY高強(qiáng)桿是工藝性高強(qiáng)桿， HL屬于材料性高強(qiáng)桿。如金成公司采用 20CrMoA 、 35CrMoA鋼經(jīng)中頻淬火和箱式爐回火加工成 D級桿 , H級桿還要經(jīng)過一道表面淬火工序形成淬硬層就成為 HY高強(qiáng)桿。 HL高強(qiáng)桿金成公司采用 16Mn2SiCrMoVTi和 12Mn2SiCr兩種鋼材。 (前面的兩位數(shù)字代表鋼中平均含碳量的萬分之幾，元素符號表示鋼中所含的合金元素。元素后面的數(shù)字表示該元素的平均含量的百分之幾。如果平均含量低于 %，則不標(biāo)明含量。如果平均含量大于 %、 %、 %… ，則相應(yīng)地以 4… 等表示。 ) 延長檢泵周期工藝研究 1： 抽油桿加扶正器和底部加重的綜 合防治措施 (已應(yīng)用 ) 2： 統(tǒng)一桿柱直徑措施 (已應(yīng)用 ) 3： 內(nèi)襯油管 (已應(yīng)用 ) 4： 腐蝕嚴(yán)重井使用 D級抽油桿 (已應(yīng)用 ) 5： 耐磨防腐抽油桿接箍 (已應(yīng)用 ) 6： 油管錨定和適當(dāng)加長尾管 (已應(yīng)用 ) 7: 防腐 (除硫棒 防垢 (防卡泵 )措施 (已應(yīng)用 ) 8： 引進(jìn)試驗抽油桿防彎減振器： 9 ： 引進(jìn)油管旋轉(zhuǎn)器抽油桿旋轉(zhuǎn)器 10：加強(qiáng)管理 延長檢泵周期工藝研究 通過抽油桿的下部 加重或液力反饋 增大下行動力，避免桿柱彎曲 。 （ 1）下部加重技術(shù) 下部加重已成為治理偏磨的重要措施。 桿管防偏磨配套技術(shù) 延長檢泵周期工藝研究 內(nèi)襯油管措施 按統(tǒng)計油田油管磨破的深度分布，集中度很高，幾乎都在 1600米之下，這可以為內(nèi)襯油管治理措施節(jié)省不少成本。內(nèi)襯油管只下在 1600米之下?？梢钥紤]將原 C22 C224 C2052井所下的內(nèi)襯油管 (每口井長度約 890米 )改為只下400米。這樣也不影響下刮蠟桿。 另外，新進(jìn)的內(nèi)襯油管也按只下在 1600米之下 400米的原則，可以多下一倍的井。 1 2 4 延長檢泵周期工藝 研究內(nèi)容 1：普通抽油桿 (軟桿 )比高強(qiáng)度桿 (硬桿 )更能容忍腐蝕， D級桿可以容忍比 H級桿有更深更大的腐蝕坑點，較小的腐蝕坑點就能對高強(qiáng)度桿 (H級桿 )形成致命的傷害。即高強(qiáng)度桿對腐蝕點或磨損刻痕的敏感性極高。 2：高強(qiáng)桿對彎曲或撓曲的敏感性也比 D級桿高，對于易于發(fā)生液擊振動而導(dǎo)致偏磨的油藏，就可能發(fā)生疲勞斷裂。 3：高強(qiáng)桿的緩蝕劑投放頻率或用量也要高出普通抽油桿的一倍。 一般原則是：只要能夠滿足載荷及強(qiáng)度需要，就應(yīng)該使用普通抽油桿。 避免抽油桿因腐蝕而斷裂的應(yīng)對措施 4 延長檢泵周期工藝 研究內(nèi)容 較軟的材質(zhì)具有較小的桿應(yīng)力 ,而較硬的材質(zhì)具有較大的桿應(yīng)力。高強(qiáng)桿的沖擊韌性 (低于)因此小于 D級桿() 。 韌性是材料對缺口或裂紋敏感程度的反映，用來衡量材料的抗裂紋擴(kuò)展能力 。 延長檢泵周期工藝研究 偏磨除了抽油桿磨斷和油管磨破，可進(jìn)一步細(xì)分為：抽油桿接箍偏磨、凡爾罩偏磨和拉桿偏磨。抽油桿接箍偏磨占了偏磨總數(shù)的 26%。因此可以考慮更換防磨接箍作為應(yīng)對措施。 耐磨損防腐蝕低摩擦系數(shù)雙向保護(hù)抽油桿接箍。該接箍是在普通抽油桿接箍外表面上噴涂一種耐磨損防腐蝕低摩擦系數(shù)功能合金涂層 ACO在 偏磨較嚴(yán)重 13井次應(yīng)用防磨節(jié)箍 997個。目前發(fā)生檢泵的 6井次中，防磨節(jié)箍基本上無明顯磨損，防磨效果較好 . 耐磨防腐抽油桿接箍 延長檢泵周期工藝研究 油管錨定 051015202530500 1000 1500 2022 2500 3000下泵深度（m）沖程損失率（%）油管不錨定油管錨定油管錨定與否沖程損失的關(guān)系 Ф114液力油管錨結(jié)構(gòu)示意圖 延長檢泵周期工藝研究 桿式泵與油管錨定裝置配套使用是解決油管斷裂和偏磨問題的有效途徑之一。油管錨可以減輕和改善油管在泵抽汲過程中的受力狀況，抑制振動，使油管保持恒定張力，防止油管蠕動彎曲，控制管柱的伸縮 ,降低管斷和偏磨的發(fā)生幾率，提高油管的穩(wěn)定性，延長油管的使用壽命。同時，也減少抽油泵的沖程損失，從而提高泵效，增加原油產(chǎn)量。 液力錨 油管錨定 延長檢泵周期工藝研究 防腐光桿和除硫棒 延長檢泵周期工藝研究 防卡泵 延長檢泵周期工藝研究 其它泵 : 延長檢泵周期工藝研究 抗磨副 抽油桿接箍 油管 抗磨副結(jié)構(gòu)示意圖 抗磨副 轉(zhuǎn)變磨損對象，防止桿管磨損 抗磨桿 耐磨套 油管 抗磨配合副 減磨扶正副 4 延長檢泵周期工藝研究 泵失效按卡泵、凡爾罩?jǐn)?、泵漏失三種成因劃分，卡泵占 40%，凡爾罩?jǐn)嗾?32%，泵漏失占 28%針對卡泵已經(jīng)引進(jìn)應(yīng)用了防卡泵，且取得了明顯的成效，泵漏失通過正常檢泵作業(yè)可得以維護(hù)，矛盾比較突出的就是凡爾罩?jǐn)唷?已采取措施 : 1)防斷脫泵 214口井 ,緩解了凡爾罩頻斷， 04年罩?jǐn)?78井次， 05年 58井次。 141口井未用。 2)長活塞防卡泵 23臺 :防止腐垢卡泵． 抽油泵凡爾罩?jǐn)嗟膽?yīng)對措施 桿管泵失效比例 4 延長檢泵周期工藝研究 抽油泵凡爾罩?jǐn)嗟膽?yīng)對措施 1）改進(jìn)深井泵出油閥閥罩 φ38mm泵的出油閥閥罩是整個抽油桿串?dāng)嘧罴械牟课?。原?:一是閥罩上有 3個出油槽，承載面積偏小，如， φ38泵閥罩的最小承載截面積只有 204mm2，僅相當(dāng)于 φ16mm抽油桿的截面積（ 201mm2）；軸向過流斷面小 ,當(dāng)活塞下行時產(chǎn)生很大的液流阻力，引起下部抽油桿彎曲，既影響活塞有效沖程，又加速了下部抽油桿的疲勞斷裂；二是閥球在閥罩內(nèi) 1年時間要跳動3 106～ 6 106次，在部分井上閥球?qū)﹂y罩內(nèi)壁的磨損較嚴(yán)重，削弱了承載能力。改進(jìn)措施： ① 合理改進(jìn)閥罩的尺寸，加大其壁厚，使閥罩的最小承載受力截面積較原來增加 1/3； 有桿泵 下沖程 液面 泵筒 柱塞 下沖程游動伐打開 固定伐關(guān)閉 4 延長檢泵周期工藝研究 抽油泵凡爾罩?jǐn)嗟膽?yīng)對措施 38mm和 44mm普通管式泵泵簡內(nèi)徑的限制，活塞上游動凡爾罩處的軸向過流斷面小，上凡爾罩薄，而且使用普通拉桿，這就在抽油桿柱上形成薄弱環(huán)節(jié)。改進(jìn)措施 : 2）改進(jìn)深井泵拉桿 當(dāng)泵徑 φ38mm時，深井泵柱塞與抽油桿柱是通過拉桿來聯(lián)接的。深井泵拉桿斷脫率很高，其原因一是拉桿采用 φ19mm的抽油桿加工，桿徑偏?。欢侨绻c柱塞的聯(lián)接端采用“ M16 ” 的螺紋，而且留有“ 3 ” 的退刀槽，實際受力面積小，存在應(yīng)力集中。改進(jìn)措施： ① 采用 φ22 mm抽油桿加工，橫截面積增加 %，減少桿體承受應(yīng)力 ② 若聯(lián)接螺紋為“ M16 ” 改進(jìn)為“ M18 ” ，增加了承載面積，把退刀槽改成錐體或不留退刀槽，則相對消除了應(yīng)力集中；拉桿使用雙貝帽壓緊來產(chǎn)生預(yù)緊力，可有效防止脫扣。 ③ 深井泵拉桿扶正。在拉桿上加裝尼龍扶正器。 ④提高泵筒、活塞和閥座的防腐耐磨性 : 推薦采用“氧化鋯閥球和閥座 +噴焊柱塞 +氮化泵筒”的結(jié)構(gòu)形式。 4 延長檢泵周期工藝研究 避免抽油桿發(fā)生共振的應(yīng)對措施 桿柱的振動有自由振動和強(qiáng)迫振動兩種，抽油桿柱的運(yùn)動是在懸點持續(xù)支持下的強(qiáng)迫振動 ,具有周期性，為 Tp＝ 60/n（ n— 沖數(shù) /分）。由抽油桿柱振動引起的伸縮對活塞沖程影響究竟是增加還是減小，將取決于抽油桿柱自由振動與懸點擺動引起強(qiáng)迫振動的相位配合或頻率配合。若兩者相位或頻率相符時，就會引起共振，從而產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致抽油桿最薄弱處斷裂。避免共振的條件是抽油井沖數(shù)不能與抽油桿柱自由振動頻率相同或成偶數(shù)倍。泵深定了之后，沖數(shù)選擇就要考慮這一因素 . 桿柱自然頻率與泵深關(guān)系1000120014001600180020222200 1 桿柱自然頻率n泵深mn=A/4L A=5100m/s L —泵深m當(dāng)沖數(shù)為 6時，每 10秒一次受迫振動即一個行程，在此一個行程中，當(dāng)泵深 1600m時桿柱自由振動 8次。 4 延長檢泵周期工藝研究 避免抽油桿發(fā)生共振的應(yīng)對措施 響： 上沖程開始時，隨著游動閥關(guān)閉，在抽油桿中產(chǎn)生了拉伸應(yīng)力波，使桿柱末端發(fā)生移動；到上沖程死點時開始下行，游動閥打開，固定閥關(guān)閉，在抽油桿中產(chǎn)生了收縮應(yīng)力波；同理：油管中也回由于固定閥的開關(guān)作用而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力波和收縮應(yīng)力波。由于兩者不同的變化，會使下沖程兩個閥之間的距離發(fā)生變化，有時增加有效沖程，有時減少有效沖程。 4 延長檢泵周期工藝 研究內(nèi)容 泵深與頻率比1357911131517900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300泵深頻率比自然頻率／3 沖次自然頻率／４沖次自然頻率／５沖次自然頻率／６沖次自然頻率／８沖次自然頻率／９沖次900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300自然頻率／3 沖次自然頻率／４沖次自然頻率／５沖次自然頻率／６沖次自然頻率／８沖次自然頻率／９沖次不同沖次時自然頻率隨泵深變化曲線 4 延長檢泵周期工藝研究 315 口井自然頻率與沖次234567891011121314900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300泵深m沖數(shù)沖數(shù)／n當(dāng)頻率比為 、 、 … 等奇數(shù)值時，對柱塞的有效沖程有利；當(dāng)頻率比為 、 、 … 等偶數(shù)值時，對柱塞的有效沖程不利；特別是當(dāng)頻率比為 8… 等純偶數(shù)時，抽油桿會發(fā)生共振，致使其容易發(fā)生斷脫。計算頻率比時，沖數(shù)值被自由振動頻率值相除，再倒過來，自由振動頻率值被沖數(shù)值相除，兩個值均不為偶數(shù)值可以避免抽油桿發(fā)生共振 . 頻率比與實際沖數(shù) 1）：抽油系統(tǒng)效率每提高一個百分點，大約降低產(chǎn)液單耗 。 2）：抽油井管理的核心問題是合理沉沒度、油井穩(wěn)產(chǎn)、抽油系統(tǒng)效率高且免修期長。合理沉沒度是穩(wěn)產(chǎn)高效且免修期長的基礎(chǔ)。 彩南油田合理沉沒度的范圍 200米～ 400米。其大小視含水率和氣油比大小而定。在此范圍內(nèi)，可以保證穩(wěn)產(chǎn)，系統(tǒng)效率高，泵效也高（雖然不一定是最高）。按此標(biāo)準(zhǔn)， 彩南油田需要大幅度調(diào)整沉沒度，不僅可以節(jié)省油管和抽油桿材料，也能節(jié)能且延長檢泵周期。 3）： 泵深超過 1600m后，井下失效井?dāng)?shù)急劇上升。沖程損失率與泵深的平方成正比，與沖程成反比。在其他條件相同時，泵閥縫隙處的漏失液量與舉升高度的平方根成正比 ； 凡兒的磨損速率又與漏失量的立方成正比。即泵深增加一倍，凡兒的磨損速率將增加 倍 倍。 認(rèn)識與結(jié)論 認(rèn)識與結(jié)論 4）：沖數(shù)越大，系統(tǒng)效率和泵效越低，油井免修期也越短。目前，彩南油田機(jī)抽井最小沖次為 4次 /min，受制于機(jī)器。而 4次 /分以下到 /分的沖數(shù)實際需要量不小，井?dāng)?shù)不少。特別是日產(chǎn)液小于 10t的 100多口抽油井，亟待解決調(diào)慢沖數(shù)問題。解決方法是加工 4次皮帶輪或其它方式降低理論排量。如在抽油井上試驗二級減速器。長沖程小沖次是提高泵效和系統(tǒng)效率的必然選擇。 5）：對于低產(chǎn)井，要達(dá)到長沖程 ()、慢沖次的目標(biāo)，客觀上就要求形成 φ32mm、 φ28mm等規(guī)格的泵。大流道系列小直徑桿式抽油泵可供選擇，可擴(kuò)展有桿泵的排量與深度范圍。 6）：含水影響：彩南中高含水階段：一是產(chǎn)油單耗大幅增長，當(dāng)含水超過 85%之后，產(chǎn)液單耗急劇上升；二是導(dǎo)致檢泵周期短，桿泵失效比例大幅上升，含水 80%～ 90%時桿斷出現(xiàn)約占 20%比例的平臺現(xiàn)象，含水一旦越過90%，桿斷急劇上升。另一方面：含水上升，抽油所需沉沒度小，泵效及系統(tǒng)效率也上升。含水超過 70%，無需下尾管。含水低于 70%，需適當(dāng)加尾管。 認(rèn)識與結(jié)論 7）：電流如果不平衡，抽油機(jī)肯定不平衡，電流平衡了抽油機(jī)也不一定平衡。要想真正看出抽油機(jī)的平衡情況，只有查看電功率曲線；調(diào)平衡就是要使減速器的輸出扭矩最小，扭矩與電機(jī)輸入功率成正比。平衡調(diào)整對抽油